题目内容

（1）如图1所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中s1=5.12cm，s2=5.74cm，s3=6.14cm，s4=7.05cm，s5=7.68cm，s6=8.33cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是
0.80
0.80
m/s，加速度大小是
0.64
0.64
m/s2．（计算结果保留两位有效数字）

（2）有人说矿区的重力加速度偏大，某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题．他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm，用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图2所示，摆球的直径为
20.2
20.2
mm．他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“0”，直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表，秒表读数如图3所示，读出所经历的时间t，则单摆的周期为
1.80
1.80
s，该实验测得当地的重力加速度为
9.86
9.86
m/s2．（保留3位有效数字）

（3）在测定金属电阻率的实验中，用伏安法测量一个约100Ω电阻丝，可用的仪器：电流表（量程0～30mA，内阻50Ω）、电压表（量程0～3V，内阻5kΩ）、滑动变阻器（最大阻值20Ω）、电源（电动势4V，内阻忽略不计）、开关和导线若干．
①请将你设计的实验电路图画在方框中．
②根据设计的电路图，将下图中的实物连接成实验用的电路．
③为了完成整个实验，除你在电路中已画出的器材外，还需要测量接入电路中的电阻丝长度l的仪器是
毫米刻度尺
毫米刻度尺
，测量电阻丝直径d的仪器是
螺旋测微器
螺旋测微器
．
④计算电阻率的公式是ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
．（用直接测量出的物理量表示）
分析：（1）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．
（2）10分度的游标卡尺每一分度表示的长度为0.1mm．由主尺读出整米数，由游标尺读出毫米的小数部分．
由秒表读出时间t，由T=
t
n
求出单摆的周期，再由单摆的周期公式求出重力加速度g．
（3）①根据待测点阻值与滑动变阻器最大阻值间的关系确定滑动变阻器的接法，根据待测电阻与电表内阻的关系确定电流表的接法，然后作出实验电路图；
②根据电路图连接实物电路图；
③根据需要测量的物理量选择合适的测量器材；
④由电阻定律求出电阻率的表达式．
解答：解：利用匀变速直线运动的推论得：vF=
xEG
2t
=
0.0768+0.0833
2×0.1s
=0.80m/s，根据运动学公式采用逐差法求解加速度得：a=
(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
9t2
=0.64m/s2．
（2）主尺读数为20mm．10分度的游标卡尺每一分度表示的长度为0.1mm，游标尺第2条刻度线与主尺对齐，则游标尺读数为0.2mm，摆球的直径为20mm+0.2mm=20.2mm．由秒表读出单摆做300次全振动所用的时间t=54.0s，单摆的周期T=
t
n
=1.80s．单摆的摆长l=摆线的长度+摆球的半径=800.0mm+10.1mm=810.1mm．
由单摆的周期公式T=2π
L
g
得，重力加速度g=
4π2L
T2
，代入解得，g=9.86m/s2
（3）①由实验器材可知，待测电阻阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，为测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法；电压表内阻远大于待测电阻阻值，因此电流表可以采用外接法，实验电路如图所示；
②根据实验电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示；
③测电阻丝长度l的仪器是毫米刻度尺，测量电阻丝直径d的仪器是螺旋测微器；
④电阻阻值R=
U
I
，由电阻定律可知：R=ρ
L
S
=ρ
L
π(
d
2
)2
，则电阻率ρ=
πUd2
4IL
．
故答案为：（1）0.80；0.64；（2）20.2；1.80；9.86；（3）①电路图如图1所示；②实物电路图如图2所示；③毫米刻度尺；螺旋测微器；④
πUd2
4IL
．
点评：（1）要注意单位的换算和有效数字的保留．对于相邻的计数点位移间隔不等时能够运用逐差法求解．
（2）单摆的摆长等于悬点到球心的距离，即等于摆线的长度与摆球的半径之和，不能漏掉球的半径．
（3）设计实验电路图时，确定滑动变阻器与电流表的接法是正确解题的关键．
练习册系列答案
相关题目
某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系．

（1）探究加速度与力、质量这三者之间的关系，我们所采用的实验方法是
控制变量法
控制变量法

（2）调节滑轮位置，使拉小车的细线与长木板平行，当满足
m＜＜M
m＜＜M
时，我们可把砝码与盘的重力当作小车受到的细线的拉力．
（3）保持小车质量不变，改变砝码的质量，多次实验，通过分析纸带，我们可得到小车的加速度 a和所受拉力F的关系．如图2
所示为某同学所画的加速度与力的关系，请你分析为何直线不通过原点？
没有（完全）平衡摩擦力
没有（完全）平衡摩擦力

