Question

（1）以下是一些有關高中物理實驗的描述，其中正確的是

 

．（填寫正確說法前面的序號）
A、在“用雙縫干涉測光的波長”實驗中，其他條件不變，換一個兩縫之間距離較大的雙縫，干涉條紋間距將變窄
B、在“驗證力的平行四邊形定則”實驗中拉橡皮筋的細繩要稍長，并且實驗時要使彈簧與木板平面平行
C、在“用單擺測定重力加速度”實驗中如果擺長測量無誤，但測得的g值偏小，其原因可能是將全振動的次數n誤計為n-1
D、在“驗證機械能守恒定律”的實驗中需要用到天平、打點計時器和刻度尺．
E、在“描跡法畫電場中的等勢線”的實驗中，塑料板上自下而上依次是導電紙、復寫紙、白紙．
F、在“驗證動量守恒定律”實驗中，斜槽可以不光滑，但必須保持其末端切線水平．
（2）有一根細而均勻的中空柱狀導電材料樣品如圖a所示，截面為同心圓環如圖b所示，在樣品兩端面上有焊接良好的引出導線．樣品長約5cm，教師用多用電表的歐姆擋預測電阻時，選擇開關置于“×10”倍率擋，其示數如圖c所示，已知這種材料的電阻率為ρ，因該樣品的內徑太小，無法直接用長度測量工具測量．現提供下列實驗器材：
A．20等分刻度的游標卡尺
B．螺旋測微器
C．電流表A₁（量程為50mA，內阻r₁=100Ω）
D．電流表A₂（量程為3A，內阻r₂約為0.1Ω）
E．電壓表V₁（量程為3V，內阻r₃約為10KΩ）
F．電壓表V₂（量程為15V，內阻r₄約為90KΩ）
G．滑動變阻器R（0～10Ω，額定電流2A）
H．直流電源E（電動勢12V，內阻r約1Ω）
I．導電材料樣品R_x（長約5cm，電阻約為圖c測量值）
J．開關一只，導線若干．
不使用多用電表讀數情況下，請根據上述實驗器材設計一個盡可能精確的測量該樣品內徑d
的實驗方案，并回答問題：
①教師用多用電表預測的電阻值如圖c所示，約為

 

Ω
②用游標卡尺測得該樣品的長度如圖d所示，其示數L=

 

mm；用螺旋測微器測得該樣品的外徑如圖e所示，其示數D=

 

mm．
③請選擇合適的儀器：電流表選

 

 電壓表應選

 

（填所選器材前標號）．
④在虛框內畫出實驗電路圖

 

．
⑤用ρ、L、D和測得量的符號來表示樣品的內徑d=

 

．

Answer 1

分析：（1）該題考查了多個實驗問題，解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
（2）①歐姆表讀數乘以倍率即為所測電阻大小；②游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀；③由燈泡銘牌找出燈泡的額定電壓與額定電流，合理估測電路中最大電流來選擇電壓表與電流表；④為得到較大的電壓調節范圍，滑動變阻器采用分壓式接法，電阻較小，安培表采用外接法；⑤根據歐姆定律計算出電阻值；最后再根據電阻定律求解出直徑．

解答：解：（1）A、換一個兩縫之間距離較大的雙縫，使d增大，故△x變小，即干涉條紋間距將變窄，故A正確；
B、在“驗證力的平行四邊形定則”的實驗中，拉橡皮筋的細繩要稍長，利于實驗中作圖，實驗時要使彈簧測力計與木板平面平行，同時保證彈簧的軸線與細繩在同一直線上，這樣才能把分力準確通過力的圖示表示出來，故B正確；
C、將實際振動次數n次誤記成（n-1）次，測得的周期偏大，根據g=

4π2L

T2

可知所測g偏小，故C正確；
D、驗證機械能守恒定律”的實驗中，重錘的質量在等式兩邊可以消除，不需要測量，故D錯誤
E、在“描跡法畫電場中的等勢線”的實驗中，塑料板上自下而上依次是白紙、復寫紙、導電紙，故E錯誤；
F、“驗證動量守恒定律”的實驗中，是通過平拋運動的基本規律求解碰撞前后的速度的，只要離開軌道后做平拋運動，對斜槽是否光滑沒有要求，要保證每次小球都做平拋運動，則軌道的末端必須水平，故F正確．
故選ABCF．
（2）①歐姆表讀數乘以倍率即為所測電阻大小，因此最后讀數為：18×10Ω=180Ω．
故答案為：180Ω．
②游標卡尺的主尺讀數為50mm，游標讀數為0.05×7mm=0.35mm，所以最終讀數為：50mm+0.35mm=50.35mm．
螺旋測微器的固定刻度讀數為：3mm，可動刻度讀數為0.01×20.6mm=0.206mm，所以最終讀數為：3.206mm，由于需要估讀因此在范圍3.206±0.002mm內均可．
故本題答案為：50.35，3.206±0.002．
③電動勢為12V，因此電壓表選擇V₂，根據I=

U

R

，可知電路中最大電流67mA，因此電流表選擇A₁．
故答案為：A₁，V₂．
④為了防止電流表燒壞，滑動變阻器采用分壓接法，電流表采用外接法，具體電路圖如下所示：

⑤根據歐姆定律得：R=

U

I

     ①
導體的橫街面積為：s=π(

D2

4

-

d2

4

)     ②
根據電阻定律有：R=ρ

L

s

     ③

聯立①②③解得：d=

D2- 4ρIL πU

，I為電流表讀數、U為伏特表讀數．
故答案為：

D2- 4ρIL πU

．

點評：本題關鍵是明確電阻測量的兩種方法，用歐姆表粗略測量，用伏安法精確測量；同時會用螺旋測微器測量長度，會減小伏安法測電阻的誤差．