Question

I．下列实验中操作中，属于减小偶然误差的是

 

A．在用单摆测量当地的重力加速度实验中，多次测量小球的直径，然后求平均值
B．用电流表外接法测定小阻值金属丝的电阻
C．在探究小车速度随时间变化规律的实验中用逐差法测量小车运动的加速度
D．在探究加速度与质量、外力之间的关系实验中，使轨道的一端垫高以平衡摩擦力
Ⅱ．用落体法研究机械能守恒定律的实验中，某同学按照正确的操作选得纸带，但在处理纸带的过程中不小心把纸带撕成三个小段，并丢失了中间段的纸带，剩下的两段纸带如图所示．已知电源的频率为50Hz，在纸带上打出各点间距离记录在图1中．
①A、B两点间的平均速度是

 

m/s；
②丢失的中间段纸带上有

 

个点；
③由这两段纸带可以求得当地的重力加速度g

 

m/s²．
Ⅲ．有一个标有“2.5V，0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V的范围内不同电压下的电功率．有下列器材可供选择：
A．电压表V（0～3V，内阻R_v=3kΩ）
B．电流表G（0～500μA，内阻R_G=600Ω）
C．电阻箱R_l（0～99.99Ω
D．滑动变阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑动变阻器R₄（1kΩ，0.5A）
F．电源（直流4V，内阻不计）
①为保证实验安全、准确、操作方便，应选用的器材除小灯泡、电源、电流表、开关、导线外，还需要

 

（均用器材对应的字母填写）；
②根据你设计的实验电路，完成实物图2的连线；
③根据你的设计，若从仪表盘上读得的数据分别为U、I_G则小灯泡在该条件下的功率表达式

 

（均用字母表示）．表达式中除U、I_G以外，其他符号的意义是

 

．

Answer 1

分析：I．从偶然误差和系统误差的区别去分析；
Ⅱ．在匀变速直线运动中，可以用平均速度代替瞬时速度，通过前后两条纸带的平均速度分析中间还有几个点，利用△x=gT²的方法求解加速度；
Ⅲ．由灯泡铭牌找出灯泡的额定电压与额定电流，根据灯泡的额定电压与额定电流选择电压表与电流表，滑动变阻器的阻力范围不宜太大，要方便调节，根据P=UI求解小灯泡的功率．

解答：解：I．AC两项都是通过求平均值的方法来减小实验的偶然误差，而BD两个选项的措施是为了减小系统误差的．
故选AC
Ⅱ．①用平均速度代替瞬时速度得：A、B两点间的平均速度v=

x

t

=

4.2×10-3

2×10-2

=0.21m/s
②后面两个点的平均速度为v′=

x′

t

=

19.4×10-3

2×10-2

=0.97m/s=0.21+9.8×0.02×4m/s，看出后面一段纸带距离前面一段纸带的时间间隔有四段，即丢失的中间纸带上有2个点．
③利用x₄-x₁=4gt²解得：g=9.5 m/s²
Ⅲ．①小灯泡的额定电压为2.5V，所以选择电压表A，题中提供的电流表G电流值较小，可以用G与电阻箱R_l并联改装成大量程的电流表，滑动变阻器选择R₃（10Ω，2A）
方便调节．
故选ACD
②实物连线图如图所示
③根据电路图可知，电压表测量的是小灯泡两段的电压，
根据P=UI得P=U（I_G+

IGRG

R1

-

U

RV

）其中R_G、R_V分别是电流表G、电压表V的内阻，R₁是把电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．
故答案为：I．AC；Ⅱ．0.21m/s  ②2   ③9.5 m/s²
③g=9.5m/s²
Ⅲ．①ACD
②实物连线图如图所示
③U（I_G+

IGRG

R1

-

U

RV

）；其中R_G、R_V分别是电流表G、电压表V的内阻，R₁是把电阻箱作为分流电阻提供的有效电阻．

点评：其中第三题主要考查学生对电学知识的综合应用，尤其是实验设计，这是重点也是难点，在设计实验时可参考一下：
①没有电压表，利用定值电阻和电流表以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成并联电路，找电压相等列等式求出；
②没有电流表，利用电压表和定值电阻以及其他元件测量电阻的阻值时，一般设计成串联电路，找电流相等列等式求出．