Question

（1）为探究力对同一个原来静止的物体所做的功与物体获得的速度的关系，可通过如图1所示的实验装置进行：在木板上钉两个铁钉，将并接在一起的相同的橡皮筋的两端固定在铁钉的顶端，橡皮筋的中央都挂在小车前端上方的小挂钩上，通过拉动小车使橡皮筋伸长，由静止释放小车，橡皮筋对小车做功，再利用打点计时器和小车后端拖动的纸带记录小车的运动情况．
现有主要的探究步骤如下：
a．保持小车由静止释放的位置相同，通过改变并接在一起的相同橡皮筋的条数，使橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…；
b．由打点计时器打出的若干条纸带分别求出小车各次运动的最大速度v₁、v₂、v₃…；
c．做出W-v图象；
d．分析W-v图象．如果W-v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v²、W∝v³、W∝等关系．
①在实验中，除了图中已有的实验器材以及交流电源、导线、开关以外，还需要哪种测量工具？答：______．
②对于该实验，下列操作中属于实验要求的是______．（填写选项前的序号）
A．小车每次都应从静止开始释放
B．实验中应将平板倾斜适当角度以平衡摩擦力
C．应在纸带上选取点迹间隔均匀的部分计算小车的最大速度v
D．必须测量出小车的质量
（2）利用如图2所示电路测量电压表内电阻R_V，该电压表量程为500mV，内电阻约为100Ω．某同学设计的实验过程如下：
a．按电路图正确连接好电路，将滑动变阻器R₁的滑动头移到左端
b．闭合开关S₁和S₂并调节R₁，使电压表的指针指到满刻度
c．保持开关S₁闭合以及滑动变阻器R₁的滑动头位置不变，断开S₂，调整电阻箱R₂的阻值，使电压表的指针指到满刻度的一半
d．读出此时电阻箱R₂的阻值R_测，即为电压表内电阻的测量值
①在备选的实验器材中，有两个滑动变阻器可供选择，它们的铭牌上分别标有：
A．“500Ω，1A”B．“10Ω，2A”
在保证各实验器材均能正常工作的前提下，为尽可能提高测量精度且便于调节，滑动变阻器R₁应选用______．（选填“A”或“B”）
②用上述方法得到的电压表内电阻的测量值R_测______电压表内电阻的真实值R_真．（选填“大于”、“等于”或“小于”）
③若实验中测得的结果R_测=100Ω，要将这个电压表改装成量程为5V的电压表，则应串联一个阻值为R_串=______Ω的定值电阻．
④为了使上述根据R_测计算后改装的电压表能更准确地测量电压，下面四种做法中可行的是______．（填写选项前的序号）
A．在R_串旁边再串联一个比R_串小得多的电阻
B．在R_串旁边再串联一个比R_串大得多的电阻
C．在R_串两端再并联一个比R_串小得多的电阻
D．在R_串两端再并联一个比R_串大得多的电阻．

Answer 1

【答案】分析：（1）小车在倾斜的平面上被橡皮筋拉动做功，导致小车的动能发生变化．现通过实验来探究功与物体动能变化关系，小车的速度由纸带上打点来计算，从而能求出小车的动能变化．每次实验时橡皮筋伸长的长度都要一致，则一根做功记为W，两根则为2W，然后通过列表描点作图探究出功与动能变化的关系．
（2）①在滑动变阻器的分压式接法中，一般都是选择电阻较小的变阻器；②用上述方法得到的电压表内电阻的测量值R_测 大于电压表内电阻的真实值R_真．
③将小电压表改装成大量程的电压表需要串联一个大电阻；④由于用上述方法得到的电压表内电阻的测量值R_测 大于真实值R_真．为了使上述根据R_测计算后改装的电压表能更准确地测量电压，就要把R_串适当减小一点点．
解答：解：（1）①探究橡皮筋做功与小车的动能变化的关系，则小车的速度是由纸带的点来求出．因此必须要有毫米刻度尺；
②A、小车获得的动能应该等于橡皮筋对其做的功，所以小车必须从同一位置由静止弹出，故A正确；
B、为了保证小车的动能都是橡皮筋做功的结果，必须平衡摩擦力，长木板要适当的倾斜，故B正确；
C、实验中我们要知道小车获得的最大速度，即橡皮筋把功做完，所以应该对应纸带上点迹均匀匀速运动的部分计算速度，故C正确；
D、本实验不需要测量小车的质量，故D错误．
故选ABC
（2）①在滑动变阻器的分压式接法中，一般都是选择电阻较小的变阻器；所以要选择B．“10Ω，2A”
②当电压表的支路接入电阻箱之后，该支路的电阻值增大，所以并联部分的电阻值增大，所以并联部分分担的电压增大，即当电压表的示数半偏时，该支路的总电压大于电压表满偏时的电压，所以电阻箱上的电压大于电压表上的电压，所以电阻箱上的电阻值就等于电压表的电阻值，即用上述方法得到的电压表内电阻的测量值R_测 大于真实值R_真．
③将小电压表改装成大量程的电压表需要串联一个大电阻；串联电阻后满足：，所以：
Ω
（4）由于用上述方法得到的电压表内电阻的测量值R_测 大于真实值R_真．为了使上述根据R_测计算后改装的电压表能更准确地测量电压，就要把R_串适当减小一点点，即在R_串两端再并联一个比R_串大得多的电阻．读正确的选项为D．
故答案为：（1）①刻度尺；②ABC
（2）①B；②大于；③900；④D
点评：（1）本题的关键是熟悉橡皮筋拉小车探究做功与物体速度变化的关系实验步骤细节和原理．用功能关系来理解是根本．
（2）点评：连接实物电路图时要注意滑动变阻器的分压接法；熟练应用串并联电路特点及欧姆定律是求出电压表内阻的关键．