Question

（1）用如图1所示装置探究“加速度与力的关系”，已知砂和砂捅的总质童为m，小车的质量为M，实验中用砂和秒桶总重力韵大小作为细线对小车拉力的大小．
①实验中要进行质量m和M的选取，以下最合理的一组是

 

A．M=40g，m=10g、20g、30g、40g、50g
B．M=100g，m=10g、20g、30g、40g、50g
C．M=500g，m=10g、20g、30g、40g、50g
D．M=500g，m=30g、60g、90g、120g、150g
②本实验中应在释放小车

 

（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源．图2所示为实验中打出的一条纸带，A、B、C、D、E为计数点，相邻计数点间还有四个点没有画出，计数点间的距离如图所示．已知打点计时器的工作频率为50Hz．则
小车加速度a=

 

m/sZ．（结果保留两位有效数字）
③实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象，可能是图3中的

 

图线． （选填“甲”、“乙”或“丙”）

（2）在“测定金属的电阻率”实验中
①用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图甲所示，其读数为

 

mm；
②用伏安法测金属丝的电阻Rx，实验所用器材为：
电流表（内阻约0.1Ω）?
电压表（内阻约3kΩ）
电池组（电动势为3V，内阻约1Ω）
滑动变阻器R（0-20Ω，额定电流2A）
开关、导线若干
利用以上器材正确连接好电路，进行测量，记录数据如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
U/V	0.10	0.30	0.70	1.00	1.50	1.70	2.30
I/A	0.02	0.06	0.15	0.21	0.29	0.33	0.45

根据上表可以计算出Rx=

 

Ω，可推得测量Rx采用的电路是图

 

（选填“乙”或“丙”）
③本实验关于误差的说法正确的有

 

A．螺旋测微器是非常精密的仪器，测量金属丝直径时不存在误差
B．由于电流表和电压表的内阻引起的误差属于偶然误差
C．实验中通电时间不宜过长，是为了减少因温度变化而带来的误差
D．用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差．

Answer 1

分析：（1）①探究“加速度与力的关系”实验，当小车质量远大于砂和砂桶质量时，可近似认为小车受到的拉力等于砂和砂桶的重力，据此分析答题；
②实验时要先接通电源，再释放小车；根据图示纸带数据，应用匀变速直线运动的推论△x=at²求出加速度；
③实验前要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，小车所受合力将小于砂和砂桶的重力，a-F图象在F轴上有截距，分析图示图象答题．
（2）①螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
②根据表中实验数据求出金属丝的电阻，然后根据实验数据选择实验电路；
③实验误差分为偶然误差与系统误差，根据对误差产生原因的掌握和减小误差措施的掌握分析答题．

解答：解：（1）①实验时要保证小车质量M远大于砂和砂桶的质量m，由所给数据可知，C组数据符合要求，最合理，故选C；
②实验中应在释放小车之前接通打点计时器的电源．由题意可知，计数点间的时间间隔为：
t=0.02s×5=0.1s，
小车的加速度为：
a=

x4-x1

3t2

=

DE-AB

3t2

=

0.0390m-0.0240m

3×(0.1s)2

=0.50m/s²；
③实验时如果没有平衡摩擦力，小车受到的合力将小于砂和砂桶的重力，只有当砂和砂桶质量大到一定程度时，小车才有加速度，a-F图象在F轴上有截距，由图示图象可知，图线丙是小车的a-F图线．
（2）①由图示螺旋测微器可知，固定刻度为0mm，可动刻度示数为：39.9×0.01mm=0.399mm；
②由表中实验数据可知，在误差运行范围内，电流与电压成正比，比值为5，则电阻阻值为5Ω，实验时电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压接法，由图示可知，应选用图乙所示电路图进行实验；
③A、虽然螺旋测微器是非常精密的仪器，但测量金属丝直径时仍存在误差，故A错误；
B、由于电流表和电压表的内阻引起的误差属于系统误差，不是偶然误差，故B错误；
C、实验中通电时间不宜过长，是为了减少因温度变化而带来的误差，故C正确；
D、用U-I图象处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差，故D正确；
故选CD．
故答案为：（1）①C；②之前；0.50；③丙；（2）①0.399；②5；③CD．

点评：（1）掌握验证牛顿第二定律实验的注意事项、掌握根据纸带处理实验数据的方法即可正确解题；
（2）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读．