Question

（1）．如圖1在“驗證機械能守恒定律”實驗時：

①．關(guān)于本實驗操作的敘述中，正確的有

 

．
A．驗證機械能是否守恒必須先確定重力勢能的參考平面
B．打點計時器可以用幾節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組作為電源
C．用手拿著紙帶保持豎直，先閉合電源開關(guān)，然后釋放重錘
D．打出的紙帶中，只要點跡清晰，就可以運用公式mg △h=

1

2

  m?²來驗證機械能是否守恒
②?計算紙帶上某點的速度，甲同學(xué)用v=gt來計算，乙同學(xué)用v_n=

(S n  + S n+1    )

2T

   來計算．其中

 

同學(xué)的方法更符合實驗要求．重力加速度g的數(shù)值，丙同學(xué)用通過對紙帶分析計算出重錘下落的實際加速度代入，丁同學(xué)用當?shù)氐膶嶋H重力加速度代入，其中

 

同學(xué)的做法是正確的．
③．在一次實驗中，重物自由下落時紙帶上打出一系列的點，如圖2所示，紙帶中相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.04秒，那么重物下落過程中的實際加速度a=

 

m/s²（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）
（2）?實驗室新進了一批低電阻的電磁螺線管，已知螺線管使用的金屬絲電阻率為ρ=1.3×10^-8Ω．m．某同學(xué)設(shè)計了一個實驗來測量螺線管使用的金屬絲長度．
①?先使用多用電表粗測金屬絲的電阻，操作過程分為以下三個步驟：（請?zhí)顚懰�缺步驟）
I．將紅、黑表筆分別插入多用電表的“+”“一”插孔；選擇電阻“×1”檔．
II．

 

．
Ⅲ．將紅、黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用電表的示數(shù)如圖（a）所示．

②?根據(jù)多用電表的示數(shù)，為了減少誤差，使用了以下器材進一步測量金屬絲的電阻：電壓表（內(nèi)電阻為2kΩ）、電流表（內(nèi)電阻為0.5Ω）、滑動變阻器（最大阻值為1Ω）、電源、開關(guān)及導(dǎo)線若干．測量金屬絲的電阻，為了準確測得多組數(shù)據(jù)，圖（b）、圖（c）兩個電路應(yīng)采用

 

更合理（填“b”或“c”），電壓表的右端應(yīng)接在

 

點（填“e”或“f”）．
③．使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖（d）所示，金屬絲的直徑為

 

mm．
④．根據(jù)多用電表測得的金屬絲的電阻值，可以估算出繞制這個螺線管所用金屬絲的長度約為

 

m．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．清楚該實驗的誤差來源．

解答：解：（1）①A．驗證機械能是否守恒即：mgh=

1

2

mv2，與確定重力勢能的參考平面無關(guān)，故A錯誤；
B．打點計時器需要使用交流電，故B錯誤；
C．在實驗中要注意盡可能的減小實驗的誤差，屬于要用手拿著紙帶保持豎直，先閉合電源開關(guān)，然后釋放重錘．故C正確；
D．mg△h=

1

2

m?²是驗證機械能是否守恒的結(jié)論，而不是使用的依據(jù)．故D錯誤．
②計算紙帶上某點的速度是利用平均速度的概念即：v_n=

(S n  + S n+1    )

2T

   來計算的，實驗乙學(xué)的方法更符合實驗要求．
③計算重力勢能時，重力加速度g要用當?shù)氐膶嶋H重力加速度代入，這是我們計算中要使用的理論值．實驗丁對．
（2）①歐姆表使用的步驟是：選檔，歐姆調(diào)零，測量，讀數(shù)．實驗需要補充的步驟是：將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指0Ω
②兩個圖比較，滑動變阻器的分壓式接法可以從較小的電壓值（電流值）開始測量，而限流式接法則不能．故選擇C圖更加合理；
由于金屬絲的電阻比較小，所以常常采用電流表外接法，電壓表應(yīng)接在e端．
③螺旋測微器讀數(shù)時，要先讀出固定刻度部分，再讀出可動刻度部分．該圖中固定刻度部分的讀數(shù)是0，可動刻度部分讀數(shù)即總讀數(shù)：0.260mm
④從歐姆表讀出該電阻的阻值：R=4Ω．
根據(jù)電阻定律：R=ρ

L

S

=

ρL

πr2

=

4ρL

πD2

得：L=

πD2R

4ρ

=

3.14×(0.260×10-3)2×4

4×1.3×10-8

=16.3m
故答案為：（1）①C，②乙，��；③9.69
（2）①將紅黑表筆短接，調(diào)節(jié)歐姆調(diào)零旋鈕，使指針指0Ω
②C，e；③0.260；④16.3．

點評：要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉(zhuǎn)化的過程和能量守恒．知道能夠減小實驗誤差的方法．
歐姆表使用的步驟是：選檔，歐姆調(diào)零，測量，讀數(shù)；滑動變阻器的分壓式接法可以從較小的電壓值（電流值）開始測量．