Question

（1）用如圖1所示裝置探究“加速度與力的關系”，已知砂和砂捅的總質(zhì)童為m，小車的質(zhì)量為M，實驗中用砂和秒桶總重力韻大小作為細線對小車拉力的大小．
①實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取，以下最合理的一組是

 

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本實驗中應在釋放小車

 

（選填“之前”或“之后”）接通打點計時器的電源．圖2所示為實驗中打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出，計數(shù)點間的距離如圖所示．已知打點計時器的工作頻率為50Hz．則
小車加速度a=

 

m/sZ．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a-F圖象，可能是圖3中的

 

圖線． （選填“甲”、“乙”或“丙”）

（2）在“測定金屬的電阻率”實驗中
①用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，結(jié)果如圖甲所示，其讀數(shù)為

 

mm；
②用伏安法測金屬絲的電阻Rx，實驗所用器材為：
電流表（內(nèi)阻約0.1Ω）?
電壓表（內(nèi)阻約3kΩ）
電池組（電動勢為3V，內(nèi)阻約1Ω）
滑動變阻器R（0-20Ω，額定電流2A）
開關、導線若干
利用以上器材正確連接好電路，進行測量，記錄數(shù)據(jù)如下：

次數(shù)	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

根據(jù)上表可以計算出Rx=

 

Ω，可推得測量Rx采用的電路是圖

 

（選填“乙”或“丙”）
③本實驗關于誤差的說法正確的有

 

A．螺旋測微器是非常精密的儀器，測量金屬絲直徑時不存在誤差
B．由于電流表和電壓表的內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C．實驗中通電時間不宜過長，是為了減少因溫度變化而帶來的誤差
D．用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差．

Answer 1

分析：（1）①探究“加速度與力的關系”實驗，當小車質(zhì)量遠大于砂和砂桶質(zhì)量時，可近似認為小車受到的拉力等于砂和砂桶的重力，據(jù)此分析答題；
②實驗時要先接通電源，再釋放小車；根據(jù)圖示紙帶數(shù)據(jù)，應用勻變速直線運動的推論△x=at²求出加速度；
③實驗前要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，小車所受合力將小于砂和砂桶的重力，a-F圖象在F軸上有截距，分析圖示圖象答題．
（2）①螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)；
②根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出金屬絲的電阻，然后根據(jù)實驗數(shù)據(jù)選擇實驗電路；
③實驗誤差分為偶然誤差與系統(tǒng)誤差，根據(jù)對誤差產(chǎn)生原因的掌握和減小誤差措施的掌握分析答題．

解答：解：（1）①實驗時要保證小車質(zhì)量M遠大于砂和砂桶的質(zhì)量m，由所給數(shù)據(jù)可知，C組數(shù)據(jù)符合要求，最合理，故選C；
②實驗中應在釋放小車之前接通打點計時器的電源．由題意可知，計數(shù)點間的時間間隔為：
t=0.02s×5=0.1s，
小車的加速度為：
a=

x4-x1

3t2

=

DE-AB

3t2

=

0.0390m-0.0240m

3×(0.1s)2

=0.50m/s²；
③實驗時如果沒有平衡摩擦力，小車受到的合力將小于砂和砂桶的重力，只有當砂和砂桶質(zhì)量大到一定程度時，小車才有加速度，a-F圖象在F軸上有截距，由圖示圖象可知，圖線丙是小車的a-F圖線．
（2）①由圖示螺旋測微器可知，固定刻度為0mm，可動刻度示數(shù)為：39.9×0.01mm=0.399mm；
②由表中實驗數(shù)據(jù)可知，在誤差運行范圍內(nèi)，電流與電壓成正比，比值為5，則電阻阻值為5Ω，實驗時電流表應采用外接法，滑動變阻器應采用分壓接法，由圖示可知，應選用圖乙所示電路圖進行實驗；
③A、雖然螺旋測微器是非常精密的儀器，但測量金屬絲直徑時仍存在誤差，故A錯誤；
B、由于電流表和電壓表的內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差，不是偶然誤差，故B錯誤；
C、實驗中通電時間不宜過長，是為了減少因溫度變化而帶來的誤差，故C正確；
D、用U-I圖象處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差，故D正確；
故選CD．
故答案為：（1）①C；②之前；0.50；③丙；（2）①0.399；②5；③CD．

點評：（1）掌握驗證牛頓第二定律實驗的注意事項、掌握根據(jù)紙帶處理實驗數(shù)據(jù)的方法即可正確解題；
（2）螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數(shù)之和是螺旋測微器的示數(shù)，螺旋測微器需要估讀．