题目内容
Ⅰ、(1)在“测定金属的电阻率”实验中,把金属丝在圆柱形铅笔上单层密绕30圈,用20分度的游标卡尺测得其长度如图所示,则金属丝横截面的直径为
(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(a) 他们应选用下图所示的哪个电路原理图进行实验?答:
(b) 按照正确的电路图,完成右图中的实物连线.
(c) 实验测得元件Z的电流与电压的关系图象如下图所示.则元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
Ⅱ、用如图所示装置来探究碰撞中的守恒量,质量为mB的钢球B放在小支柱N上,球心离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L,且细线与竖直线之间夹角α;球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.
(a) 用图中所示各个物理量的符号表示:碰撞前A球的速度VA=
;碰撞后B球的速度VB=
(b) 请你提供两条提高实验精度的建议:
0.68
0.68
mm(2)影响物质材料电阻率的因素很多,一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体材料的电阻率则与之相反,随温度的升高而减少.某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律,他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验,测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律.
(a) 他们应选用下图所示的哪个电路原理图进行实验?答:
A
A
(b) 按照正确的电路图,完成右图中的实物连线.
(c) 实验测得元件Z的电流与电压的关系图象如下图所示.则元件Z是金属材料还是半导体材料?答:
半导体
半导体
.Ⅱ、用如图所示装置来探究碰撞中的守恒量,质量为mB的钢球B放在小支柱N上,球心离地面高度为H;质量为mA的钢球A用细线拴好悬挂于O点,当细线被拉直时O点到球心的距离为L,且细线与竖直线之间夹角α;球A由静止释放,摆到最低点时恰与球B发生正碰,碰撞后,A球把轻质指示针C推移到与竖直夹角为β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,用来记录球B的落点.
(a) 用图中所示各个物理量的符号表示:碰撞前A球的速度VA=
2gL(1-cosα) |
2gL(1-cosα) |
S
|
S
;此实验探究守恒量的最后等式为
|
mA
=mBS
+mA
2gL(1-cosα) |
|
2gL(1-cosβ) |
mA
=mBS
+mA
.2gL(1-cosα) |
|
2gL(1-cosβ) |
(b) 请你提供两条提高实验精度的建议:
①让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置;
①让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置;
.②α角取值不要太小;
②α角取值不要太小;
.分析:(1)根据游标上的分度格数,常把游标卡尺分为10分度、20分度、50分度三种. 它们的精度(游标上的最小分度值)分别为0.1 mm、0.05mm、0.02mm,游标卡尺按下列规则读数:①以游标零刻线位置为准,在主尺上读取整毫米数. ②看游标上哪条刻线与主尺上的某一刻线(不用管是第几条刻线)对齐,由游标上读出毫米以下的小数. ③总的读数为毫米整数加上毫米小数.
(2))(a)电压从零开始连续调节,故滑动变阻器应该选择分压式接法;
从减小误差的角度选择安培表的接法,安培表外接与内接的区别:
外接法:测电阻时电压表直接接在电阻两端,电流表接在外.此时电压表有分流作用(U测=U实际,I测>I实际)测出的R比实际值小;此种接法是在电压表电阻远大于被测电阻情况下使用的.
内接法:测电阻时电流表和被测电阻串联,电压表接在电流表和被测电阻两端,电流表有分流作用(U测>U实际,I测=I实际)测出的R比实际值大;此种接法是在被测电阻远大于电流表电阻的情况下使用的.
(b)按照电路图连接好实际器材,注意电流表和电压表的正、负接线柱,同时连线不要交叉;
(C)从伏安特性曲线得到电阻随电压的变化情况,从而可以判断导体的材料;
Ⅱ、a、A球下摆过程机械能守恒,根据守恒定律列式求最低点速度;球A上摆过程机械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球B做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后B球的速度,然后验证动量是否守恒即可.
b、从误差来源角度进行分析:偶然误差方面,测量时读数的误差,小球落地点的误差等;系统误差方面,小球与斜面的摩擦不可避免,空气阻力不可避免,以及一部分势能转化为转动动能等.
