Question

（2011?惠州三模）（1）．某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小物體自由下落時(shí)機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，圖中A、B兩位置分別固定了兩個(gè)光電門傳感器．實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得小物體上寬度為d的擋光片通過(guò)A的擋光時(shí)間為t₁，通過(guò)B的擋光時(shí)間為t₂．為了證明小物體通過(guò)A、B時(shí)的機(jī)械能相等，還需要進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)測(cè)量和列式證明．
①（單選）選出下列必要的實(shí)驗(yàn)測(cè)量步驟
A．用天平測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體的質(zhì)量m
B．測(cè)出A、B兩傳感器之間的豎直距離h
C．測(cè)出小物體釋放時(shí)離桌面的高度H
D．用秒表測(cè)出運(yùn)動(dòng)小物體通過(guò)A、B兩傳感器的時(shí)間△t
②若該同學(xué)用d和t的比值來(lái)反映小物體經(jīng)過(guò)A、B光電門時(shí)的速度，并設(shè)想如果能滿足

(

d

t2

)2-(

d

t1

)2=2gh

關(guān)系式，即能證明在自由落體過(guò)程中小物體的機(jī)械能是守恒的．
（2）為測(cè)量某電阻絲R的電阻值，①某同學(xué)先用多用電表粗測(cè)其電阻．用已經(jīng)調(diào)零且選擇開(kāi)關(guān)指向歐姆擋“×10”檔位的多用電表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，這時(shí)他應(yīng)將選擇開(kāi)關(guān)換成歐姆擋的“

×1

”檔位（選填“×100”或“×1”），然后進(jìn)行

歐姆調(diào)零

，再次測(cè)量電阻絲的阻值，其表盤及指針?biāo)�指位置如圖所示，則此段電阻絲的電阻為

12

Ω．

②現(xiàn)要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了以下相關(guān)器材，電池（4V，內(nèi)阻1Ω），電流表（0～300mA，內(nèi)阻2Ω），電壓表（0～3V，內(nèi)阻3kΩ），滑動(dòng)變阻器（0～10Ω，額定電流1A），為使通過(guò)待測(cè)電阻的電流能在0～250mA范圍內(nèi)改變，下列給出的測(cè)量電路中，最合適的電路是

B

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊约皺C(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，可明確該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量；
②寫(xiě)出機(jī)械能守恒的表達(dá)式，可正確解答本題．
（2）①根據(jù)多用電表歐姆擋讀數(shù)=指針指示值×倍率確定如何換倍率．
②根據(jù)該電阻與兩電表內(nèi)阻的倍數(shù)關(guān)系選擇電流表的接法，根據(jù)變阻器最大電阻與該電阻的關(guān)系選擇分壓式或限流式．

解答：解：（1）①A、根據(jù)機(jī)械能守恒的表達(dá)式，可知不需要測(cè)量質(zhì)量，A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量從A到B過(guò)程中重力勢(shì)能的減小量，因此需要測(cè)量AB之間的距離h，故B正確；
C、測(cè)出AB之間的距離h，不需要測(cè)量小物體釋放時(shí)離桌面的高度H，故C錯(cuò)誤；
D、根據(jù)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式，可知不需要測(cè)量小物體通過(guò)A、B兩傳感器的時(shí)間△t，故D錯(cuò)誤．
故選B．
②本實(shí)驗(yàn)中利用小球通過(guò)光電門的平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，故有：v₁=

d

t1

，v₂=

d

t2

．
根據(jù)機(jī)械能守恒有：mgh=

1

2

mv₁²-

1

2

mv₂²，
即(

d

t2

)2-(

d

t1

)2=2gh
（2）①（1）多用電表指針的偏轉(zhuǎn)角度太大，指示值太小，要使指針指在中央附近，指示值變大，
根據(jù)歐姆擋讀數(shù)=指示值×倍率可知，應(yīng)換用倍率小的擋位，用×1擋．
換擋后，要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零．此段電阻絲的電阻為12Ω．
②由于

RV

R

＞

R

RA

，采用電流外接法，要進(jìn)一步精確測(cè)量其阻值，故選B．
故答案為：（1）①B    ②(

d

t2

)2-(

d

t1

)2=2gh
   （2）①×1，歐姆調(diào)零，12  ②B

點(diǎn)評(píng)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)方法有多種，解答的關(guān)鍵是明確實(shí)驗(yàn)原理，同時(shí)注重動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)步驟以及數(shù)據(jù)處理的過(guò)程，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解．
對(duì)于多用電表歐姆擋測(cè)電阻換擋方法要熟記：“大換小，小換大”，即偏轉(zhuǎn)角度大時(shí)，換用倍率小的擋位；偏轉(zhuǎn)角度小時(shí)，換用倍率大的擋位．