Question

（1）①下列各實驗操作中，說法正確的是

 

A、在驗證機械能守恒定律的實驗中，將電場打點計時器接在學生電源的“直流輸出0---6V”檔位上，釋放紙帶瞬間，立即啟動秒表計時
B、在“利用單擺測重力加速度”中，測量擺長時，讓擺球自然下垂，用米尺測出懸點到球心的距離
C、在驗證動量守恒定律實驗中，入射小球每次必須從同一高度靜止釋放，釋放點應稍高些
D、在用插針法測玻璃磚折射率的實驗中，入射角太大，折射光會在玻璃磚內表面發生全反射，使實驗無法進行，所以入射角應適當大些
E、在做雙縫干涉實驗時，將單縫向雙縫移動一小段距離后，干涉條紋間距變寬．
②射洪中學學生在某次實驗中要測量一個水管的外經，在實驗室找到一游標卡尺，除游標卡尺的前面有部分刻度模糊不清，其余均完好無損，于是先后進行了兩次測量，其中一次測量如圖所示，則其讀數為

 

 cm．為了更準確的測量，他們又找了一螺旋測微器，進行了再次測量，讀數為

 

cm．
（2）待測電阻Rx的阻值大約是40Ω～50Ω，現要準確測量其阻值．提供的器材有：
直流電源E（電壓9V，內阻r較小但不為零且未知）；
定值電阻R₀=100Ω；
滑動變阻器R₁（總阻值20Ω）；
滑動變阻器R₂（總阻值200Ω）；
電流表A（量程0～100mA，內阻r_A較小但不為零且未知）；
單刀單擲開關S₁；
單刀雙擲開關S₂；
導線若干．
①設計一個能夠準確測量電阻Rx的阻值的電路．滑動變阻器只用其中一只，應該選用

 

（選代號），在方框中畫出實驗電路圖（在圖上標明所選器材的代號）．
②在正確連接實驗電路后，簡要寫出實驗測量的主要步驟，特別指出需要測量的物理量和符號．

 

．
③計算Rx的表達式是Rx=

 

（用已知物理量和實驗測得的物理量表示）．

Answer 1

分析：（1）①解決本題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項，只有理解了這些才能真正了解具體實驗操作的含義．
②游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺的示數；螺旋測微器固定刻度示數與可動刻度示數之和是螺旋測微器的示數；
（2）本題中沒有電壓表，不能用伏安法測量電阻，可以運用比較法進行設計，將待測電阻與定值電阻分別接入電路，保持變阻器的接入電路的電阻不變，讀出電流，根據閉合電路歐姆定律得到待測電阻．

解答：解：（1）①A、在驗證機械能守恒定律的實驗中，將電磁打點計時器接在學生電源的低壓交流4-6V上才能正常工作，不需要秒表測量時間．故A錯誤．
B、在“利用單擺測重力加速度”中，測單擺擺長時，應先測出小球直徑，然后把單擺固定后，讓小球自然下垂，用刻度尺量出擺線的長度，最后求出擺線長度與小球的半徑之和，故B錯誤．
C、要保證碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要從同一高度由靜止滾下，故C正確；
D、根據光的可逆性原理知，光在上表面發生折射，由于在下表面的入射角和上表面的折射角相等，不會發生全反射．故D錯誤．
E、根據雙縫干涉條紋間距公式△x=

L

d

λ，干涉條紋間距與單縫到雙縫的距離無關，故E錯誤．
故選C
②游標卡尺測外徑時，主尺讀數為10mm，游標讀數為0.1×5=0.5mm，最后讀數為10.5mm=1.05cm．
螺旋測微器的固定刻度讀數為9mm，可動刻度讀數為0.100mm，則最后讀數為9.100mm=0.9100cm．
（2）①電流表的量程是100mA，若選用滑動變阻器R₁，總阻值20Ω，電路中最大電流約為I_max=

E

Rx+R1

=

9

40+20

mA=150mA，大于電流表的量程，故為了安全，保護電流表，應變阻器應選用R₂．本實驗中沒有電壓表，可采用比較法，設計電路如圖．
②主要測量步驟如下：
a、閉合S₁，將S₂接到接線柱1，調節滑動變阻器，使電流表A有較大的示數，并讀出此時電流表的示數I₁；
b、保持滑動變阻器滑片的位置不動，將S₂接到接線柱2，并讀出此時電流表的示數I₂．
③根據閉合電路歐姆定律得：
   閉合S₁時：E=I₁（R_x+R₂）
   閉合S₂時：E=I₂（R₀+R₂）
解得，R0-

E(I1-I2)

I1I2

．
故答案為：
（1）①C；②1.05，0.9100
（2）①R₂．
②電路圖如圖所示．主要實驗步驟是：
a、閉合S₁，將S₂接到接線柱1，調節滑動變阻器，使電流表A有較大的示數，并讀出此時電流表的示數I₁；
b、保持滑動變阻器滑片的位置不動，將S₂接到接線柱2，并讀出此時電流表的示數I₂．
③R0-

E(I1-I2)

I1I2

．

點評：本題要掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法．采用比較的方法設計測量電阻的電路，若是電阻箱，可以運用等效替代的方法設計．