Question

（1）如圖所示為“探究加速度與物體受力的關(guān)系”的實驗裝置圖．圖（1）中小車A質(zhì)量為m₁，連接在小車后的紙帶穿過電火花打點計時器B，它們均置于水平放置一端帶有定滑輪足夠長的木板上，p的質(zhì)量為m₂，C為測力傳感器，實驗時改變p的質(zhì)量，讀出測力器不同讀數(shù)F，不計繩與滑輪的摩擦．

①電火花打點計時器工作電壓為

 

流（選填“交、直”）

 

V
②下列說法正確的是

 

A．一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平
B．實驗時應(yīng)先接通電源后釋放小車
C．實驗中m₂應(yīng)遠小于m₁
D．測力計的讀數(shù)始終為

1

2

m₂g
③圖（2）為某次實驗得到的紙帶，紙帶上標(biāo)出了所選的四個計數(shù)點之間的距離，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出．由此可求得小車的加速度的大小是

 

m/s²．（交流電的頻率為50Hz，結(jié)果保留二位有效數(shù)字）
④實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，如圖（2），他測量得到的a-F圖象是圖中的圖線

 

（2）用伏安法測量一定值電阻的實驗，所用的器材及規(guī)格如下：
待測電阻R_X（約200Ω）                   直流毫安表（量程0-20mA，內(nèi)阻50Ω）
直流電壓表（量程0-3V，內(nèi)阻5kΩ）        直流電源（輸出電壓3V，內(nèi)阻可不計）
滑動變阻器（0-15Ω，允許最大電流1A）    電鍵一只，導(dǎo)線若干．
①根據(jù)所給器材的規(guī)格和實驗要求，設(shè)計電路，如圖（3），并在圖甲和圖乙中補畫出正確的連接線
②一同學(xué)按電路圖完成正確連接，在開關(guān)閉合后，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù)．現(xiàn)用多用電表檢查電路故障．已知5根導(dǎo)線及電路中1至10的各連接點接觸良好，電壓表和電流表均無故障．在開關(guān)閉合時應(yīng)當(dāng)選用多用電表的

 

檔；在連接點1、10同時斷開的情況下，應(yīng)當(dāng)選用多用電表的

 

檔
③在開關(guān)閉合情況下，若測得6、7兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明滑動變阻器

 

可能是

 

故障．

Answer 1

分析：（1）①正確解答本題需要掌握：了解打點計時器的原理和具體使用，尤其是在具體實驗中的操作細節(jié)要明確．
②該實驗必須要平衡摩擦；由于該實驗的連接方式，小車是在繩的拉力下加速運動，故不要求重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量；由牛頓第二定律可求解測力計的讀數(shù)．
③根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²求解加速度．
④如果沒有平衡摩擦力的話，就會出現(xiàn)當(dāng)有拉力時，物體不動的情況．
（2）①由實驗的要求及儀表可以得出合適的接法，根據(jù)原理圖可畫出實物圖；②根據(jù)電壓表及歐姆表的使用可以得出應(yīng)該采用的電表；③由電表的示數(shù)可找出故障原因．

解答：解：（1）①電火花打點計時器工作電壓為交流220V；
②A、該實驗首先必須要平衡摩擦力，將長木板的一端適當(dāng)墊高，故A錯誤；
B、為提高打點的個數(shù)，打點計時器的使用都要求先接通電源后釋放小車，故B正確；
C、由于該實驗的連接方式，重物和小車不具有共同的加速度，小車是在繩的拉力下加速運動，此拉力可由測力計示數(shù)獲得，不需要用重物的重力來代替，故不要求重物質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量，故C錯誤；
D、由于重物向下加速度運動，由牛頓第二定律：m₂g-2F=m₂a，
解得：F=

m2g-m2a

2

，故D錯誤；
故選：B．
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²，有：
△x=0.0339-0.0289=a×（0.1）²
解得：a=0.50m/s²
（4）若沒有平衡摩擦力，則當(dāng)F≠0時，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時小車的加速度還為0，所以可能是圖中的圖線C．
故選：C．
（2）①實驗應(yīng)采用分壓接法、電流表外接法，故原理圖如圖；實物圖可根據(jù)原理圖畫出，注意電源的正負極及電表的正負極；
②因電路保持通路，故可以用電壓測兩端的電壓，判斷是否有故障；若電路斷開，則可以直接用歐姆表測電阻，若阻值非常大，則為斷路；
③6、7間電壓接近電動勢，則說明電壓表直接接在了電源兩端，表明滑動變阻器以外的電路都是完好的，可能是滑動變阻器斷路；
故答案為：（1）①交、220V；②B；③0.50；④C；（2）①原理圖及實物圖所圖甲乙所示；②電壓；歐姆；③以外的電路都是完好的；滑動變阻器斷路．

點評：（1）對于基本實驗儀器，要會正確使用，了解其工作原理，為將來具體實驗打好基礎(chǔ)，對于實驗裝置和工作原理，我們不僅從理論上學(xué)習(xí)它，還要從實踐上去了解它，自己動手去做做．第2問選項C為易錯選項，這個是課本參考實驗的改進版，用這種方法可以準(zhǔn)確得到小車受到的合外力，而不需要用重物的重力來近似代替，是一個比課本參考方案更好的辦法，題目價值很高．
（2）力學(xué)實驗重點在于分析電路的原理及注意事項；而電學(xué)實驗重點在于儀表的選擇、接法的選擇及實物圖的連接及實驗中數(shù)據(jù)的分析．