Question

（2011?廣東三模）（一）
（1）下列有關高中物理實驗的說法中不正確的是

D

A．“驗證力的平行四邊形定則”實驗采用的科學方法是等效替代法
B． 電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電
C． 在用打點計時器“研究勻變速直線運動”的實驗中，由紙帶上的一系列點跡取計數點，可求出任意兩個計數點之間的平均速度
D． 在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，必須要用天平測出下落物體的質量
（2）在實驗室里為了驗證動量守恒定律，一般采用如圖1裝置：
①若入射小球質量為m₁，半徑為r₁；被碰小球質量為m₂，半徑為r₂，則

C

A．m₁＞m₂  r₁＞r₂         B．m₁＞m₂ r₁＜r₂
C．m₁＞m₂  r₁=r₂         D．m₁＜m₂  r₁=r₂
②設入射小球的質量為m₁，被碰小球的質量為m₂，則在實驗時，所得動量守恒定律的驗證表達式為（用裝置圖甲中的字母表示）

m₁OP=m₁OM+m₂ON

；
（二）
①某同學要測量一長為L的電阻絲的阻值，他先使用多用電表×1擋測量，多用電表的指針如圖2所示，則此時從多用電表上讀得R=

6

Ω．用螺旋測微器測量該電阻絲直徑時，測量結果如圖3所示，則該導線的直徑d=

0.903（0.902-0.906）

mm．

②為了使電阻絲的阻值測量更為精確，該同學在實驗室中找到了以下電路元件：
A．電壓表V（量程3V、內阻約為幾千歐）   B．電流表A（量程0.6A、內阻約等于1Ω）
C．滑動變阻器R（最大阻值為10Ω）      D．電源E（電動勢3V，內阻不計）
E．電鍵和導線
請你根據所給各電路元件設計適合的電路圖．
③若某次測量時電壓表的指針如圖4所示，則此時電壓表的讀數U=

2.20

V
根據以上實驗電路測得的電流和電壓值分別為I、U，則可以得到該電阻絲的電阻率的表達式ρ=

Ud2π

4IL

（結果用U、I、d、L等數據表示）

Answer 1

分析：（一）（1）“驗證力的平行四邊形定則”實驗采用的科學方法是等效替代法；電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電；在用打點計時器“研究勻變速直線運動”的實驗中，由紙帶上的一系列點跡取計數點，因為知道任意兩點間的時間間隔，所以可求出任意兩個計數點之間的平均速度；在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，重力勢能的減少量和動能的增加量中都含有質量m，可以約去，所以不一定要測出下落物體的質量
（2）為了保證碰撞前后使入射小球的速度方向不變，故必須使入射小球的質量大于被碰小球的質量．為了使兩球發生正碰，兩小球的半徑相同；兩球做平拋運動，由于高度相等，則平拋的時間相等，水平位移與初速度成正比，把平拋的時間作為時間單位，小球的水平位移可替代平拋運動的初速度．將需要驗證的關系速度用水平位移替代．
（二）①歐姆表的讀數為表盤示數乘以倍率，由此可得出歐姆表的示數，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；游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀，注意兩種儀器讀數的不同．
②由于待測電阻阻值較小，因此安培表采用外接法，滑動變阻器阻值大于待測電阻，因此采用限流接法．
③根據指針的指示可知電壓表的具體讀數，根據電阻定律R=ρ

l

s

可以求出電阻率的表達式．

解答：解：（一）（1）A、“驗證力的平行四邊形定則”實驗采用的科學方法是等效替代法．故A正確．
B、電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電．故B正確．
C、在用打點計時器“研究勻變速直線運動”的實驗中，由紙帶上的一系列點跡取計數點，因為知道任意兩點間的時間間隔，所以可求出任意兩個計數點之間的平均速度．故C正確．
D、在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，重力勢能的減少量和動能的增加量中都含有質量m，可以約去，所以不一定要測出下落物體的質量．故D錯誤．
本題選不正確的，故選D．
（2）①在小球碰撞過程中水平方向動量守恒定律故有：m₁v₀=m₁v₁+m₂v₂
在碰撞過程中動能守恒故有：

1

2

m1

v

2 0

=

1

2

m1

v

2 1

+

1

2

m2

v

2 2

解得：v1=

m1-m2

m1+m2

v0
要碰后入射小球的速度v₁＞0，即m₁-m₂＞0，
m₁＞m₂，
為了使兩球發生正碰，兩小球的半徑相同，r₁=r₂
故選C
②小球分別從同一點做平拋運動，由于豎直高度相同，因此落地時間相同，因此可以用平拋的水平距離來代替速度的大小，若m₁v₁=m₂v₃+m₁v₂則表明通過該實驗驗證了兩球碰撞過程中動量守恒，驗證只要m₁OP=m₁OM+m₂ON  即可．
故答案為：m₁OP=m₁OM+m₂ON．
（二）①多用電表×1擋測量測量電阻，表盤的指示為6，因此最終讀數為：6×1=6Ω；
螺旋測微器的主尺讀數為0.5mm，可動部分讀數為：0.01×40.3mm=0.403mm，因此最終讀數為0.5mm+0.403mm=0.903mm，由于需要估讀，因此在范圍 0.902-0.906均正確．
故答案為：6   0.903（0.902-0.906）．
②由于待測電阻阻值較小，因此安培表采用外接法，滑動變阻器阻值大于待測電阻，因此采用限流接法，具體電路圖如下所示：

③根據電壓表的指針指示可知，此時電壓為：2.20，
根據歐姆定律得：R=

U

I

          ①
根據電阻電流得：R=ρ

l

s

           ②
導線的橫街面積為：s=

πd2

4

     ③
聯立①②③解得：ρ=

Ud2π

4IL

．
故答案為：2.20，ρ=

Ud2π

4IL

．

點評：（一）考查了幾個基礎的力學實驗，對于這些實驗，要明確實驗原理，明確了實驗原理是解答實驗問題的前提．
（二）本題考查了實驗器材的選取、設計實驗電路圖，是實驗的常考問題，一定要掌握；平時要加強練習，熟練掌握基礎知識即可正確解題．