【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 值 R； F．?dāng)嚅_(kāi) S，整理好器材． （ 1）測(cè)玻璃管內(nèi)徑 d時(shí)游標(biāo)卡尺示數(shù)如圖乙，則 d= mm． （ 2）玻璃管內(nèi)水柱的電阻 Rx的表達(dá)式為： Rx= （用 R R R表示）． （ 3）利用記錄的多組水柱長(zhǎng)度 L和對(duì)應(yīng)的電阻箱阻值 R的數(shù)據(jù)，繪制出如圖丙所示的R1L錯(cuò)誤！未指定書簽。 關(guān)系圖象．自來(lái)水的電阻率 ρ= Ω?m（保留兩位有效數(shù)字）． （ 4）本實(shí)驗(yàn)中若電壓表 V1 內(nèi)阻不是很大，則自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將 （ 填 “ 偏大 ”“ 不變 ” 或 “ 偏小 ” ）． 【解析】 （ 1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)． （ 2）分 別求出 S接 1 和接 2 時(shí)電路的總電壓，利用并聯(lián)電壓相等列式，求出 Rx； （ 3）從圖丙讀出數(shù)據(jù)，利用電阻定律求出電阻率 ρ； （ 4）分析若電壓表 V1 內(nèi)阻不是很大，對(duì)測(cè)量電阻 Rx的影響，再判斷自來(lái)水電阻率測(cè)量的影響． 【解答】 解：（ 1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為： =30mm，游標(biāo)尺上第 0 個(gè)刻度和主尺上刻度對(duì)齊， 所以最終讀數(shù)為： ； （ 2）設(shè)把 S撥到 1 位置時(shí)，電壓表 V1示數(shù)為 U，則此時(shí)電路電流為 UR1， 總電壓 U 總 =URxR1錯(cuò)誤！未指定書簽 。 +U， 當(dāng)把 S撥到 2 位置，調(diào)整電阻箱阻值，使電壓表 V2示數(shù)與電壓表 V1示數(shù)相同也為 U， 則此時(shí)電路中的電流為 錯(cuò)誤！未指定書簽。 UR，總電壓 U 總 39。=U2R2+U，由于兩次總電壓相等，都等于電源電壓 E，可得 RxR1=R2R，解得 Rx=R1R2R ， （ 3）從圖丙中可知， R=2103Ω時(shí)， 1L=， 此時(shí)玻璃管內(nèi)水柱的電阻 Rx═4000Ω，水柱橫截面積 S=π(d2)2=104m2， 由電阻定律 R=ρLS得 ρ=RSL =40001045Ω?m=14Ω?m （ 4）若電壓表 V1內(nèi)阻不是很大，則把 S撥到 1 位置時(shí)，此時(shí)電路電流大于 UR1， 實(shí)際總電壓將大于 U 總 =錯(cuò)誤！未指定書簽。 URxR1+U，所以測(cè)量的 Rx將偏大， 因此自來(lái)水電阻率測(cè)量結(jié)果將偏大； 故答案為：（ 1） （ 1分）；（ 2） 錯(cuò)誤！未指 定書簽。 （ 2分）；（ 3） 14（ 2 分）；（ 4）偏大（ 1 分）． 【說(shuō)明】 本題考查了游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，等效替代法測(cè)電阻，電阻定律以及對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的分析，解答本題的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，所有的步驟都為了測(cè)電阻率，所以要測(cè)量電阻、水柱橫截面積、水柱的長(zhǎng)度． 23．（ 9 分）現(xiàn)要驗(yàn)證 “當(dāng)合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量成反比 ”這一物 理規(guī)律．給定的器材如下：一傾角 可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面（如圖甲所示）、小車（設(shè)小車的質(zhì)量為 M，但未具體測(cè)出）、計(jì)時(shí)器、米尺、彈簧秤，還有鉤碼若干．實(shí)驗(yàn)步驟如下（不考慮摩擦力的影響，重力加速度為 g） ，完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中所缺的內(nèi)容： （ 1）按圖甲安裝好實(shí)驗(yàn)器材； （ 2）用彈簧秤沿斜面向上拉小車保持靜止，測(cè)出此時(shí)的拉力 F； （ 3）讓小車自斜面上方一固定點(diǎn) A1 從靜止開(kāi)始下滑到斜面底端 A2，記下所用的時(shí)間t，用米尺測(cè)量 A1與 A2之間的距離 s，可以求得小車運(yùn)動(dòng)的加速度 a= ； （ 4）已知 A1與 A2之間的距離 s，實(shí)驗(yàn)時(shí)在小車中加鉤碼，所加鉤碼總質(zhì)量為 m，要保 持小車與鉤碼的合外力 F 不變，可以采用如下方法：用彈簧秤沿斜面拉著小車，將斜面的 ，直到彈簧秤的讀數(shù)為 為止． （ 5）多次增加鉤碼，然后重復(fù)步驟（ 4） ．