Question

（2011?海淀區模擬）（1）用圖1所示的實驗裝置做“研究平拋物體的運動”實驗．

①對于實驗的操作要求，下列說法正確的是

AD

A．應使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端可以不水平
D．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應適當多一些
E．為了比較準確地描出小球運動的軌跡，應該用一條曲線把所有的點連接起來
②根據實驗結果在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡．部分運動軌跡如圖2所示．圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為l，P₁、P₂和P₃是軌跡圖線上的3個點，P₁和P₂、P₂和P₃之間的水平距離相等．若已測知拋出后小球在水平方向上做勻速運動，重力加速度為g．可求出小球從P₁運動到P₂所用的時間為

2

l g

，小球拋出后的水平速度為

3

gl

．
（2）小燈泡燈絲的電阻會隨溫度的升高而增大．某同學為研究這一現象，所用的實驗器材如下：電壓表V、電流表A、滑動變阻器（0～10Ω）、電源、小燈泡、開關以及導線若干，并利用這些器材設計實驗電路并進行實驗，將得到的實驗數據通過描點的方式記錄在圖4的I-U坐標系中（I和U分別表示小燈泡上的電流和電壓）．
①請在下面的方框中畫出實驗電路圖；
②讀出圖3中的電壓表和電流表的示數，并將該組數據標注在圖4的I-U坐標系中，然后畫出小燈泡的I-U曲線；
③若將該同學在此次實驗中所用的小燈泡L連接在圖5所示電路中，電源電動勢E=2.0V，內阻不計，電阻R=5.0Ω，則此時小燈泡的電功率P=

0.16

W．（保留2位有效數字）

Answer 1

分析：（1）①根據平拋運動中的注意事項可得出正確選項；②根據豎直方向運動特點△h=gt²，求出物體運動時間，根據勻變速直線運動中中間時刻的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出P₂在豎直方向上的速度大小，根據v_y=gt可以求出從拋出到P₂點的時間，根據平拋運動規律進一步求出結果．
（2）①根據實驗要求可確定滑動變阻器的接法，由電阻關系可確定電流表的接法；
②各點已在圖中描出，用平滑曲線將點連接即可；
③以電動勢為2.0V，內阻為5Ω作出電源的伏安特性曲線，則兩圖象的交點為燈泡的工作點，由圖讀出對應的電流和電壓即可求得功率．

解答：解：（1）①為了保證小球做平拋運動，斜槽末端必須水平，故C錯誤；而為了讓小球每次做同樣的平拋運動，小球每次應從同一位置滾下，故A正確；小球在運動中摩擦力每次都相同，故不需光滑，故B錯誤；為了得出更符合實際的軌跡，應盡量多的描出點，故D正確；故選AD；
②因兩段對應的水平距離相等，故兩段運動的時間相等，而豎直位移分別為：6l和10l；故在豎直方向由△h=gt²可得t=2

l g

；
水平速度v=

6l

t

=3

gl

；
（2）①本實驗中要求應多測幾組數據，故本實驗應采用分壓接法；同時因燈泡內阻較小，電流表采用外接法；故電路圖如下；
②將圖中各點用平滑的曲線相連接，即可得出伏安特性曲線；

③將電阻等效為電源內阻，在圖中作出電動勢為2.0V，斜率為5的伏安特性曲線，則兩圖象的交點為電源的電動勢，由圖可知，燈泡的電壓為0.55V，電流為0.29A；
則功率P=0.55×0.29W=0.16W；
故答案為：（1）①AD；②2

l g

，3

gl

；
（2）①②圖象如上圖；③0.16．

點評：（1）對平拋運動的考查要注意水平速度及時間的求法，掌握好平拋運動的規律；
（2）對于描繪小燈泡的伏安特性曲線要注意采用分壓外接法；同時注意由于燈泡的電阻隨溫度而變化，在求功率時不能應用歐姆定律求解．