Question

I、（8分）如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置．他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器可直接測出繩中拉力，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。氣墊導軌摩擦阻力很小可忽略不計，由于遮光條的寬度很小，可認為遮光條通過光電門時速度不變。

（1）該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=       mm．
（2）實驗時，該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，將滑塊從A位置由靜止釋放，測量遮光條到光電門的距離L，若要得到滑塊的加速度，還需由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的        ；
（3）下列不必要的一項實驗要求是(     ) 。
A．應使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
B．應使A位置與光電門間的距離適當大些
C．應將氣墊導軌調(diào)節(jié)水平
D．應使細線與氣墊導軌平行
（4）改變鉤碼質(zhì)量，測出對應的力傳感器的示數(shù)F，已知滑塊總質(zhì)量為M,用（2）問中已測物理量和已給物理量寫出M和F間的關系表達式F=           。
II、（8分）實際電壓表內(nèi)阻并不是無限大，可等效為理想電壓表與較大的電阻的并聯(lián)。測量一只量程已知的電壓表的內(nèi)阻，器材如下：
①待測電壓表（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ待測）一只；②電流表（量程3A，內(nèi)阻0.01Ω）一只；③電池組（電動勢約為3V，內(nèi)阻很小可忽略不計）；④滑動變阻器一個；⑤變阻箱（可以讀出電阻值，0-9999Ω）一個；⑥開關和導線若干。
某同學利用上面所給器材，進行如下實驗操作：
（1）該同學設計了如圖甲、乙兩個實驗電路。為了更準確地測出該電壓表內(nèi)阻的大小，你認為其中相對比較合理的是           （填“甲”或“乙”）電路。

（2）用你選擇的電路進行實驗時，閉合電鍵S，改變阻值，記錄需要直接測量的物理量：電壓表的讀數(shù)U和            （填上文字和符號）；
（3）（單選題）選擇下面坐標軸，作出相應的直線圖線。（   ）
（A）U—I       （B）U—1/I  （C）1/U—R     （D）U—R
（4）設直線圖像的斜率為k、截距為b，請寫出待測電壓表內(nèi)阻表達式Rv＝            

Answer 1

I、（1）2.25 （2）時間t  （3）A （4）
II、（1）乙  （2）電阻箱的阻值R  （3）C （4）b/k;

解析試題分析：（1）根據(jù)刻度尺的讀法要估讀，所以d=2.25mm，為了測量速度，還需要知道經(jīng)過光電門時間t，實驗時應使滑塊質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量，才能使鉤碼和力傳感器的總重力近似為滑塊的合外力，從而減小實驗誤差。根據(jù)，所以F=ma可知
（2）甲圖中不知道滑動變阻器的內(nèi)阻，所以不能測量，應該選用乙圖。由于電源內(nèi)阻很小可以忽略則根據(jù)串聯(lián)電路分壓關系則，化簡則，所以應該以1/U—R為橫縱坐標。根據(jù)待定系數(shù)法則，所以
考點：通過光電門測量加速度、通過圖像求內(nèi)阻
點評：本題考查了常見的求加速度的方法。在電學測量電壓表內(nèi)阻中有創(chuàng)新，通過待定系數(shù)法測量電壓表內(nèi)阻。