Question

（2012?宜賓）（I）小明根據對機動車行駛速度的限制和在同樣的道路上，對不同車型的限制車速不一樣，由此猜想：物體的動能大小可能與其速度、質量有關：于是設計了如圖1所示的實驗進行探究，讓小球從光滑斜槽軌道上靜止滑下，進入光滑水平滑槽與固定在水平滑槽右端的一輕質自然長度的彈簧相接觸并壓縮，彈簧被壓縮得越短，彈簧的彈性勢能越大，說明小球的動能就越大．實驗測得的數據如下表一、表二

表一：當小球質量m=0.1kg時

實驗序號	小球在斜槽上的高度h/cm	小球到達水平槽時的速度t/cm?s-1	彈簧的壓縮長度△x/cm
1	20	198	4.9
2	50	314	7.9
3	80	400	10.0

表二：當小球在斜槽上高度h=0.8m時

實驗序號	小球的質量m/kg	小球到達水平槽時的速度t/cm?s-1	彈簧的壓縮長度△x/cm
1	0.05	397	7.1
2	0.1	400	10.0
3	0.2	398	14.1

（1）由上表一、表二可知：小球運動速度大小由

小球在斜槽上的高度

決定；影響小球動能因素與小球的

質量和速度

有關．
（2）本實驗中該同學采用的研究方法有（　　）
A、轉換法       B．類比法       C．控制變量法       D、模擬法
（II）為了測定一個待測電阻R_n的阻值，實驗室提供如下器材：電池、電流表A₁、電流表A₂、滑動變阻器R、定值電阻R₀、電鍵S、導線若干．小李同學用所提供的器材，設計了如圖2（甲）所示的電路圖．
（1）請根據設計的電路圖，在實物圖2（乙）中用筆畫代替導線，把連接圖補充完整．
（2）閉合開關前滑動變阻器的滑片P應調到

b

端（選填“a”或“b”）
（3）實驗中調節滑動變阻器的滑片P到某一位置，記錄下此時電流表A₁、A₂的示數分別是I₁和I₂，則待測電阻R₀的表達式：R_x=

I1R0

I2-I1

．

Answer 1

分析：（1）分析表一和表二的數據即可得出決定小球運動速度大小的因素和影響動能大小的因素；根據實驗的目的和表格中的變量和不變量即可判斷本實驗所采用的研究方法．
（2）①由電路圖可知，滑動變阻器和電流表A₂位于干路上，連接實物圖時滑動變阻器按一上一下的原則串聯在電路中；
②為防止電路中電流過大燒壞電路元件、保護電路的滑動變阻器處于最大阻值處；
③根據并聯電路的電流特點求出通過R_x的電流，根據歐姆定律分別表示出兩支路的電流，利用并聯電路各支路的電壓相等得出等式，解等式即可求出待測電阻的阻值．

解答：解：I、（1）分析表一中的第二列和第三列數據可知，小球的質量相同時，小球到達水平槽時的速度隨小球在斜槽上高度的增加而變大，且速度越大、彈簧的壓縮長度越大、動能越大；
分析表二中的第二列和第三列可知，小球在斜槽上高度相同時，小球到達水平槽時的速度相差不對，誤差允許的范圍內認為相等，且小球的質量越大、彈簧的壓縮長度越大、動能越大；
綜上可知：小球運動速度大小由小球在斜槽上的高度決定的；影響小球動能因素與小球的質量和速度有關．
（2）由兩個表格數據可知，在探究動能與速度關系時控制了質量不變，探究動能與質量的關系時控制了速度不變；
動能的大小都是通過彈簧被壓縮的長度來體現的，故本實驗所采用的探究方法有控制變量法和轉換法．
故答案為：（1）小球斜槽上的高度；質量和速度；
（2）A、C．
Ⅱ、（1）滑動變阻器的任意下方接線柱與待測電阻或定值電阻的左側連接，待測電阻的右端與電流表A₂的負接線柱連接即可，如下圖所示：

（2）閉合開關前保護電路的滑動變阻器處于最大阻值的b端；
（3）定值電阻和待測電阻并聯，電流表A₁測R₀支路的電流，A₂測干路電流，
通過Rx的電流I_x=I₂-I₁，
因并聯電路各支路兩端的電壓相等，
所以U₀=U_x，即I₁R₀=（I₂-I₁）R_x，
解得：R_x=

I1R0

I2-I1

．
故答案為：（1）如上圖所示；
（2）b；
（3）

I1R0

I2-I1

．

點評：解決本題的關鍵：一是掌握探究影響動能大小因素的實驗方法，即控制變量法和轉換法；二是看懂電路圖、明白測待測電阻實驗的方法，并會連接實物圖；三是能分析實驗數據得出結論．