Question

（1）在“研究勻變速直線運動”的實驗中：
①除打點計時器（含紙帶、復寫紙）、小車、一端附有滑輪的長木板、細繩、鉤碼、導線及開關外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有

AC

．（填選項代號）
A．電壓合適的50Hz交流電源    B．電壓可調的直流電源  C．刻度尺    D?秒表    E．天平    F．重錘
②實驗過程中，下列做法正確的是

AD

．
A．先接通電源，再使紙帶運動  
B．先使紙帶運動，再接通電源
C．將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處  
D．將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處
（2）在“驗證機械能守恒定律”實驗中，某同學按照正確的操作選得如圖1所示紙帶．其中0是起始點，A、B、C是打點計時器連續打下的3個點．該同學用毫米刻度尺測量0到A、B、C各點的距離，并記錄在圖中．

①這三個數據中不符合有效數字讀數要求的是三段中的

OC

段，讀數應記作

15.70

cm．
②已知當地的重力加速度g=9.80m/s²．該同學用AC段的平均速度作為重錘在B點的瞬時速度，則重錘在BO段運動過程中，重力勢能的減少量為

1.22mJ

，動能的增加量為

1.20mJ

． （均保留3位有效數字，重錘質量用m表示）
③如果當時電網中交變電流的頻率f偏大，而做實驗的同學并不知道，那么對實驗是否有影響？

有，會導致速度的測量偏小

．如有，對哪一個物理量的測量值有偏大還是偏小的影響？如無，說明理由

實際打點周期變小

．
（3）有一種游標卡尺與普通的游標卡尺不同，它的游標尺的刻度線看起來很“稀疏“，使得讀數時比較清晰．這種游標卡尺的游標尺是“將39mm等分成20份”．用這種游標卡尺測量某物體的長度，如圖2所示，讀數是

21.50

mm．

Answer 1

分析：（1）結合實驗過程取記憶實驗所需的器材，特別是刻度尺是用來測量計數點之間的距離，可以解出平均速度或瞬時速度以及加速度；而實驗具體操作步驟的先后順序要在做實驗時注意體會．
（2）毫米刻度尺最小刻度是1mm，所以需要估讀到下一位，動能的增加量：

1

2

mv2，勢能的減小量：mgh；由于物體下落過程中存在摩擦阻力，因此動能的增加量小于勢能的減小量，根據周期和頻率關系以及物體動能的計算公式可判斷誤差影響．
（3）游標卡尺其游標尺上20個分度只有39mm，比主尺上的40個分度短1mm，游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．

解答：解：（1）①AB、實驗使用的電源必須是交流電源，故A正確，B錯誤；
C、刻度尺要用來測量紙帶的點之間的距離，所以必須要有刻度尺，故C正確；
D、打點計時器本身就是計時的儀器，所以不需要秒表，故D錯誤；
E、在處理紙帶求解速度與加速度的過程中，物體的質量不需要知道，所以不用天平測物體的質量，故E錯誤．
F、此實驗使用鉤碼拉動小車，所以不需要重錘，故F錯誤．
故選：AC
②AB、開始記錄時，應先給打點計時器通電打點，然后釋放紙帶讓紙帶（隨物體）開始運動，如果先放開紙帶開始運動，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差；同時先打點再釋放紙帶，可以使打點穩定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點，故B錯誤，A正確．
CD、在實驗時要將接好紙帶的小車停在靠近打點計時器處，這樣可以在紙帶上打出較多的點，所以C錯誤，D正確．
故選：AD
（2）①毫米刻度尺測量長度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位．
這三個數據中不符合有效數字讀數要求的是OC段：15.7，應記作15.70cm．
②重力勢能減小量△E_p=mgh=9.8×0.1242m J=1.22mJ
中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大小：
vB=

hAC

2T

=1.55m/s
故動能的增量為：
△EK=

1

2

m

v

2 B

=1.20mJ
③如果在某次實驗中，交流電的頻率f＞50Hz，那么實際打點周期變小，因此計算速度時，時間還是原來時間，導致速度測量偏小大，故動能偏小．
故答案為：①OC，15.70，②1.22mJ，1.20mJ，③有，會導致速度的測量偏小，實際打點周期變小．
（3）新式游標卡尺的測量原理和傳統的游標卡尺相同，新式游標卡尺其游標尺上20個分度只有39mm，比主尺上的40個分度短1mm，它的測量精確度是：0.05mm，
用它測得物體厚度為：21mm+0.05mm×10=21.50mm
故答案為：21.50．

點評：正確解答實驗問題的前提是明確實驗原理，從實驗原理出發進行分析所需實驗器材、實驗步驟、所測數據等，會起到事半功倍的效果，同時要加強基礎物理知識在實驗中的應用．