Question

（1）在《探究加速度與力、質量的關系》實驗中，某同學利用如圖所示的實驗裝置，將一端帶滑輪的長木板固定在水平桌面上，滑塊置于長木板上，并用細繩跨過定滑輪與托盤相連，滑塊右端連一條紙帶，通過打點計時器記錄其運動情況．開始時，托盤中放少許砝碼，釋放滑塊，通過紙帶記錄的數據，得到圖線 a．然后在托盤上添加一個質量為 m=0.05kg 的砝碼，再進行實驗，得到圖線 b．已知滑塊與長木板間存在摩擦，滑塊在運動過程中，繩中的拉力近似等于托盤和所加砝碼的重力之和，g取10m/s²，則
①通過圖象可以得出，先后兩次運動的加速度之比為

 

；
②根據圖象，可計算滑塊的質量為

 

kg．
（2）某同學用如圖所示的實物電路，描繪額定電壓為4.0V的小燈泡的伏安特性曲線，并研究小燈泡實際功率及燈絲溫度等問題．
①根據實物圖，在答題紙上的虛線框內畫出電路圖．
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片 p 向 b 端移動，發現“電流表的示數幾乎為零，電壓表的示數逐漸增大”，則分析電路的可能故障為

 

．
A．小燈泡短路
B．小燈泡斷路
C．電流表斷路
D．滑動變阻器斷路
③根據 I-U 圖線，可確定小燈泡在電壓為2.0V時實際功率為

 

W．
④已知小燈泡燈絲在27℃時的電阻是6.0Ω，并且小燈泡燈絲電阻值 R 與燈絲溫度 t 的關系為 R=k （ 273+t ），k 為比例常數．根據 I-U 圖線，估算該燈泡正常工作時燈絲的溫度約為

 

℃．

Answer 1

分析：（1）根據速度時間圖線的斜率得出加速度的大小，從而得出加速度之比，根據牛頓第二定律求出滑塊的質量．
（2）①根據實物圖畫電路圖，確定電流表的內外接和滑動變阻器的接法．
②閉合開關，將滑動變阻器的滑片 p 向 b 端移動，發現“電流表的示數幾乎為零，電壓表的示數逐漸增大”，可能是燈泡斷路．
③根據I-U圖線確定電壓為2.0V時的電流，通過P=UI求出小燈泡的實際功率．
④根據小燈泡燈絲在27℃時的電阻是6.0Ω，通過小燈泡燈絲電阻值 R 與燈絲溫度 t 的關系為 R=k （ 273+t ），得出比例系數，再根據I-U 圖線，估算該燈泡正常工作時的電阻，從而求出此時的溫度．

解答：解：（1）①加速度a1=

△v

△t

=0.6m/s2，加速度a2=

△v

△t

=0.8m/s2
則

a1

a2

=

3

4

．
②設開始少許砝碼的質量為m₀，根據牛頓第二定律有：m₀g=Ma₁，
（m₀g+mg）=Ma₂
解得M=2.5kg．
（2）①從實物圖可以看成，電流表采用外接法，滑動變阻器采用的是分壓式接法，根據要求作出電路圖，如圖所示．
②若燈泡短路，電流表示數較大；若若電流表和滑動變阻器斷路，則電壓表的讀數為0，現在“電流表的示數幾乎為零，電壓表的示數逐漸增大”，知可能是燈泡斷路．故選B．
③從I-U圖線可知，電壓為2.0V時，電流為0.3A，則P=UI=2×0.3W=0.6W．
④小燈泡燈絲在27℃時的電阻是6.0Ω，根據 R=k （ 273+t ）得，k=0.02Ω/°C．
當燈泡正常工作時電阻R′=

4.2

0.42

=10Ω
則t=

R′

k

-273=227°C．
故答案為：（1）①3：4 （2分），②2.5
（2）①如右圖，②B 
③0.6（0.55-0.65之間均可）
④227（225-230之間均可）

點評：本題考查了描繪小燈泡伏安特性圖線實驗中的實驗原理圖、數據處理等操作，尤其是結合圖線進行數據處理的能力是考查的重點，在平時中要加強訓練．