Question

（1）圖丙為研究小球的平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)拍攝的閃光照片的一部分，其背景是邊長為5cm的小方格，重力加速度g取10m/s²．由圖可知：小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間

 

（填“小于”、“等于”或“大于”）從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間；照相機(jī)的閃光頻率為

 

Hz；小球拋出時(shí)的初速度大小為

 

m/s．
（2）在“測(cè)定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中，被測(cè)金屬絲的電阻大約為6Ω．現(xiàn)先用刻度尺測(cè)出金屬絲的長度l；接著用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑d，其刻度位置如圖甲所示；再用伏安法測(cè)出金屬絲兩端的電壓U和通過金屬絲的電流I，計(jì)算出它的電阻，最后根據(jù)電阻定律計(jì)算出該金屬材料的電阻率．
①從圖甲中讀出金屬絲的直徑d為

 

mm．
②在用伏安法測(cè)定金屬絲的電阻時(shí)，除被測(cè)的電阻絲以及電鍵K外，還有如下供選擇的實(shí)驗(yàn)器材：
直流電源E：電動(dòng)勢(shì)約4.5V，內(nèi)阻很��；
電流表A₁：量程0～0.6A，內(nèi)阻為0.125Ω；
電流表A₂：量程0～3.0A，內(nèi)阻為0.025Ω；
電壓表V₁：量程0～3.0V，內(nèi)阻為3kΩ；
電壓表V₂：量程0～15V，內(nèi)阻為15kΩ；
滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω，允許通過的最大電流為0.2A；
滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值20Ω，允許通過的最大電流為1.0A；
要求有較高的測(cè)量精度，并能測(cè)得多組數(shù)據(jù)．在可供選擇的器材中，應(yīng)該選用的電流表是

 

，應(yīng)選用的電壓表是

 

，應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是

 

．
③根據(jù)所選的器材，在圖乙的虛線框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖．
④寫出用測(cè)得的物理量表示的計(jì)算電阻率的表達(dá)式（用字母表示）：ρ=

 

．

Answer 1

分析：（1）正確應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)；解答本題的突破口是利用在豎直方向上連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差等于常數(shù)解出閃光周期，然后進(jìn)一步根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、推論求解．
（2）①螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀；注意判斷0.5毫米刻度線是否出現(xiàn)的方法：若可動(dòng)刻度的“0”在固定刻度上方，則沒有露出，若在下方則以及露出．
②根據(jù)電路最大電壓選擇電壓表，根據(jù)電源電動(dòng)勢(shì)、待測(cè)電阻阻值與所選電流表選擇滑動(dòng)變阻器．
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材確定滑動(dòng)變阻器接法，根據(jù)待測(cè)電阻阻值與電表內(nèi)阻關(guān)系確定電流表接法，作出電路圖．
④根據(jù)電阻定律求出金屬絲的電阻率．

解答：解：（1）水平方向的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，從A到B和從B到C水平方向的位移相同，所以經(jīng)歷的時(shí)間相等．
在豎直方向上有：△h=gT²，其中△h=10cm，代入求得：T=0.1s，
因此閃光頻率為：f=

1

T

=10Hz
水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，有：s=v₀t，選AB段：其中s=5l=25cm，t=T=0.1s，代入解得：v₀=2.5m/s．
（2）①由于可動(dòng)刻度的“0”在固定刻度下方，因此固定刻度的讀數(shù)為：0.5mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×0.0mm=0.000mm，所以最終讀數(shù)為：0.5mm+0.000mm=0.500mm．
②電源的電動(dòng)勢(shì)為4.5V，從減小讀數(shù)誤差角度，因此選用的電壓表是V₁；
因被測(cè)金屬絲的電阻大約為6Ω．所以最大電流為0.75A，因此選擇量程0～0.6A的電流表A₁；
為保證電路安全，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選滑動(dòng)變阻器R₂：最大電流為1.0A；
③在測(cè)量電阻時(shí)，需要有較大的電壓測(cè)量范圍，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法；由題意知，待測(cè)電阻的阻值偏上，因此電流表采用外接法，實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示；
④由電阻定律得：R=ρ

L

S

=ρ

L

π(  d 2 )2

，又由于R=

U

I

，因此電阻率為ρ=

RS

L

=

πd2U

4IL

故答案為：（1）等于；10；2.5．
（2）①0.500；②如右圖所示；③A₁；V₁；R₂；④ρ=

πd2U

4IL

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)問題，一定明確其水平和豎直方向運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，尤其是在豎直方向熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和推論解題．
決本題的關(guān)鍵是掌握螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，在讀可動(dòng)刻度讀數(shù)時(shí)需估讀．
本題關(guān)鍵：（1）用伏安法測(cè)電阻時(shí)安培表內(nèi)、外接法的選擇原則是“大內(nèi)小外”，即對(duì)于大電阻采用安培表內(nèi)接法，對(duì)于小電阻采用安培表外接法；（2）需要有較大的電壓測(cè)量范圍時(shí)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法．