Question

（18分）

⑴某同学利用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态，他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数是G，他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于G，由此判断此时电梯的运动状态可能是                 。
⑵用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。该金属丝的直径是      mm。
                         
⑶某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针P₁、P₂与圆心O在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心O缓慢转动，同时在玻璃砖的直径边一侧观察P₁、P₂的像，且P₂的像挡住P₁的像，如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。此时只须测量出              ，即可计算出玻璃砖的折射率，请用你的测量量表示出折射率n=        。
⑷某同学测量阻值约为25kΩ的电阻R_x，现备有下列器材：
A. 电流表（量程100μA，内阻约2kΩ）；
B. 电流表（量程500μA，内阻约300Ω）；
C. 电压表（量程15V，内阻约100kΩ）；
D. 电压表（量程50V，内阻约500kΩ）；
E. 直流电源（20V，允许最大电流1A）；
F. 滑动变阻器（最大阻值1kΩ，额定功率1W）；
G. 电键和导线若干。
电流表应选_________.电压表应_________.(填字母代号)
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
①___________________________________；
②___________________________________。

Answer 1

（1）可能是减速上升或加速下降。（2）1.704-1.708（3）。
（4）C   ①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。

（1）物体处于失重状态，加速度方向向下，故而可能是减速上升或加速下降。
（2）注意副尺一定要有估读。读数为1.5+20.6×0.01mm=1.706mm。因为个人情况不同，估读不一定一致，本题读数1.704-1.708都算正确。
（3）由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧观察不到P₁、P₂的像，做出如图所示的光路图可知，当转过角度θ时有。
（4）电学实验选择仪器的一般步骤如下：① 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小；② 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值；③ 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据与之间的关系来判断，当>时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。
（1）本题中，待测电阻R_x的阻值约为25kΩ，直流电源电动势为20V，经粗略计算电路中最大的电流约为，所以电流表选择B；虽然电压表C的量程不足，但是相比起来电压表D的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择C表。
（2）根据本题解析的第②、③两条原则可知电路图的问题为：①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。