Question

如图1所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成．光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m．

下面说法正确的是

AB

（填写字母代号）
A．用该装置可以测出滑块的加速度
B．用该装置验证牛顿第二定律时，要保证拉力近似
等于沙桶的重力，必须满足M＞＞m
C．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足M＞＞m
D．不能用该装置验证动能定理．
Ⅱ．有一圆柱体的未知合金，为测定其电阻率，某同学做了如下操作
（1）用螺旋测微器测其直径d，如图所示，读数是

11.095

 mm．
（2）再用游标卡尺测其长度l，如图所示，读数是

10.310

 cm．
（3）用多用电表粗测电阻
①首先选用“×l0”欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用

×1

欧姆挡；
②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则该合金的阻值Rx大约是

11.0

Ω．
（4）精确地测量其电阻该同学手头上只有以下器材：A．电压表V₂，量程15V，内阻约20kΩB．电流表A₁（量程l00mA，内阻约为10Ω）
C．电阻箱R₁，最大阻值为99.99Ω
D．滑动变阻器R₂，最大阻值50Ω
E．电流表A₂（量程100μA，内阻约100Ω）
F．滑动变阻器R₃，最大阻值10kΩ
G．导线及单刀单掷、单刀双掷开关若干
H．电源（电动势约3V，内阻约为10Ω）
①该同学应选择合适的器材是

BCDGH

 （填写器材前面的字母），要求电表的示数应大于量程的三分之一，且滑动变阻器调节方便．
②请在虚线框中画出测量该合金电阻的电路图，并标上相应元件的符号．按图连接好线路之后，即可测出其阻值Rx．
（5）用以上所测量的物理量，写出电阻率的表达式

ρ=

Rxπd2

4l

．

Answer 1

分析：Ⅰ．该实验装置能够测量的物理量有滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，两个光电门的距离，用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m．根据选项中实验的工作原理解决问题．
Ⅱ、（1）螺旋测微器读数有两部分组成，注意估读
（2）游标卡尺读数不用估读，但要注意主尺读数的单位
（3）①注意多用电表的档位选择标准为：使指针指在中间位置
②多用电表的读数，注意乘以档位显示的倍数
（4）①根据电源电压、电源内阻及被测电阻的值，考虑安全性、准确性和便于操作的要求选择仪器，组成电路
②根据要求，选择电路图，由于电压表无法采用，故本电路应采用半偏法或等效替代思想进行
（5）由R_x=ρ

l

π( d 2 )2

得：ρ=

Rxπd2

4l

解答：解：Ⅰ、A、光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，运用匀变速直线运动的公式求解加速度．故A正确．
B、用该装置验证牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，必须满足M≥m，故B正确．
C、该装置中滑块所受的合力不是重力，所以机械能不守恒，不可以用该装置验证机械能守恒定律，故C错误．
D、用该装置光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，满足M≥m，滑块的合力就近似等于沙桶的重力，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，这样就可以求出拉力做功，可以验证动能定理．故D错误．
故选AB
Ⅱ．（1）螺旋测微器读数为：11.0mm+9.5×0.01mm=11.095mm
（2）游标卡尺读数为：10.3cm+2×0.05mm=10.310cm
（3）①选用×10档，指针偏转角的过大，读数较小，故应选用小一级档位，故选×1档
②R_X=11.0×1Ω=11.0Ω
（4）①由于本实验的电源电动势为3V，内阻为10欧姆，故电压表不可采用．要想测得未知电阻阻值，应采用替代法，结合电阻阻值特点和便于操作的要求，应该选择的仪器为BCDGH
②实验电路如图
（5））由R_x=ρ

l

π( d 2 )2

得：ρ=

Rxπd2

4l

答：ⅠAB
Ⅱ（1）11.095
（2）10.310　
（3）①×1  ②11.0
（4）①BCDGH　
②
（5）ρ=

Rxπd2

4l

点评：本题考查了验证牛顿第二定律得实验装置、电学实验的分压接法和限流接法的使用及欧姆表的读数等，考察比较全面，要从实验原理和注意事项以及数据处理等各方面全面把握