Question

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R_x=___________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___________(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

 

Answer 1

【答案】

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)