(2))(a)电压从零开始连续调节,故滑动变阻器应该选择分压式接法;
从减小误差的角度选择安培表的接法,安培表外接与内接的区别:
外接法:测电阻时电压表直接接在电阻两端,电流表接在外.此时电压表有分流作用(U测=U实际,I测>I实际)测出的R比实际值小;此种接法是在电压表电阻远大于被测电阻情况下使用的.
内接法:测电阻时电流表和被测电阻串联,电压表接在电流表和被测电阻两端,电流表有分流作用(U测>U实际,I测=I实际)测出的R比实际值大;此种接法是在被测电阻远大于电流表电阻的情况下使用的.
(b)按照电路图连接好实际器材,注意电流表和电压表的正、负接线柱,同时连线不要交叉;
(C)从伏安特性曲线得到电阻随电压的变化情况,从而可以判断导体的材料;
Ⅱ、a、A球下摆过程机械能守恒,根据守恒定律列式求最低点速度;球A上摆过程机械能再次守恒,可求解碰撞后速度;碰撞后小球B做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式求解碰撞后B球的速度,然后验证动量是否守恒即可.
b、从误差来源角度进行分析:偶然误差方面,测量时读数的误差,小球落地点的误差等;系统误差方面,小球与斜面的摩擦不可避免,空气阻力不可避免,以及一部分势能转化为转动动能等.
解答:解:Ⅰ、(1)Ⅰ、(1)游标卡尺的读数为20.40mm,故每一圈的直径为D=
=0.68mm;
故答案为:0.68mm.
(2)(a) 电压从零开始连续调节,故滑动变阻器应该选择分压式接法;
导体电阻较小,与电流表内阻相接近,故选择安培表外接法;
故选C.
(b) 连线图如图:
(c)从伏安特性曲线得到电阻随电压的增加而减小,故为半导体;
故答案为:半导体.
Ⅱ、(a)小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有
mgL(1-cosα)=
m
解得
vA=
x小球A碰撞后继续运动,机械能再次守恒,有
mgL(1-cosβ)=
m
解得
v′A=
碰撞后B球做平抛运动,根据位移公式,有
S=vBt
H=
gt2
解得
vB=S
需要验证A、B球碰撞过程动量守恒,故
mAvA=mAv′A+mBvB
即需要验证
mA
=mBS
+mA
故答案为:
,S
,mA
=mBS
+mA
.
(b)题目中的误差来源于空气阻力、落地点的测量等;
故答案为:①让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置;
②α角取值不要太小;
③两球A、B质量不要太小;
④球A质量要尽量比球B质量大.
20.40mm |
30 |
故答案为:0.68mm.
(2)(a) 电压从零开始连续调节,故滑动变阻器应该选择分压式接法;
导体电阻较小,与电流表内阻相接近,故选择安培表外接法;
故选C.
(b) 连线图如图:
(c)从伏安特性曲线得到电阻随电压的增加而减小,故为半导体;
故答案为:半导体.
Ⅱ、(a)小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有
mgL(1-cosα)=
1 |
2 |
v | 2 A |
解得
vA=
2gL(1-cosα) |
x小球A碰撞后继续运动,机械能再次守恒,有
mgL(1-cosβ)=
1 |
2 |
v′ | 2 A |
解得
v′A=
2gL(1-cosβ) |
碰撞后B球做平抛运动,根据位移公式,有
S=vBt
H=
1 |
2 |
解得
vB=S
|
需要验证A、B球碰撞过程动量守恒,故
mAvA=mAv′A+mBvB
即需要验证
mA
2gL(1-cosα) |
|
2gL(1-cosβ) |
故答案为:
2gL(1-cosα) |
|
2gL(1-cosα) |
|
2gL(1-cosβ) |
(b)题目中的误差来源于空气阻力、落地点的测量等;
故答案为:①让球A多次从同一位置摆下,求B球落点的平均位置;
②α角取值不要太小;
③两球A、B质量不要太小;
④球A质量要尽量比球B质量大.
点评:第一小题关键会使用游标卡尺测量长度,明确误差的来源;第二问关键是明确运动过程以及过程中机械能何时守恒,动量何时守恒.
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