Question

（1）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中，某同学利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，滑块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与托盘相连，滑块右端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况．开始时，托盘中放少许砝码，释放滑块，通过纸带记录的数据，得到图线 a．然后在托盘上添加一个质量为 m=0.05kg 的砝码，再进行实验，得到图线 b．已知滑块与长木板间存在摩擦，滑块在运动过程中，绳中的拉力近似等于托盘和所加砝码的重力之和，g取10m/s²，则
①通过图象可以得出，先后两次运动的加速度之比为

 

；
②根据图象，可计算滑块的质量为

 

kg．
（2）某同学用如图所示的实物电路，描绘额定电压为4.0V的小灯泡的伏安特性曲线，并研究小灯泡实际功率及灯丝温度等问题．
①根据实物图，在答题纸上的虚线框内画出电路图．
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片 p 向 b 端移动，发现“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，则分析电路的可能故障为

 

．
A．小灯泡短路
B．小灯泡断路
C．电流表断路
D．滑动变阻器断路
③根据 I-U 图线，可确定小灯泡在电压为2.0V时实际功率为

 

W．
④已知小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω，并且小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R=k （ 273+t ），k 为比例常数．根据 I-U 图线，估算该灯泡正常工作时灯丝的温度约为

 

℃．

Answer 1

分析：（1）根据速度时间图线的斜率得出加速度的大小，从而得出加速度之比，根据牛顿第二定律求出滑块的质量．
（2）①根据实物图画电路图，确定电流表的内外接和滑动变阻器的接法．
②闭合开关，将滑动变阻器的滑片 p 向 b 端移动，发现“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，可能是灯泡断路．
③根据I-U图线确定电压为2.0V时的电流，通过P=UI求出小灯泡的实际功率．
④根据小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω，通过小灯泡灯丝电阻值 R 与灯丝温度 t 的关系为 R=k （ 273+t ），得出比例系数，再根据I-U 图线，估算该灯泡正常工作时的电阻，从而求出此时的温度．

解答：解：（1）①加速度a1=

△v

△t

=0.6m/s2，加速度a2=

△v

△t

=0.8m/s2
则

a1

a2

=

3

4

．
②设开始少许砝码的质量为m₀，根据牛顿第二定律有：m₀g=Ma₁，
（m₀g+mg）=Ma₂
解得M=2.5kg．
（2）①从实物图可以看成，电流表采用外接法，滑动变阻器采用的是分压式接法，根据要求作出电路图，如图所示．
②若灯泡短路，电流表示数较大；若若电流表和滑动变阻器断路，则电压表的读数为0，现在“电流表的示数几乎为零，电压表的示数逐渐增大”，知可能是灯泡断路．故选B．
③从I-U图线可知，电压为2.0V时，电流为0.3A，则P=UI=2×0.3W=0.6W．
④小灯泡灯丝在27℃时的电阻是6.0Ω，根据 R=k （ 273+t ）得，k=0.02Ω/°C．
当灯泡正常工作时电阻R′=

4.2

0.42

=10Ω
则t=

R′

k

-273=227°C．
故答案为：（1）①3：4 （2分），②2.5
（2）①如右图，②B 
③0.6（0.55-0.65之间均可）
④227（225-230之间均可）

点评：本题考查了描绘小灯泡伏安特性图线实验中的实验原理图、数据处理等操作，尤其是结合图线进行数据处理的能力是考查的重点，在平时中要加强训练．