Question

Ⅰ．（1）在做“研究平拋物體的運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌跡運動，通過描點法畫出小球作平拋運動的軌跡，為了能較準(zhǔn)確地描出運動的軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項前面的字母填在橫線上______．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端切線水平
B．每次釋放小球的位置必須不同
C．每次必須將小球由靜止釋放
D．記錄小球位置的木條（或凹槽）每次必須等距離下降
E．小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙（或方格紙）相接觸
F．將記錄球的位置的紙取下后，用直尺將點連成折線
（2）某同學(xué)通過實驗對平拋運動進行研究，他在坐標(biāo)紙上記錄了拋物線軌跡的一部分，如圖1所示．O點不是拋出點，x軸沿水平方向，由圖中所給的數(shù)據(jù)可求出平拋物體的初速度是______m/s，拋出點的坐標(biāo)為______（g取10m/s²）

Ⅱ．用以下器材測量一待測電燈泡R_x的阻值（900～1000Ω）：
電源E，具有一定的內(nèi)阻，電動勢約為9.0V；
電壓表V₁，量程為1.5V，內(nèi)阻r₁=750Ω；
電壓表V₂，量程為5V，內(nèi)阻r₂=2500Ω；
滑線變阻器R，最大阻值約為100Ω；
單刀單擲開關(guān)K，導(dǎo)線若干．
（1）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的，為了較好地測得燈泡電阻Rx，實驗中要多測幾組數(shù)據(jù)，試在圖2中虛線框內(nèi)畫出進行實驗的最佳電路原理圖（部分元件已畫出，原理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）
（2）若電壓表V₁的讀數(shù)用U₁表示，若電壓表V₂的讀數(shù)用U₂表示，則由已知量和測得量表示R_x的公式為R_x=______
（3）利用這個實驗的裝置和電路原理圖進行實驗，并對測得的數(shù)據(jù)進行適當(dāng)?shù)恼�理，能否描繪出燈泡的伏安特性曲線？答：______．

Answer 1

【答案】分析：Ⅰ．保證小球做平拋運動必須通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．
Ⅱ．（1）由于本實驗需測定的電阻R_x的阻值（900～1000Ω），接近電壓表V₁和V₂的內(nèi)阻，電阻值較大，屬于大電阻，電源電動勢9V，大于兩個電壓表的量程，電壓表內(nèi)阻都已知，可將電壓表當(dāng)作大電阻使用，所以要將電阻與電壓表串聯(lián)，采用串聯(lián)分壓法，將一個電壓表當(dāng)電流計使用，另一個電壓表就當(dāng)電壓表使用，滑線變阻器R的最大阻值遠小于電阻R_x，故必須采用分壓接法；
（2）電阻Rx的電壓等于并聯(lián)電壓表的電壓，電流等于干路電流減去與電阻R_x并聯(lián)的電壓表的電流，由于電壓表內(nèi)阻已知，通過它們的電流等于其兩端電壓除以其阻值．
解答：解：Ⅰ．（1）A、通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運動．故A正確．
    B、因為要畫同一運動的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度．故B錯誤，C正確．
    D、因平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，在相同時間里，位移越來越大，因此木條（或凹槽）下降的距離不應(yīng)是等距的，故D錯誤；
    E、實驗要求小球滾下時不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運動軌跡改變，最后軌跡應(yīng)連成平滑的曲線．故F錯誤，E正確．
故選ACE．
（2）通過圖1可以看出，小球在OA、AB、BC段水平方向的位移是相等的，所以小球在各段上的時間是相等的．
小球在豎直方向上做自由落體運動，所以：
代人數(shù)據(jù)解得：s
小球在水平方向上的初速度：m/s
小球經(jīng)過A時，豎直方向的分速度：m/s
小球從拋出到A所用的時間：s
小球從拋出到O所用的時間：t=t_A-T=0.2s
小球從拋出到O點，水平方向的位移：x=vt=4×0.2m=0.8m
               豎直方向的位移：m
所以小球拋出點的坐標(biāo)為：（-0.8m、-0.2m）
Ⅱ．（1）在實驗中測定的電阻R_x的阻值（900～1000Ω）接近電壓表V₁和V₂的內(nèi)阻，屬于測定大電阻，所以采用串聯(lián)分壓法，此外滑線變阻器R的最大阻值很小，必須采用分壓接法，故實驗電路原理圖如下方的左圖或右圖

左圖中電壓表V₁和R_x并聯(lián)電阻約為420Ω，兩圖都滿足題中要求“電壓表的讀數(shù)不小于其量程的”．
（2）在右圖中化簡得
（3）因為實驗所用的電路中，滑動變阻器采用分壓式接法，所以燈泡上的電壓有比較大的變化范圍，所以能描繪出燈泡的伏安特性曲線．
故答案為：Ⅰ．（1）ACE      （2）4、（-0.8m、-0.2m）
Ⅱ．（1）畫出電路圖（滑動變阻器用分壓接法，電壓表1與燈泡串聯(lián)，電壓表2測串聯(lián)組的電壓）
（2）；（3）能（或可以）
點評：Ⅰ．解決平拋實驗問題時，要特別注意實驗的注意事項．在平拋運動的規(guī)律探究活動中不一定局限于課本實驗的原理，要注重學(xué)生對探究原理的理解．
Ⅱ．本題關(guān)鍵在于電壓表內(nèi)阻已知，可以當(dāng)作電流表使用，而且電壓表內(nèi)阻與待測電阻的阻值相接近，故將一個電壓表與待測電阻并聯(lián)，另一個與電壓表串聯(lián)分壓，當(dāng)電流計使用．