Question

（1）用螺旋測微器測量一金屬絲的直徑如下圖1甲所示．該金屬絲的直徑是

 

 mm；用20等分刻度的游標卡尺測一工件的長度如圖乙所示，則該工件的長度是

 

 cm．

（2）在探究加速度與力、質量的關系時，小王同學采用如圖2所示裝置，圖中小車及砝碼的質量用M表示，沙桶及沙的質量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動的紙帶計算出．
①當M與m的大小關系滿足

 

時，可近似認為繩對小車的拉力大小等于沙桶和沙的重力；
②在平衡摩擦力后，他用打點計時器打出的紙帶的一段如圖3所示，該紙帶上相鄰兩個計數點間還有4個點未標出，打點計時器使用交流電的頻率是50Hz，則小車的加速度大小是

 

 m/s²．當打點計時器打D點時小車的速度是

 

 m/s；（計算結果小數點后保留兩位數字）
③小張同學用同一裝置做實驗，他們倆在同一坐標紙上畫出了a-F關系圖，如圖4所示，小張和小王同學做實驗，哪一個物理量是不同的

 

．
（3）某同學在做測定小燈泡功率的實驗中，得到如下一組數據：

編號	1	2	3	4	5	6	7	8
U/V	0.20	0.60	1.00	1.40	1.80	2.20	2.60	3.00
I/A	0.02	0.06	0.10	0.14	0.17	0.19	0.20	0.21
燈泡發光情況	不亮		低亮		逐漸變亮		正常發光

①從表中數據可以看出：當功率逐漸增大時，燈絲的電阻變化情況是

 

；這表明該導體的電阻隨溫度的升高而

 

．
若該同學在實驗中選用的器材如下：
A．待測小燈泡一個
B．E=6V的直流電源（內阻很�。┮粋�
C．最大阻值為10Ω的滑動變阻器一個
D．量程為300mA的電流表（內阻約為1Ω）一只
E．量程為3V的電壓表（內阻約為10kΩ）一只
F．導線若干，開關一只
②請你通過對該同學測量數據的分析和給出的器材，在圖5的虛線框中畫出合理的實驗電路圖．

Answer 1

分析：（1）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．
（2）要求在什么情況下才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關系得出只有m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
D點的速度可由C到E點的平均速度求出，加速度可由勻變速運動的規律：△x=at²求解．
a-F圖象的斜率等于物體的質量，故斜率不同則物體的質量不同．
（3）根據表中實驗數據由歐姆定律求出燈泡電阻，找出燈絲電阻隨溫度變化的規律．

解答：解：（1）螺旋測微器的固定刻度讀數為0.5mm．可動刻度讀數為0.01×48.0mm=0.480mm，所以最終讀數為0.980mm．
    游標卡尺的主尺讀數為10mm，游標讀數為0.05×5=0.25mm，所以最終讀數為10.25mm=1.025cm．
（2）①以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

，
以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有m＜＜M，即只有m＜＜M時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
②該紙帶上相鄰兩個計數點間還有4個點未標出，相鄰兩個計數點間的時間間隔是0.1s
由△x=at²得：
a1=

XCD-XOA

T2

a2=

XDE-XAB

T2

a3=

XEF-XBC

T2

a=

a1+a2+a3

3

=0.39m/s²．
B點的速度等于A到C點的平均速度
v_D=

XCE

tCE

=0.20m/s
③根據F=ma可得m=

F

a

，即a-F圖象的斜率等于物體的質量，故兩人的實驗中小車及車中砝碼的總質量不同．
（3）①從表中數據可以看出：當功率逐漸增大時，據由歐姆定律得燈泡的電阻在逐漸增大，燈泡的電功率增大，則其溫度就越高，
這表明該導體的電阻隨溫度的升高而增大．
②為了得到更大范圍的數據，滑動變阻器采用分壓式連接．
由于燈泡電阻大約是10Ω，更接近電流表內阻，所以采用外接法．
實驗電路圖為右圖：

故答案為：（1）0.980，1.025
（2）①m?M ②0.39，0.20
③小車及車上砝碼的總質量不同（或M不同）
（3）功率增大，電阻越大；增大；見圖

點評：（1）解決本題的關鍵掌握游標卡尺和螺旋測微器的讀數方法，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．
（2）只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數據的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握．
（3）本題主要從實驗數據中分析實驗結論，燈絲電阻不變的原因和逐漸增大的原因．