Question

Ⅰ．為研究滑塊的運動，選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細線構成的單擺等組成如圖1所示的裝置，實驗中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時讓單擺垂直于紙帶運動方向做小擺幅擺動，漏斗可以漏出很細的有色液體，在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置，如圖2所示
①漏斗和細線構成的單擺在該實驗中所起的作用與下列哪個儀器相同？

 

（填寫儀器序號）
A．打點計時器      B．秒表       C．毫米刻度尺      D．電流表
②如果用該實驗裝置測量滑塊加速度，對實驗結果影響最大的原因是：

 

Ⅱ．一由PTC元件做成的加熱器，實驗測出各溫度下它的阻值，數據如下：

t/0C	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
R/kΩ	14	11	7	3	4	5	6	8	10	14	16
R2/kΩ2	196	121	49	9	16	25	36	64	100	196	256
R-1/kΩ-1	0.07	0.09	0.14	0.33	0.28	0.20	0.17	0.13	0.10	0.07	0.06

①已知它向四周散熱的功率為P_Q=0.1（t-t₀）瓦，其中t（單位為℃）為加熱器的溫度，t₀為室溫（本題
取20℃）．當加熱器產生的焦耳熱功率P_R和向四周散熱的功率P_Q相等時加熱器溫度保持穩定．加熱器接到200V的電源上，在圖3的方格紙上作出P_R和P_Q與溫度t之間關系的圖象加熱器工作的穩定溫度為

 

℃；（保留兩位有效數字）    
②加熱器的恒溫原理為：當溫度稍高于穩定溫度時

 

；
當溫度稍低于穩定溫度時

 

，從而保持溫度穩定．

Answer 1

分析：Ⅰ①單擺振動具有周期性，擺球每隔半個周期經過紙帶中線一次，單擺在該實驗中所起的作用與打點計時器相同．
  ②根據測量加速度的原理△x=aT²，T為單擺周期的一半．單擺周期對實驗結果影響最大．
Ⅱ當發熱功率與散熱溫度相等時，物體溫度處于恒定，則由圖可知其穩定溫度．
由圖可知當溫度高于穩定溫度時發熱功率的變化及發熱功率與散熱功率間的關系，由功率公式P=

U2

R

可知電阻的變化．

解答：解：Ⅰ①單擺振動具有周期性，擺球每隔半個周期經過紙帶中線一次，打點計時器打點也具有周期性，故單擺的作用與打點計時器相同．
故選：A．
 ②設單擺周期為T，則測量加速度的原理是△x=a(

T

2

)2，a=

4△x

T2

，單擺周期對實驗結果影響最大，而單擺周期與擺長即擺球重心與懸點的距離有關，隨著細沙流出，擺球重心位置發生改變，單擺周期發生改變，對加速度的測量產生誤差，故對實驗結果影響最大的原因是漏斗重心的變化導致擺長變化，從而改變單擺周期，影響加速度的測量值．
Ⅱ（1）①電阻的電功率為P=

U2

R

，根據表格數據，按描點法作出圖象如圖所示；
散熱的功率為P_Q=0.1（t-t₀）瓦，P_Q與溫度t之間關系的圖象如圖
由圖可知，當溫度為70℃時，發熱功率和散熱功率相等，即此時物體的溫度不再變化；
②加熱器的恒溫原理為：當溫度稍高于穩定溫度時加熱器電阻增大，產生的焦耳熱的功率小于散
熱的功率，溫度將下降；
當溫度稍低于穩定溫度時加熱器電阻減小，產生的焦耳熱的功率大于散熱的功率，溫度將上升．從而保持溫度穩定．
故答案為：Ⅰ．A，漏斗重心的變化導致擺長變化，從而改變單擺周期，影響加速度的測量值．
Ⅱ．①如圖，70⁰C，
②加熱器電阻增大，產生的焦耳熱的功率小于散熱的功率，溫度將下降．
加熱器電阻減小，產生的焦耳熱的功率大于散熱的功率，溫度將上升．

點評：1、對于測量加速度的實驗本意進行了創新，很好的考查了學生綜合應用知識的能力；
2、本題考查學生對圖象的理解及應用，圖象法為物理中常用方法，應學會熟練應用．