Question

（1）某同學用圖1所示裝置通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗證動量守恒定律．圖中PQ是斜槽，QR為水平槽．實驗時先使A球從斜槽上某一固定位置G由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復上述操作10次，得到10個落點痕跡．再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓A球仍從位置G由靜止開始滾下，和B球碰撞后，A、B球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復這種操作10次．圖O點是水平槽末端R在記錄紙上的垂直投影點．B球落點痕跡如圖所示，其中米尺水平放置，且平行于G、R、O所在的平面，米尺的零點與O點對齊．
①碰撞后B球水平射程的記取方法是

 

，應取為

 

cm．
②在以下選項中，

 

（填選項號）是本次實驗必須進行的測量
A．水平槽上未放B球時，測量A球落點位置到 O點的距離
B．A球與B球碰撞后，測量A球落點位置到O點的距離
C．測量A球或B球的直徑
D．測量A球和B球的質量（或兩球質量之比）
E、測量G點相對于水平槽面的高度

（2）科學實驗是人們認識自然的重要手段．電學實驗中經常需要測量某負載的電阻．
①測電阻的方法有多種，現在有一只標有“220V，100W”燈泡，它正常工作時的電阻為

 

Ω．若用多用電表中歐姆擋來測量這只燈泡的電阻，則測出的電阻應

 

燈泡正常工作時電阻（填“大于”“等于”“小于”）．
②請用下列器材設計一個實驗，測定燈泡正常工作時的電阻值．
A．220V交流電源
B．單刀雙擲開關一只
C．電阻箱一只（0～9999Ω  額定電流1A）
D．交流電流表一只（0～0.6A）
E．導線若干
①請在圖2所示的方框內畫出電路原理圖：
②寫出簡單實驗步驟：

 

．

Answer 1

分析：（1）根據實驗原理可得m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，根據下落時間相同可得，通過實驗的原理確定需要測量的物理量．
（2）根據公式P=

U2

R

，可得R=

U2

P

，從而即可求解燈泡工作時的電阻值；考慮燈泡發光時產生熱量，則導致電阻率變大，使得工作時電阻偏大．
解答該題的思路為想法測量出燈泡的電壓，即可測量其工作狀態時的實際電阻值，在設計實驗的時候可以將燈泡和電阻箱并聯，當流過它們的電流相等時，則電壓相同，由此可求出工作時的電阻．

解答：解：（1）①小球在平拋運動的過程中由于受到空氣的阻力，以及空氣的擾動等原因，落點不可能全部在同一點，所以要畫一個盡可能小的圓使10個落點都在圓中，則圓心即為小球B的平均落點；碰撞后B球的水平射程為65.0cm．
②根據實驗的原理知，m_Av₀=m_Av₁+m_Bv₂，即mA

x0

t

=mA

x1

t

+mB

x2

t

，可知需要測量的物理量有：水平槽上未放B球時，A球落點位置到O點的距離；A球與B球碰撞后，A球和B球落點位置到O點的距離；A球和B球的質量．故A、B、D正確，C、E錯誤．
（2）①根據公式P=

U2

R

，可得R=

U2

P

=

220×220

100

Ω=484Ω，考慮燈泡發光時產生熱量，則導致電阻率變大，使得工作時電阻偏大，所以用多用電表中歐姆擋來測量這只燈泡的電阻，則測出的電阻應 小于燈泡正常工作時電阻．
②經過對實驗器材的分析可知，該題的思路是想法測量出燈泡的電壓，即可測量其工作狀態時的實際電阻值，在設計實驗的時候可以將燈泡和電阻箱并聯，單刀雙擲開關先接通小燈泡，使之正常發光；再接通電阻箱，調節電阻箱的電阻，當流過它們的電流相等時，則電壓相同，此時電阻箱的電阻就是小燈泡工作時的電阻．故實驗的原理圖如圖：
實驗的步驟如下：a．按原理圖連好電路，電阻箱阻值置于最大值
b．單刀雙擲開關置于1位置，讀出電流表讀數I
c．將單刀雙擲開關置于2位置，調節電阻箱使電流表的讀數仍為I
d．讀出電阻箱的阻值R，即為該燈泡電阻
故答案為：（1）①畫一個盡可能小的圓使10個落點都在圓中，則圓心即為小球B的平均落點；65.0；②ABD
（2）①484     小于 
②①電路原理圖如圖所示
②a．按原理圖連好電路，電阻箱阻值置于最大值
b．單刀雙擲開關置于1位置，讀出電流表讀數I
c．將單刀雙擲開關置于2位置，調節電阻箱使電流表的讀數仍為I
d．讀出電阻箱的阻值R，即為該燈泡電阻

點評：掌握兩球平拋的水平射程和水平速度之間的關系，是解決本題的關鍵．考查公式R=

U2

P

及R=ρ

L

S

式中成立條件，是不受溫度的影響．同時還體現電阻率隨著溫度升高而增大．
明確實驗原理是進行實驗設計的前提，在進行設計實驗時，要熟練應用串并聯的有關知識，這點在平時訓練中要加強練習．