Question

（1）．如图1在“验证机械能守恒定律”实验时：

①．关于本实验操作的叙述中，正确的有

 

．
A．验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面
B．打点计时器可以用几节干电池串联而成的电池组作为电源
C．用手拿着纸带保持竖直，先闭合电源开关，然后释放重锤
D．打出的纸带中，只要点迹清晰，就可以运用公式mg △h=

1

2

  m?²来验证机械能是否守恒
②?计算纸带上某点的速度，甲同学用v=gt来计算，乙同学用v_n=

(S n  + S n+1    )

2T

   来计算．其中

 

同学的方法更符合实验要求．重力加速度g的数值，丙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入，丁同学用当地的实际重力加速度代入，其中

 

同学的做法是正确的．
③．在一次实验中，重物自由下落时纸带上打出一系列的点，如图2所示，纸带中相邻两计数点间的时间间隔为0.04秒，那么重物下落过程中的实际加速度a=

 

m/s²（结果保留二位有效数字）
（2）?实验室新进了一批低电阻的电磁螺线管，已知螺线管使用的金属丝电阻率为ρ=1.3×10^-8Ω．m．某同学设计了一个实验来测量螺线管使用的金属丝长度．
①?先使用多用电表粗测金属丝的电阻，操作过程分为以下三个步骤：（请填写所缺步骤）
I．将红、黑表笔分别插入多用电表的“+”“一”插孔；选择电阻“×1”档．
II．

 

．
Ⅲ．将红、黑表笔分别与螺线管金属丝的两端相接，多用电表的示数如图（a）所示．

②?根据多用电表的示数，为了减少误差，使用了以下器材进一步测量金属丝的电阻：电压表（内电阻为2kΩ）、电流表（内电阻为0.5Ω）、滑动变阻器（最大阻值为1Ω）、电源、开关及导线若干．测量金属丝的电阻，为了准确测得多组数据，图（b）、图（c）两个电路应采用

 

更合理（填“b”或“c”），电压表的右端应接在

 

点（填“e”或“f”）．
③．使用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图（d）所示，金属丝的直径为

 

mm．
④．根据多用电表测得的金属丝的电阻值，可以估算出绕制这个螺线管所用金属丝的长度约为

 

m．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．清楚该实验的误差来源．

解答：解：（1）①A．验证机械能是否守恒即：mgh=

1

2

mv2，与确定重力势能的参考平面无关，故A错误；
B．打点计时器需要使用交流电，故B错误；
C．在实验中要注意尽可能的减小实验的误差，属于要用手拿着纸带保持竖直，先闭合电源开关，然后释放重锤．故C正确；
D．mg△h=

1

2

m?²是验证机械能是否守恒的结论，而不是使用的依据．故D错误．
②计算纸带上某点的速度是利用平均速度的概念即：v_n=

(S n  + S n+1    )

2T

   来计算的，实验乙学的方法更符合实验要求．
③计算重力势能时，重力加速度g要用当地的实际重力加速度代入，这是我们计算中要使用的理论值．实验丁对．
（2）①欧姆表使用的步骤是：选档，欧姆调零，测量，读数．实验需要补充的步骤是：将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指0Ω
②两个图比较，滑动变阻器的分压式接法可以从较小的电压值（电流值）开始测量，而限流式接法则不能．故选择C图更加合理；
由于金属丝的电阻比较小，所以常常采用电流表外接法，电压表应接在e端．
③螺旋测微器读数时，要先读出固定刻度部分，再读出可动刻度部分．该图中固定刻度部分的读数是0，可动刻度部分读数即总读数：0.260mm
④从欧姆表读出该电阻的阻值：R=4Ω．
根据电阻定律：R=ρ

L

S

=

ρL

πr2

=

4ρL

πD2

得：L=

πD2R

4ρ

=

3.14×(0.260×10-3)2×4

4×1.3×10-8

=16.3m
故答案为：（1）①C，②乙，丁；③9.69
（2）①将红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，使指针指0Ω
②C，e；③0.260；④16.3．

点评：要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．知道能够减小实验误差的方法．
欧姆表使用的步骤是：选档，欧姆调零，测量，读数；滑动变阻器的分压式接法可以从较小的电压值（电流值）开始测量．