在小車與鉤碼的合外力保持不變的情況下，利用（ 3）和（ 4）的測(cè)量和計(jì)算結(jié)果，可得鉤碼總質(zhì)量 m與小車從 A1到 A2時(shí)間 t的關(guān)系式為 m= ． （ 6）利用實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的數(shù)據(jù)作出了如圖乙所示的 mt2圖象，若該圖象的斜率為 k，圖象在縱軸上截距的絕對(duì)值為 b，那么根據(jù)該圖象求得小車的質(zhì)量 M= ，小車所受的合外力大小為 F= ．（用 k、 b和 s表示） 【解析】 （ 3）小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式可以求出加速度． （ 4）小車（包括砝碼）總質(zhì)量增加，重力沿斜面向下的分力增加，小車受到的合力 變大，要使小車受到的合力不變，可以用測(cè)力計(jì)拉住小車降低斜面的高度，當(dāng)測(cè)力計(jì)示數(shù)等于 F為止． （ 5）應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求出質(zhì)量． （ 6）求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)函數(shù)表達(dá)式求出質(zhì)量與合力． 【解答】 解：（ 3）小車做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由速度位移公式得： s=12錯(cuò)誤！未指定書簽。 at2，加速度： a=2st2； （ 4）已知 A1與 A2之間的距離 s，實(shí)驗(yàn)時(shí)在小車中加鉤碼，所加鉤碼總質(zhì)量為 m，要保持小車與鉤碼的合外力 F 不變，可以用彈 簧秤沿斜面拉著小車，將斜面的高度降低，直到彈簧秤的讀數(shù)為 F為止． （ 5）小車的加速度為： a= FM+m錯(cuò)誤！未指定書簽。 =2st2，整理得： m=F2st2M． （ 6） m 與 t 的關(guān)系式為： m=F2st2M，則 mt2圖象的斜率： k=錯(cuò)誤！未指定書簽。 ，截距的絕對(duì)值： b=M， 則小車質(zhì)量： M=b，小車受到的合力： F=2ks； 故答案為：（ 3） 2st2；（ 2分）（ 4）高度 降低， F；（每空一分）（ 5） F2st2M；（ 2 分）（ 6） b， 2ks．（每空 2 分） 【說(shuō)明】 本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，知道實(shí)驗(yàn)原理是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓第二定律可以解題；求出圖象的函數(shù)表達(dá)式是應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 常用的方法，也是解題的關(guān)鍵． 24．（ 14 分）如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌 MN， PQ 與水平面成 θ=37176。角平行放置，導(dǎo)軌間的寬度為 l=．空間存在垂直導(dǎo)軌面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=，導(dǎo)軌上端接一標(biāo)有 “ ” 字樣的 小燈泡 L．一根電阻 r=1Ω的金屬棒ab 垂直導(dǎo)軌油某一位置靜止釋放，當(dāng)下滑 s=12m 時(shí)達(dá)到穩(wěn)定速度，此時(shí)小燈泡恰能正常發(fā)光，已知重力加速度 g=10m/s2．試求： （ 1）金屬棒的質(zhì)量 m及運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的速度 v； （ 2）金屬棒下滑 s的過(guò)程中，通過(guò)燈泡 L上的電荷量 q； （ 3）金屬棒下滑 s的過(guò)程中小燈泡所產(chǎn)生的熱量 Q（設(shè)小燈泡電阻不變）．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【解析】 （ 1）根據(jù)閉合電路歐姆定律由小燈泡正常發(fā)光求得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小從而求得穩(wěn)定后的速度 v，再根據(jù)穩(wěn)定時(shí) m的平衡求得 m的質(zhì)量； （ 2）根據(jù) q=ΔΦR+r求得通過(guò)小燈泡 L的電荷量； （ 3）根據(jù)能量守恒，金屬棒 m減小的重力勢(shì)能等于金屬棒增