Ⅰ(8分)某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素。
①他組裝單擺是,在擺線上端的懸點(diǎn)處,用一塊開(kāi)有狹縫的橡皮夾牢擺線,再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊,如圖所示,這樣做的目的是 (填字母代號(hào))
A.保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變
B.可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確
C.需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)
D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)
②他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度L=0.9990m,再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑為12mm,單擺擺長(zhǎng)為 m
③下列振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過(guò)程,圖中橫坐標(biāo)遠(yuǎn)點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開(kāi)始,A、B、C均為30次全振動(dòng)的圖像,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,這四種操作過(guò)程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是 (填字母代號(hào))
Ⅱ(10)在“測(cè)定金屬的電阻率”實(shí)驗(yàn)中,所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn).待測(cè)金屬絲接入電路部分的長(zhǎng)度約為50cm.直徑為0.396mm
(1)用伏安法測(cè)金屬絲的電阻Rx.實(shí)驗(yàn)所用器材為:電池組(電動(dòng)勢(shì)為3V,內(nèi)阻約1Ω)、電流表(內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(內(nèi)阻約3kΩ)、滑動(dòng)變阻器R(0~20Ω,額定電流2A)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干. 某小組同學(xué)利用以上器材正確連接好電路,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)量,記錄數(shù)據(jù)如下:
次數(shù) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
U/V |
0.10 |
0.30 |
0.70 |
1.00 |
1.50 |
1.70 |
2.30 |
I/A |
0.020 |
0.060 |
0.160 |
0.220 |
0.340 |
0.460 |
0.520 |
由以上數(shù)據(jù)可知,他們測(cè)量Rx是采用圖2中的_________圖(選填“甲”或“乙”).
(2)圖3是測(cè)量Rx的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端.請(qǐng)根據(jù)圖(2)所選的電路圖,補(bǔ)充完成圖3中實(shí)物間的連線,并使閉合開(kāi)關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞.
(3)這個(gè)小組的同學(xué)在坐標(biāo)紙上建立U、I坐標(biāo)系,如圖4所示,圖中已標(biāo)出了測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的4個(gè)坐標(biāo)點(diǎn).請(qǐng)?jiān)趫D4中標(biāo)出第2、4、6次測(cè)量數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn),并描繪出U─I圖線.由圖線得到金屬絲的阻值Rx=___________Ω(保留兩位有效數(shù)字).
(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以估算出金屬絲的電阻率約為_(kāi)__________(填選項(xiàng)前的符號(hào)).
A.1×10-2Ωm B.1×10-3Ωm C.1×10-6Ωm D.1×10-8Ωm
(5)任何實(shí)驗(yàn)測(cè)量都存在誤差.本實(shí)驗(yàn)所用測(cè)量?jī)x器均已校準(zhǔn),下列關(guān)于誤差的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是___________(有多個(gè)正確選項(xiàng)).
A.用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差
B.由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于偶然誤差
C.若將電流表和電壓表內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由測(cè)量?jī)x表引起的系統(tǒng)誤差
D.用U─I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬絲電阻可以減小偶然誤差
Ⅰ(1)AC (2) 0.9930m (3) A
Ⅱ (1)甲 (2) 如答圖3
(3)如答圖4 (4.3~4.7)
(4)C (5)CD
【解析】
試題分析:Ⅰ①橡皮摩擦力較大且用鐵夾將橡皮夾緊,這樣單擺在擺動(dòng)過(guò)程中可保證擺長(zhǎng)不變,需要調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)時(shí)也方便調(diào)節(jié),選A、C兩項(xiàng)。②游標(biāo)卡尺讀數(shù)為12.0mm,從懸點(diǎn)到擺球的最低端的長(zhǎng)度L = 0.9990m,則單擺擺長(zhǎng)應(yīng)為從懸點(diǎn)到球心的距離,所以就減去球的半徑,因此擺長(zhǎng)為0.9990-0.0060m= 0.9930m。③擺球擺到平衡位置時(shí)的速度最大,為了減小誤差,應(yīng)該從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),排除B選項(xiàng)。擺角越小誤差越小,振幅越小,且應(yīng)測(cè)30次全振動(dòng)的時(shí)間,所以選A
II(1)應(yīng)選電流表外接法,滑動(dòng)變阻器選用分壓式接法,這樣電壓表、電流表示數(shù)有較大范圍的變化,才能得到表格中的數(shù)據(jù)。
(2)實(shí)物圖連接注意電流表外接,滑動(dòng)變阻器分壓,滑動(dòng)變阻器的滑片P置于變阻器的一端,連接時(shí)使電壓表、電流表的示數(shù)最小。注意各電路元件接線柱位置,導(dǎo)線不能交叉,另外還要注意用黑色簽字筆畫(huà)線,以免掃描試卷不清楚。
(3)將各數(shù)據(jù)點(diǎn)連線時(shí)注意讓線經(jīng)過(guò)盡量多的點(diǎn),有些點(diǎn)不在線上,要讓線兩側(cè)點(diǎn)的個(gè)數(shù)基本相等,離直線較遠(yuǎn)的點(diǎn)直接舍去(圖中第6個(gè)點(diǎn))。計(jì)算直線的斜率即為電阻R,求斜率時(shí),在直線上盡量遠(yuǎn)的選取兩點(diǎn),用求出斜率,為所求電阻值R(4)根據(jù)電阻定律,代入數(shù)據(jù),注意各物理量單位,解得C正確。
(5)用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲直徑時(shí),由于讀數(shù)引起的誤差屬于偶然誤差,A錯(cuò)誤。由于電流表和電壓表內(nèi)阻引起的誤差屬于系統(tǒng)誤差,B錯(cuò)誤。伏安法測(cè)電阻時(shí),電流表和電壓表的內(nèi)阻引起的誤差是系統(tǒng)誤差,若將電流表和電壓表的內(nèi)阻計(jì)算在內(nèi),可以消除由測(cè)量?jī)x表(電流表、電壓表)引起的系統(tǒng)誤差,C正確。用U—I圖像處理數(shù)據(jù)求金屬線電阻,可以將錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)或誤差較大的數(shù)據(jù)(如圖中第6個(gè)點(diǎn))去掉,不在直線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè),這樣可以減小偶然誤差,D正確
考點(diǎn):考查探究影響單擺周期的因素和測(cè)定電阻率
點(diǎn)評(píng):難度較大,明確單擺運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)從最低點(diǎn)計(jì)數(shù),測(cè)量電阻率的實(shí)驗(yàn)根據(jù)電阻定律公式求解,注意誤差分析和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
U/V | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
I/mA | 0 | 0.4 | 0.9 | 1.5 | 2.3 | 3.2 | 4.3 | 5.4 | 6.8 | 9.3 | 12 | 15 | 19 | 24 | 30 | 37 |
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U/V | 0 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
I/mA | 0 | 0.9 | 2.3 | 4.3 | 6.8 | 13.0 | 19.0 | 24.0 | 30.0 | 37.0 |
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U/V | 0 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 | 2.0 | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
I/mA | 0 | 0.4 | 0.9 | 1.5 | 2.3 | 3.2 | 4.3 | 5.4 | 6.8 | 9.3 | 12 | 15 | 19 | 24 | 30 | 37 |
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