Question

如圖1所示的裝置由氣墊導軌、兩個光電門、滑塊和沙桶等組成．光電門可以測出滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，另用天平測出滑塊和沙桶的質量分別為M和m．

下面說法正確的是

AB

（填寫字母代號）
A．用該裝置可以測出滑塊的加速度
B．用該裝置驗證牛頓第二定律時，要保證拉力近似
等于沙桶的重力，必須滿足M＞＞m
C．可以用該裝置驗證機械能守恒定律，但必須滿足M＞＞m
D．不能用該裝置驗證動能定理．
Ⅱ．有一圓柱體的未知合金，為測定其電阻率，某同學做了如下操作
（1）用螺旋測微器測其直徑d，如圖所示，讀數是

11.095

 mm．
（2）再用游標卡尺測其長度l，如圖所示，讀數是

10.310

 cm．
（3）用多用電表粗測電阻
①首先選用“×l0”歐姆擋，其阻值如圖甲中指針所示，為了減小多用電表的讀數誤差，多用電表的選擇開關應換用

×1

歐姆擋；
②按正確的操作程序再一次用多用電表測量該待測電阻的阻值時，其阻值如圖乙中指針所示，則該合金的阻值Rx大約是

11.0

Ω．
（4）精確地測量其電阻該同學手頭上只有以下器材：A．電壓表V₂，量程15V，內阻約20kΩB．電流表A₁（量程l00mA，內阻約為10Ω）
C．電阻箱R₁，最大阻值為99.99Ω
D．滑動變阻器R₂，最大阻值50Ω
E．電流表A₂（量程100μA，內阻約100Ω）
F．滑動變阻器R₃，最大阻值10kΩ
G．導線及單刀單擲、單刀雙擲開關若干
H．電源（電動勢約3V，內阻約為10Ω）
①該同學應選擇合適的器材是

BCDGH

 （填寫器材前面的字母），要求電表的示數應大于量程的三分之一，且滑動變阻器調節方便．
②請在虛線框中畫出測量該合金電阻的電路圖，并標上相應元件的符號．按圖連接好線路之后，即可測出其阻值Rx．
（5）用以上所測量的物理量，寫出電阻率的表達式

ρ=

Rxπd2

4l

．

Answer 1

分析：Ⅰ．該實驗裝置能夠測量的物理量有滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，兩個光電門的距離，用天平測出滑塊和沙桶的質量分別為M和m．根據選項中實驗的工作原理解決問題．
Ⅱ、（1）螺旋測微器讀數有兩部分組成，注意估讀
（2）游標卡尺讀數不用估讀，但要注意主尺讀數的單位
（3）①注意多用電表的檔位選擇標準為：使指針指在中間位置
②多用電表的讀數，注意乘以檔位顯示的倍數
（4）①根據電源電壓、電源內阻及被測電阻的值，考慮安全性、準確性和便于操作的要求選擇儀器，組成電路
②根據要求，選擇電路圖，由于電壓表無法采用，故本電路應采用半偏法或等效替代思想進行
（5）由R_x=ρ

l

π( d 2 )2

得：ρ=

Rxπd2

4l

解答：解：Ⅰ、A、光電門可以測出滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，運用勻變速直線運動的公式求解加速度．故A正確．
B、用該裝置驗證牛頓第二定律時，要保證拉力近似等于沙桶的重力，必須滿足M≥m，故B正確．
C、該裝置中滑塊所受的合力不是重力，所以機械能不守恒，不可以用該裝置驗證機械能守恒定律，故C錯誤．
D、用該裝置光電門可以測出滑塊分別通過兩個光電門的瞬時速度，滿足M≥m，滑塊的合力就近似等于沙桶的重力，導軌標尺可以測出兩個光電門間的距離，這樣就可以求出拉力做功，可以驗證動能定理．故D錯誤．
故選AB
Ⅱ．（1）螺旋測微器讀數為：11.0mm+9.5×0.01mm=11.095mm
（2）游標卡尺讀數為：10.3cm+2×0.05mm=10.310cm
（3）①選用×10檔，指針偏轉角的過大，讀數較小，故應選用小一級檔位，故選×1檔
②R_X=11.0×1Ω=11.0Ω
（4）①由于本實驗的電源電動勢為3V，內阻為10歐姆，故電壓表不可采用．要想測得未知電阻阻值，應采用替代法，結合電阻阻值特點和便于操作的要求，應該選擇的儀器為BCDGH
②實驗電路如圖
（5））由R_x=ρ

l

π( d 2 )2

得：ρ=

Rxπd2

4l

答：ⅠAB
Ⅱ（1）11.095
（2）10.310　
（3）①×1  ②11.0
（4）①BCDGH　
②
（5）ρ=

Rxπd2

4l

點評：本題考查了驗證牛頓第二定律得實驗裝置、電學實驗的分壓接法和限流接法的使用及歐姆表的讀數等，考察比較全面，要從實驗原理和注意事項以及數據處理等各方面全面把握