（4）小车从静止开始运动，利用打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，如图3所示，其中O点为纸带上记录到的第一点．A、B、C是该同学在纸带上所取的一些点，图中所标明的数据为A、B、C各点到O点的距离，已知打点计时器所用交流电源频率f=50Hz （以下计算结果均保留两位有效数字），木块运动的加速度a=
0.39m/s2
0.39m/s2
m/s2．小车在经历计数点B点时的速度为vB=
0.78m/s
0.78m/s
m/s．
（5）如果猜想F一定时，加速度a与质量M成反比，对此猜想进行验证，应画
a-
1
M
a-
1
M
图象．
（1）如图1所示为正在测量中的多用电表表盘．
①如果转换开关拨到如图2甲所示的位置测量，则读数为
4.3
4.3
mA．
②如果转换开关拨到如图2乙所示的位置测量，则读数为
21.5
21.5
V．
③如果转换开关拨到如图2丙所示的位置测量，则读数为
1.90K
1.90K
Ω．
（2）某同学按图3示电路进行实验，实验时该同学闭合开关S后、将滑动变阻器的触片P移到不同位置时测得各电表的示数如表中所示，将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零．
序号 A1示数（A） A2示数（A） V1示数（V） V2示数（V）
1 0.60 0.30 2.40 1.20
2 0.44 0.32 2.56 1.48
①电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R1、R2、R3为定值电阻，在这五个物理量中，可根据表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）
E、R2、R3
E、R2、R3
．
②由于电路发生故障，发现两电流表的示数相同（但不为零），若这种情况的发生是由用电器引起的，则可能的故障原因是
滑动变阻器断路、R2断路或R3短路．
滑动变阻器断路、R2断路或R3短路．
．
（1）如图1所示为某同学安装的“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置，若在图示状态下开始做实验，请从该同学的装置和操作中指出存在的问题或错误：
①应将电池改为交流电；②没有平衡摩擦力；③小车应靠近打点计时器端；④左端连接的细线应与木板平行
①应将电池改为交流电；②没有平衡摩擦力；③小车应靠近打点计时器端；④左端连接的细线应与木板平行
．

（2）如图2所示是小车匀变速运动时打出的一条纸带，已知相邻计数点间的时间间隔是t，测出纸带各相邻计数点之间的距离分别为S1、S2、S3、S4，为使计算的结果更精确一些，计算加速度平均值的公式应为a=
(s4+s3)-(s2+s1)
4t2
(s4+s3)-(s2+s1)
4t2
．
（3）该同学通过测量，作出a-F图象如图3所示，试分析：
①图象不通过原点的原因是
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
．
②图象上部弯曲的原因是
未满足砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M
未满足砝码和砝码盘的质量m远小于小车的质量M
．
物理--选修3-4
（1）如图1所示为某时刻从O点同时发出的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，P点在甲波最大位移处，Q点在乙波最大位移处，下列说法中正确的是
CD
CD
：
A．两列波传播相同距离时，乙波所用的时间比甲波的短
B．P点比Q点先回到平衡位置
C．在P质点完成20次全振动的时间内Q质点可完成30次全振动
D．甲波和乙波在空间相遇处不会产生稳定的干涉图样
（2）如图2所示，MN是一条通过透明球体球心的直线．在真空中波长为λ0=564nm的单色细光束AB平行于MN射向球体，B为入射点，若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的
2
倍，且与MN所成的角α=30°．
（3）将光路补充完整，标明相应的入射角i和折射角r；
（4）求透明体的折射率．
（2008?宣武区一模）（1）如图1所示，螺旋测微器读数为
1.996
1.996
mm．
（2）利用滴水法可以粗略测量当地的重力加速度，其方法如图2所示：调整水龙头滴水的快慢达到一个稳定度之后，再仔细调节盛水盘子的高度，使得第一滴水落到盛水盘面的瞬间，第二滴水恰好从水龙头口开始下落．以某一滴水落到盘子面的瞬间开始计数为1，数到第n滴水落到盘子面的瞬时停止计时，记下所用的时间为t，再测出从水龙头口到盘子面的竖直高度为h，那么由此测可算出当地的重力加速度值为
g=
2h(n-1
)
2
 
t
2
 
g=
2h(n-1
)
2
 
t
2
 
．
（3）如图3所示为某一测量电阻的电路，Rx为待测电阻，R为电阻可读可调的电阻箱，R′为适当的保护电阻，阻值未知，电源E的电动势未知，S为单刀双掷开关，A为电流表，请完成以下要求：
①简述测量Rx的基本步骤：
②按如图3所示的电路，在图4实物图上连线．

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