Question

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)量一金屬絲的直徑如下圖1甲所示．該金屬絲的直徑是

 

 mm；用20等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)一工件的長(zhǎng)度如圖乙所示，則該工件的長(zhǎng)度是

 

 cm．

（2）在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，小王同學(xué)采用如圖2所示裝置，圖中小車及砝碼的質(zhì)量用M表示，沙桶及沙的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶計(jì)算出．
①當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足

 

時(shí)，可近似認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于沙桶和沙的重力；
②在平衡摩擦力后，他用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的一段如圖3所示，該紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電的頻率是50Hz，則小車的加速度大小是

 

 m/s²．當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打D點(diǎn)時(shí)小車的速度是

 

 m/s；（計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）
③小張同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，他們倆在同一坐標(biāo)紙上畫出了a-F關(guān)系圖，如圖4所示，小張和小王同學(xué)做實(shí)驗(yàn)，哪一個(gè)物理量是不同的

 

．
（3）某同學(xué)在做測(cè)定小燈泡功率的實(shí)驗(yàn)中，得到如下一組數(shù)據(jù)：

編號(hào)	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.60	3.00
I/A	0.02	0.06	0.10	0.14	0.17	0.19	0.20	0.21
燈泡發(fā)光情況	不亮		低亮		逐漸變亮		正常發(fā)光

①?gòu)谋碇袛?shù)據(jù)可以看出：當(dāng)功率逐漸增大時(shí)，燈絲的電阻變化情況是

 

；這表明該導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而

 

．
若該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中選用的器材如下：
A．待測(cè)小燈泡一個(gè)
B．E=6V的直流電源（內(nèi)阻很小）一個(gè)
C．最大阻值為10Ω的滑動(dòng)變阻器一個(gè)
D．量程為300mA的電流表（內(nèi)阻約為1Ω）一只
E．量程為3V的電壓表（內(nèi)阻約為10kΩ）一只
F．導(dǎo)線若干，開(kāi)關(guān)一只
②請(qǐng)你通過(guò)對(duì)該同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)的分析和給出的器材，在圖5的虛線框中畫出合理的實(shí)驗(yàn)電路圖．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．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．
（2）要求在什么情況下才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應(yīng)先以整體為研究對(duì)象求出整體的加速度，再以M為研究對(duì)象求出繩子的拉力，通過(guò)比較繩對(duì)小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關(guān)系得出只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
D點(diǎn)的速度可由C到E點(diǎn)的平均速度求出，加速度可由勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：△x=at²求解．
a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，故斜率不同則物體的質(zhì)量不同．
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由歐姆定律求出燈泡電阻，找出燈絲電阻隨溫度變化的規(guī)律．

解答：解：（1）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0.5mm．可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×48.0mm=0.480mm，所以最終讀數(shù)為0.980mm．
    游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為10mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×5=0.25mm，所以最終讀數(shù)為10.25mm=1.025cm．
（2）①以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

，
以M為研究對(duì)象有繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
②該紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s
由△x=at²得：
a1=

XCD-XOA

T2

a2=

XDE-XAB

T2

a3=

XEF-XBC

T2

a=

a1+a2+a3

3

=0.39m/s²．
B點(diǎn)的速度等于A到C點(diǎn)的平均速度
v_D=

XCE

tCE

=0.20m/s
③根據(jù)F=ma可得m=

F

a

，即a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，故兩人的實(shí)驗(yàn)中小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同．
（3）①?gòu)谋碇袛?shù)據(jù)可以看出：當(dāng)功率逐漸增大時(shí)，據(jù)由歐姆定律得燈泡的電阻在逐漸增大，燈泡的電功率增大，則其溫度就越高，
這表明該導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大．
②為了得到更大范圍的數(shù)據(jù)，滑動(dòng)變阻器采用分壓式連接．
由于燈泡電阻大約是10Ω，更接近電流表內(nèi)阻，所以采用外接法．
實(shí)驗(yàn)電路圖為右圖：

故答案為：（1）0.980，1.025
（2）①m?M ②0.39，0.20
③小車及車上砝碼的總質(zhì)量不同（或M不同）
（3）功率增大，電阻越大；增大；見(jiàn)圖

點(diǎn)評(píng)：（1）解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．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．
（2）只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．
（3）本題主要從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論，燈絲電阻不變的原因和逐漸增大的原因．