Question

（1）用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車受到的合力，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車后端拖動(dòng)的紙帶測(cè)出小車運(yùn)動(dòng)的加速度．

①實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是    ．
②圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分，從比較清晰的點(diǎn)跡起，在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒(méi)有標(biāo)出，測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離，如圖乙所示．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源兩端，則此次實(shí)驗(yàn)中小車運(yùn)動(dòng)的加速度的測(cè)量值a=    m/s²．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
③實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量，分別測(cè)量小車在不同外力作用下的加速度．根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫出a-F關(guān)系圖線，如圖丙所示．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是    ．（選填下列選項(xiàng)的序號(hào)）
A．小車與平面軌道之間存在摩擦      B．平面軌道傾斜角度過(guò)大
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量過(guò)大            D．所用小車的質(zhì)量過(guò)大
（2）小明利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測(cè)量某種電阻絲材料的電阻率，所用電阻絲的電阻約為20Ω．他首先把電阻絲拉直后將其兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上，在電阻絲上夾上一個(gè)與接線柱c相連的小金屬夾，沿電阻絲移動(dòng)金屬夾，可改變其與電阻絲接觸點(diǎn)P的位置，從而改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度．可供選擇的器材還有：
電池組E（電動(dòng)勢(shì)為3.0V，內(nèi)阻約1Ω）；電流表A₁（量程0～100mA，內(nèi)阻約5Ω）；電流表A₂（量程0～0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω）；
電阻箱R（0～999.9Ω）；開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干．
小明的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：
A．用螺旋測(cè)微器在電阻絲上三個(gè)不同的位置分別測(cè)量電阻絲的直徑；
B．根據(jù)所提供的實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)并連接好如圖丁所示的實(shí)驗(yàn)電路；
C．調(diào)節(jié)電阻箱使其接入電路中的電阻值較大，閉合開(kāi)關(guān)；
D．將金屬夾夾在電阻絲上某位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的電阻值，使電流表滿偏，記錄電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L；
E．改變金屬夾與電阻絲接觸點(diǎn)的位置，調(diào)整電阻箱接入電路中的阻值，使電流表再次滿偏．重復(fù)多次，記錄每一次電阻箱的電阻值R和接入電路的電阻絲長(zhǎng)度L．
F．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)．
①小明某次用螺旋測(cè)微器測(cè)量電阻絲直徑時(shí)其示數(shù)如圖戊所示，則這次測(cè)量中該電阻絲直徑的測(cè)量值d=     mm；
②實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選擇    （選填“A₁”或“A₂”）；
③小明用記錄的多組電阻箱的電阻值R和對(duì)應(yīng)的接入電路中電阻絲長(zhǎng)度L的數(shù)據(jù)，繪出了如圖己所示的R-L關(guān)系圖線，圖線在R軸的截距為R，在L軸的截距為L(zhǎng)，再結(jié)合測(cè)出的電阻絲直徑d，可求出這種電阻絲材料的電阻率ρ=    （用給定的物理量符號(hào)和已知常數(shù)表示）．
④若在本實(shí)驗(yàn)中的操作、讀數(shù)及計(jì)算均正確無(wú)誤，那么由于電流表內(nèi)阻的存在，對(duì)電阻率的測(cè)量結(jié)果是否會(huì)產(chǎn)生影響？若有影響，請(qǐng)說(shuō)明測(cè)量結(jié)果將偏大還是偏小．（不要求分析的過(guò)程，只回答出分析結(jié)果即可）答：    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）①探究物體加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，我們認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力，在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)平衡摩擦力；②根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)，由△x=at²可求小車的加速度；③當(dāng)鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，小車受到的拉力近似等于鉤碼重力，如果鉤碼質(zhì)量太大，則小車受到的拉力小于鉤碼重力，實(shí)驗(yàn)誤差較大．
（2）①螺旋測(cè)微器固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和是螺旋測(cè)微器的示數(shù)．②根據(jù)電路最大電流選擇電流表．③由實(shí)驗(yàn)步驟可知，電源電動(dòng)勢(shì)不變，電路電流始終等于電流表的滿偏電流，電路電流不變，由此可知，電路總電阻不變，由圖象及串聯(lián)電路特點(diǎn)可以求出電路總電阻，由電阻定律及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以求出電阻率的表達(dá)式．④應(yīng)用圖象法求電阻率，電流表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響．
解答：解：（1）①實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛鉤碼，反復(fù)調(diào)整墊木的左右位置，直到小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣做的目的是平衡小車受到的摩擦力．
②計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，小車的加速度a====≈100cm/s²=1.0m/s²；
③實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果所掛鉤碼質(zhì)量過(guò)大，小車受到的拉力會(huì)明顯小于鉤碼重力，a-F關(guān)系圖線會(huì)明顯偏離直線，故C正確；
（2）①由圖示螺旋測(cè)微器可知，固定刻度是0.5mm，
可動(dòng)刻度是23.0×0.01mm=0.230mm，金屬絲直徑d=0.5mm+0.230mm=0.730mm．
②電路最大電流約為I==≈0.14A，不到0.6A的四分之一，
如果使用電流表A₂實(shí)驗(yàn)較大，因此電流表應(yīng)選A₁．
③由實(shí)驗(yàn)步驟可知，外電路電阻不變，由串聯(lián)電路特點(diǎn)可知，
外電路總電阻R_總=R+R_電阻絲=R+ρ=R+ρ=R+ρ，
由圖象可知，當(dāng)電阻絲接入電路的長(zhǎng)度為零是，電路總電阻R_總=R，
則R+ρ=R，R=R-ρ，圖象斜率k==，則電阻率ρ=；
④應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，電流表內(nèi)阻對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響．
故答案為（1）①平衡摩擦力；②1.0 ③C；（2）①0.730；②A₁；③；④不產(chǎn)生影響．
點(diǎn)評(píng)：（1）在探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，鉤碼質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于小車質(zhì)量，否則實(shí)驗(yàn)誤差較大．
（2）螺旋測(cè)微器示數(shù)等于固定刻度與可動(dòng)刻度示數(shù)之和，對(duì)螺旋測(cè)微器讀數(shù)時(shí)要注意估讀；
（3）為減小讀數(shù)誤差，電表量程選擇要合適，在保證安全的前提下，量程不能過(guò)大；
（4）知道外電路電阻不變，熟練應(yīng)用電阻定律即可正確解題．