Question

（1）如圖為“用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系”的實驗裝置．

①在該實驗中必須采用控制變量法，應保持

小車的質量

不變，用鉤碼所受的重力作為

小車受到的合外力

，用DIS測小車的加速度．
②改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量．在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a-F關系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是

在質量不變的條件下，加速度與外力成正比

．
③（單選）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是

C

（A）小車與軌道之間存在摩擦    （B）導軌保持了水平狀態
（C）所掛鉤碼的總質量太大（D）所用小車的質量太大
（2）某同學在做測金屬絲電阻率的實驗中，取一根粗細均勻的康銅絲，其中有兩個步驟是用螺旋測微器測出康銅絲的直徑d和用伏安法測量的康銅絲的電阻R．

①用螺旋測微器測量康銅絲直徑如丙圖所示，由圖可知其直徑為

1.880

mm．
②圖乙是測量康銅絲電阻的原理圖，根據原理圖在如圖甲所示的實物圖中補全未畫出的連線．
③閉合開關前應將滑片P移到

a端

（填“a端”或“b端”），利用上面的電路圖測出的電阻值比真實值

偏小

（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析：（1）試驗是探究小車加速度a與合外力F之間的關系，應采用控制變量法：保持小車的質量不變．合外力F可用鉤碼受到的重力代替，變化鉤碼的個數，可改變合外力．在做試驗時要保證小車的質量要遠遠大于鉤碼的質量；
（2）①螺旋測微器的讀數為：主尺刻度+半刻度+可動刻度讀數，電路圖用分壓，電流表用外接；
②根據電路圖連接實物圖；
③安培表外接法測量值偏小．

解答：解：（1）①試驗是探究小車加速度a與合外力F之間的關系，應采用控制變量法：保持小車的質量不變．小車受到的合外力F可用鉤碼受到的重力代替；
②a-F圖象是直線，表明在質量不變的條件下，加速度與外力成正比；
③數據處理時，設小車的質量為M，鉤碼的質量為m，則：F=mg
小車的加速度為：a=

F

M

=

mg

M

，這是理論值．
由牛頓第二定律：F=ma得：
對于小車個鉤碼組成的整體：a=

F

M+m

=

mg

M+m

，這是真實值．
所以：只有當M＞＞m時：a=

F

M+m

=

mg

M+m

≈

mg

M

，a與F才成線性關系．
所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了．
A、圖象是從零點開始的，故小車與軌道間的摩擦力為零．故A錯誤．
B、圖象是從零點開始的，故小車與軌道間的摩擦力為零．導軌水平無影響．故B錯誤．
C、只有當M＞＞m時：a=

F

M+m

=

mg

M+m

≈

mg

M

，a與F才成線性關系．所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了．故C正確．
D、只有當M＞＞m時：a=

F

M+m

=

mg

M+m

≈

mg

M

，a與F才成線性關系．故小車質量大更容易滿足M＞＞m．故D錯誤．
故選C；
（2））①螺旋測微器的讀數為：主尺刻度+半刻度+可動刻度讀數=1+0.5+38.0×0.01=1.880mm；
②電路如圖；

③電壓從零開始增加，故開始時接a端；
電壓值是真實的，由于電壓表的分流，電流偏大，故測量的電阻偏小．
故答案為：（1）①小車的質量，小車受到的合外力，②在質量不變的條件下，加速度與外力成正比，③C；
（2）①1.880（1.878-1.882均正確）；②電路連接如圖所示；③a端，偏小．

點評：本題第一個實驗探究小車加速度與小車質量以及合外力之間的關系需要用到控制變量法，注意是控制第三個量不變探究其余兩個量的關系，理解實驗中要求小車質量M＞＞鉤碼質量m的原因即可；第二個實驗關鍵明確測定金屬的電阻率實驗的原理、誤差來源．