Question

（1）光電計時器是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其面板結(jié)構(gòu)如圖1甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收的裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可顯示物體的擋光時間，現(xiàn)用圖乙所示裝置做“利用自由落體運動驗證機械能守恒定律”的實驗，圖1乙中1為小鋼球，2和3是固定在鐵架臺適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出，讓小鋼球從兩個光電門正上方某高度處自由落下，光電門2和3各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10^-2s和2.0×10^-2s用游標(biāo)卡尺測量小鋼球的直徑d，此時卡尺游標(biāo)部分如圖丙所示．
①讀出小球的直徑d=

5.015

cm．
②小鋼球通過光電門2中心的速度v₁=

1.0

m/s，小鋼球通過光電門3中心的速度v₂=

2.5

m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
③為子驗證機械能守恒定律，除了計算小鋼球通過光電門的速度外，還需要用工具直接測量的物理量有

C

（選填下列選項）
A．小鋼球的質(zhì)量  B．重力加速度  C．光電門2中心到3中心的高度  D．小鋼球通過光電門2中心到3中心的時間

（2）現(xiàn)要求用下列提供的器材測量一節(jié)干電池的電動勢E．干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻末知）電流表（量程為30mA，內(nèi)阻約為10Ω）阻值為30Ω和40Ω的定值電阻各一個開關(guān)S₁、S₂，導(dǎo)線若干
①根據(jù)所給器材，在圖2的兩個電路原理圖中，應(yīng)選擇圖

甲

．（填“甲”或“乙”）
②在所選擇的電路中原理圖中，R1應(yīng)選擇阻值為

40

Ω的定值電阻．
③若在用所選擇的電路原理圖測量中，閉合開關(guān)S₁、S₂時，電流表的讀數(shù)如圖2丙所示，閉合開關(guān)S₁、斷開S₂時，電流表的讀數(shù)如圖2丁所示，則待測干電池的電動勢E=

1.44

V（保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)等于游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；根據(jù)較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度求出瞬時速度；除用光電門來測速度，求出動能外，還需要知道高度的變化．
（2）根據(jù)電動勢與電流表的值可確定，電路中的阻值，從而選擇電路圖；由電流表的讀數(shù)可知，

解答：解：（1）①游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為50mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×3=0.15mm，所以d=50mm+3×0.05mm=50.15mm=5.015cm．
 ②因為較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，所以v₁=

d

t1

=

5.015×10-2

5×10-2

m/s=1.0m/s．
v₂=

d

t2

=

5.015×10-2

2×10-2

m/s=2.5m/s．
③驗證機械能守恒定律，除了計算小鋼球通過光電門的速度外，還需要用工具直接測量的物理量是小球下滑的高度差．故選：C
 （2）①根據(jù)電源的電動勢與電流表的量程，可知，電路的中的最小電阻為

1.5

30×10-3

Ω=50Ω，所以應(yīng)選擇甲圖．
②所選擇的電路中原理圖中，R₁應(yīng)選擇阻值較大，即為40Ω，
③根據(jù)閉合電路歐姆定律，列出兩個方程，即：E=I₁（R₁+r+R_A）
                            E=I₂（R₁+R₂+r+R_A）
  代入數(shù)據(jù)，可解得：E=1.44V         
故本題答案為：（1）5.015cm； 1.0；   2.5；C
（2）①甲�、�40�、�1.44

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)等于游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．以及掌握在較短時間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度．
學(xué)會如何選擇電路中的電阻，電壓表及電流表，并根據(jù)閉合電路歐姆定律來求電源的電動勢．