Question

（18分）

（1）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量一根長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲的電阻率。

①由圖甲可知電阻絲的直徑D=________mm。

②將如下實(shí)驗(yàn)操作補(bǔ)充完整：按圖乙連接電路，將滑動(dòng)變阻器R₁的滑片P置于B端；將S₂撥向接點(diǎn)1，閉合S₁，調(diào)節(jié)R₁，使電流表示數(shù)為I₀；將電阻箱R₂的阻值調(diào)至最大，S₂撥向接點(diǎn)2，                         ，使電流表示數(shù)仍為I₀，記錄此時(shí)電阻箱的示數(shù)為R₂。

③此電阻絲的電阻率的表達(dá)式             。(用已知量和所測(cè)物理量的字母表示)

（2）某同學(xué)用如圖甲所示的裝置通過研究重錘的落體運(yùn)動(dòng)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。已知重力加速度為g。

①在實(shí)驗(yàn)所需的物理量中,需要直接測(cè)量的是      ，通過計(jì)算得到的是      。（填寫代號(hào)）

A．重錘的質(zhì)量

B．重錘下落的高度

C．重錘底部距水平地面的高度

D．與下落高度對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度

②在實(shí)驗(yàn)得到的紙帶中，我們選用如圖乙所示的起點(diǎn)O與相鄰點(diǎn)之間距離約為2mm的紙帶來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。圖中A、B、C、D、E、F、G為七個(gè)相鄰的原始點(diǎn)，F(xiàn)點(diǎn)是第n個(gè)點(diǎn)。設(shè)相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T，下列表達(dá)式可以用在本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算F點(diǎn)速度v_F的是          。

A． v_F = g（nT ）                B．v_F = 

C．v_F =                D．v_F = 

③若代入圖乙中所測(cè)的數(shù)據(jù)，求得在誤差范圍內(nèi)等于                   （用已知量和圖乙中測(cè)出的物理量表示），即可驗(yàn)證重錘下落過程中機(jī)械能守恒。即使在操作及測(cè)量無誤的前提下，所求也一定會(huì)略                   （選填“大于”或“小于”）后者的計(jì)算值，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果。

④另一名同學(xué)利用圖乙所示的紙帶，分別測(cè)量出各點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離h，并分別計(jì)算出各點(diǎn)的速度v，繪出v²-h圖線，如圖丙所示。從v²-h圖線求得重錘下落的加速度g′=          m/s²（ 保留3位有效數(shù)字 ）。則由上述方法可知，這名同學(xué)是通過觀察v²-h圖線是否過原點(diǎn)，以及判斷       與        （用相關(guān)物理量的字母符號(hào)表示）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，來驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒的。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）（共6分）①0.377～0.379（2分）；②(保持R₁不變)調(diào)節(jié)R₂（2分）；③（2分）；

（2）（共12分）① B（1分）；D（1分）；② C（2分）；③ gh_n （2分）；小于（2分）；④ 9.75（9.72~9.78）   （2分）；g（1分）；g′ （1分）。

【解析】

試題分析：(1) ①由于螺旋測(cè)微器的主尺讀數(shù)是0，旋鈕讀數(shù)為37.8，故電阻絲的直徑D=0+37.8×0.01mm=0.378mm。②這是一種等效法測(cè)電阻的例子，故該空應(yīng)該填“(保持R₁不變)調(diào)節(jié)R₂”。 ③由于被測(cè)電阻的阻值等于R₂，電阻絲的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，則橫截面積為S=π()²，故由公式R=ρ可得電阻絲的電阻率為。

(2) ①由于該實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的，即mgh=mv²，即v²=gh，所以結(jié)合電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的裝置可知，需要直接測(cè)量的是“重錘下落的高度”，故填B；通過計(jì)算得到的是“與下落高度對(duì)應(yīng)的重錘的瞬時(shí)速度”； ②由于F點(diǎn)的瞬時(shí)速度就等于其相鄰點(diǎn)間的平均速度，故C是正確的，雖然選項(xiàng)B計(jì)算的也是F點(diǎn)的速度，但它是利用機(jī)械能守恒定律來計(jì)算出來的，而本實(shí)驗(yàn)就是用來驗(yàn)證該定律的，故它不適合于在本實(shí)驗(yàn)中計(jì)算F點(diǎn)速度，該空填C；③由于v²=gh，故驗(yàn)證了該式，就可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律；由于摩擦的存在，使得瞬時(shí)速度的測(cè)量會(huì)偏小一些，故也一定會(huì)略小一些；④我們?cè)谥本�上任意找一點(diǎn)，得出當(dāng)v²=8(m/s²)²時(shí)，高度h=41×10^－2m，故g′==9.76m/s²；如果計(jì)算出來的g′與g是相等的，則也可以驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。

考點(diǎn)：螺旋測(cè)微器的讀數(shù)，等效法測(cè)電阻，電阻率的計(jì)算，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)。