Question

Ⅰ（8分）某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。

①他組裝單擺是，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示，這樣做的目的是          （填字母代號）

A．保證擺動過程中擺長不變

B．可使周期測量得更加準確

C．需要改變擺長時便于調節

D．保證擺球在同一豎直平面內擺動

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量到擺球的最低端的長度L=0.9990m，再用游標卡尺測量擺球直徑為12mm，單擺擺長為        m

③下列振動圖像真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標遠點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是            （填字母代號）

Ⅱ（10）在“測定金屬的電阻率”實驗中，所用測量儀器均已校準．待測金屬絲接入電路部分的長度約為50cm．直徑為0.396mm

（1）用伏安法測金屬絲的電阻Rx．實驗所用器材為：電池組(電動勢為3V，內阻約1Ω)、電流表(內阻約0.1Ω)、電壓表(內阻約3kΩ)、滑動變阻器R(0~20Ω，額定電流2A)、開關、導線若干． 某小組同學利用以上器材正確連接好電路，進行實驗測量，記錄數據如下：

次數	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

 

由以上數據可知，他們測量Rx是采用圖2中的_________圖(選填“甲”或“乙”)．

（2）圖3是測量Rx的實驗器材實物圖，圖中已連接了部分導線，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端．請根據圖(2)所選的電路圖，補充完成圖3中實物間的連線，并使閉合開關的瞬間，電壓表或電流表不至于被燒壞．

（3）這個小組的同學在坐標紙上建立U、I坐標系，如圖4所示，圖中已標出了測量數據對應的4個坐標點．請在圖4中標出第2、4、6次測量數據坐標點，并描繪出U─I圖線．由圖線得到金屬絲的阻值R_x=___________Ω(保留兩位有效數字)．

（4）根據以上數據可以估算出金屬絲的電阻率約為___________(填選項前的符號)．

A．1×10^-2Ωm        B．1×10^-3Ωm        C．1×10^-6Ωm        D．1×10^-8Ωm

（5）任何實驗測量都存在誤差．本實驗所用測量儀器均已校準，下列關于誤差的說法中正確的選項是___________(有多個正確選項)．

A．用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數引起的誤差屬于系統誤差

B．由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于偶然誤差

C．若將電流表和電壓表內阻計算在內，可以消除由測量儀表引起的系統誤差

D．用U─I圖像處理數據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，這樣單擺在擺動過程中可保證擺長不變，需要調節擺長時也方便調節，選A、C兩項。②游標卡尺讀數為12.0mm，從懸點到擺球的最低端的長度L = 0.9990m，則單擺擺長應為從懸點到球心的距離，所以就減去球的半徑，因此擺長為0.9990－0.0060m= 0.9930m。③擺球擺到平衡位置時的速度最大，為了減小誤差，應該從平衡位置開始計時，排除B選項。擺角越小誤差越小，振幅越小，且應測30次全振動的時間，所以選A

II（1）應選電流表外接法，滑動變阻器選用分壓式接法，這樣電壓表、電流表示數有較大范圍的變化，才能得到表格中的數據。

（2）實物圖連接注意電流表外接，滑動變阻器分壓，滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端，連接時使電壓表、電流表的示數最小。注意各電路元件接線柱位置，導線不能交叉，另外還要注意用黑色簽字筆畫線，以免掃描試卷不清楚。

（3）將各數據點連線時注意讓線經過盡量多的點，有些點不在線上，要讓線兩側點的個數基本相等，離直線較遠的點直接舍去（圖中第6個點）。計算直線的斜率即為電阻R，求斜率時，在直線上盡量遠的選取兩點，用求出斜率，為所求電阻值R（4）根據電阻定律，代入數據，注意各物理量單位，解得C正確。

（5）用螺旋測微器測量金屬絲直徑時，由于讀數引起的誤差屬于偶然誤差，A錯誤。由于電流表和電壓表內阻引起的誤差屬于系統誤差，B錯誤。伏安法測電阻時，電流表和電壓表的內阻引起的誤差是系統誤差，若將電流表和電壓表的內阻計算在內，可以消除由測量儀表（電流表、電壓表）引起的系統誤差，C正確。用U­—I圖像處理數據求金屬線電阻，可以將錯誤的數據或誤差較大的數據（如圖中第6個點）去掉，不在直線上的點均勻分布在線的兩側，這樣可以減小偶然誤差，D正確

考點：考查探究影響單擺周期的因素和測定電阻率

點評：難度較大，明確單擺運動計數時應從最低點計數，測量電阻率的實驗根據電阻定律公式求解，注意誤差分析和螺旋測微器的讀數