Question

I．（1）一条纸带与做匀加速直线运动的小车相连，通过打点计时器打下一系列点，从打下的点中选取若干计数点，如图1中A、B、G、D、层所示，纸带上相邻的两个计数点之间有四个点未画出．现测出AB=2.20cm，AC=6.40cm，AD=12.58cm，AE=20.80cm，已知打点计时器电源频率为50Hz，请回答下列问题：
①打D点时，小车的速度大小为

0.72

m/s；
②小车运动的加速度大小为

2.0

m/s²．（①②均保留两熊有效数字）

（2）在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某小组设计了如图2所示的实验装置，图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，然后同时停止，本探究实验是通过比较两小车的位移大小来比较小车加速度的大小．能进行这样的比较．是因为？

小车做初速度为零的匀加速运动，运动时间相对，加速度与位移成正比

．
II．有一段粗细均匀的导体，现要用实验的方法测定这种导体材料的电阻率，若已测得其长度和横截面积，还需要测出它的电阻值R_x．
（1）若已知这段导体的电阻约为30Ω，要尽量精确的测量其电阻值，除了需要导线、开关以外，在以下备选器材中应选用的是

ABEF

．（只填写字母代号）
A．电池（电动势14V、内阻可忽略不计）
B．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.12Ω）
C．电流表（量程0～100m A，内阻约12Ω）
D．电压表（量程0～3V，内阻约3kΩ）
E．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）
F．滑动变阻器（0～10Ω，允许最大电流2.0A）
G．滑动变阻器（0～500Ω，允许最大电流0.5A）
（2）请在答题卡方框中画出测这段导体电阻的实验电路图（要求直接测量的变化范围尽可能大一些）．
（3）根据测量数据画出该导体的伏安特性曲线如图3所示，发现MN段明显向上弯曲．若实验的操作、读数、记录、描点和绘图等过程均正确无误，则出现这一弯曲现象的主要原因是

伴随导体中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大

．

Answer 1

分析：Ⅰ（1）根据做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度可以求出D点的速度；由△x=at²可以求出物体的加速度．
（2）小车做初速度为零的匀加速运动，运动时间相同，根据匀变速运动的位移公式分析答题．
Ⅱ（1）实验需要有电源，根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，在保证安全的前提下，应选择最大阻值较小的滑动变阻器．
（2）根据实验要求及实验器材确定滑动变阻器及电流表的接法，然后作出电路图．
（3）从温度对电阻率的影响分析答题．

解答：解：Ⅰ（1）①计数点间的时间间隔t=0.02s×5=0.1s，D点的速度：
v_D=

.

vCE

=

CE

2t

=

AE-AC

2t

=

20.80cm-6.40vm

2×0.1s

=72cm/s=0.72m/s；
②设AC段的位移为x₁，则：x₁=6.40×10^-2m；CE段的位移为x₂，则：x₂=14.40×10^-2m
由：x₂-x₁=at²（注意：t为发生x₁或x₂这个位移所用时间，所以t=0.1×2=0.2s）得：
14.40×10^-2m-6.40×10^-2m=a×0.2²，解得：a=2.0m/s²．
（2）由题意知，两小车做初速度为零的匀加速运动，两小车的运动时间t相同，
由x=

1

2

at²可知，在运动时间相同的情况下，小车的加速度a与位移成正比，
因此可以通过比较两小车的位移大小来比较小车加速度的大小．
Ⅱ（1）实验中需要电源：A．电池（电动势14V、内阻可忽略不计）；电路最大电流约为I=

E

R

=

14V

30Ω

≈0.5A，电流表可选：B．电流表（量程0～0.6A，内阻约0.12Ω）；电源电动势为14V，电压表可选：E．电压表（量程0～15V，内阻约15kΩ）；电源电动势为14V，滑动变阻器可选，F、0～10Ω，允许最大电流2.0A；即还需要的实验器材为：ABEF．
（2）要准确测量电阻阻值，应进行多次测量求平均值，测量多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法；待测电阻阻值约为30Ω，电流表内阻约为0.12Ω，电压表内阻约为15kΩ，相对来说，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电流表可以采用外接法，电路图如图所示．
（3））伴随导体中的电流增大，电流流过电阻产生的热量越来越多，电阻温度越来越高，
导体电阻率变大，导体电阻变大，导体电阻不再是定值，因此导体的伏安曲线不再是直线而发生弯曲．
故答案为：I、（1）①0.72；②2.0；（2）小车做初速度为零的匀加速运动，运动时间相对，加速度与位移成正比；
II、（1）ABEF；（2）电路图如图所示；（3）伴随导体中的电流增大，温度升高，电阻率增大，电阻增大．

点评：本题考查了实验数据处理、选择实验器材、设计实验电路图等问题，熟练掌握基础知识即可求出物体的瞬时速度与加速度；设计实验电路图是本题的难点，确定滑动变阻器与电流表的接法是正确设计实验电路图的关键．