Question

I、（8分）如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器可直接測(cè)出繩中拉力，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。氣墊導(dǎo)軌摩擦阻力很小可忽略不計(jì)，由于遮光條的寬度很小，可認(rèn)為遮光條通過(guò)光電門時(shí)速度不變。

（1）該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=       mm．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，將滑塊從A位置由靜止釋放，測(cè)量遮光條到光電門的距離L，若要得到滑塊的加速度，還需由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門B的        ；
（3）下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是(     ) 。
A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些
C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行
（4）改變鉤碼質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F，已知滑塊總質(zhì)量為M,用（2）問(wèn)中已測(cè)物理量和已給物理量寫出M和F間的關(guān)系表達(dá)式F=           。
II、（8分）實(shí)際電壓表內(nèi)阻并不是無(wú)限大，可等效為理想電壓表與較大的電阻的并聯(lián)。測(cè)量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
①待測(cè)電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ待測(cè)）一只；②電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一只；③電池組（電動(dòng)勢(shì)約為3V，內(nèi)阻很小可忽略不計(jì)）；④滑動(dòng)變阻器一個(gè)；⑤變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）一個(gè)；⑥開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干。
某同學(xué)利用上面所給器材，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作：
（1）該同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)電路。為了更準(zhǔn)確地測(cè)出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認(rèn)為其中相對(duì)比較合理的是           （填“甲”或“乙”）電路。

（2）用你選擇的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測(cè)量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和            （填上文字和符號(hào)）；
（3）（單選題）選擇下面坐標(biāo)軸，作出相應(yīng)的直線圖線。（   ）
（A）U—I       （B）U—1/I  （C）1/U—R     （D）U—R
（4）設(shè)直線圖像的斜率為k、截距為b，請(qǐng)寫出待測(cè)電壓表內(nèi)阻表達(dá)式Rv＝            

Answer 1

I、（1）2.25 （2）時(shí)間t  （3）A （4）
II、（1）乙  （2）電阻箱的阻值R  （3）C （4）b/k;

試題分析：（1）根據(jù)刻度尺的讀法要估讀，所以d=2.25mm，為了測(cè)量速度，還需要知道經(jīng)過(guò)光電門時(shí)間t，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量，才能使鉤碼和力傳感器的總重力近似為滑塊的合外力，從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。根據(jù)，所以F=ma可知
（2）甲圖中不知道滑動(dòng)變阻器的內(nèi)阻，所以不能測(cè)量，應(yīng)該選用乙圖。由于電源內(nèi)阻很小可以忽略則根據(jù)串聯(lián)電路分壓關(guān)系則，化簡(jiǎn)則，所以應(yīng)該以1/U—R為橫縱坐標(biāo)。根據(jù)待定系數(shù)法則，所以
點(diǎn)評(píng)：本題考查了常見(jiàn)的求加速度的方法。在電學(xué)測(cè)量電壓表內(nèi)阻中有創(chuàng)新，通過(guò)待定系數(shù)法測(cè)量電壓表內(nèi)阻。