Question

（2011?昌平区二模）（1）①在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，以下做法正确的有

AC

．
A．选用约1m长、不易形变的细线充当摆线
B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的
C．单摆偏离平衡位置的角度不能过大，应控制在5°以内
D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆的振动周期
②某同学通过游标卡尺测定某小球的直径，测量的结果如图1所示，则该小球的直径为

8.30

mm．
（2）硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件．某同学利用图（甲）所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系．图中定值电阻R₀=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表．
①用“笔画线”代替导线，根据电路图，将图（乙）中的实物电路补充完整．
②实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S，调节可调电阻R的阻值，通过测量得到该电池的U-I曲线a（见图丙）．则由图象可知，当电流小于200mA时，该硅光电池的电动势为

2.90

V，内阻为

4.0

Ω．
③实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U-I曲线b（见图丙）．当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5V，由曲线b可知，此时可调电阻R的电功率约为

0.0828

W．

Answer 1

分析：（1）当小球的摆角较小时，小球的运动可以看做简谐运动，摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和；测定周期需从平衡位置开始计时误差较小，可以测量30-50次全振动的时间，根据T=

t

n

求周期．游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读；
（2）①根据原理图可以画出实物图，注意正负极不要连反了．
②电源的U-I图象的斜率表示其内阻，根据斜率的变化可以知道内阻的变化情况，图象与纵轴交点表示电动势，与横轴交点表示短路电流．
③由图象b找到路端电压为1.5V的电路电流，由欧姆定律及串联电路特点求出可调电阻阻值，然后由P=I²R求出可调电阻消耗的电功率．

解答：解：（1）①A、选用约1m长、不易形变的细线充当摆线，故A正确；
B、质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较小的，这样阻力小些，故B错误；
C、当小球的摆角较小时，小球的运动可以看做简谐运动，所以单摆偏离平衡位置的角度不能过大，应控制在5°以内，故C正确；
D、测定周期需从平衡位置开始计时误差较小，可以测量30-50次全振动的时间，根据T=

t

n

求周期，只测量一次，误差较大，故D错误；

故选AC

②游标卡尺的主尺读数为8mm，游标读数为0.05×6mm=0.30mm，所以最终读数为8.30mm．

（2）①分析图甲所示实验原理图，根据原理图连接实物电路图，如图所示．
②在硅光电池的U-I图象，当I=0，U=E，图线斜率的绝对值表示内阻．由图线a可知E=2.90V，当电流小于200mA的情况下，此电池的内阻r=4.00Ω．
③由图线b可知，在实验二中当路端电压为1.5V时，电路电流
I=60mA=0.06A，由欧姆定律可知，此时外电阻R_外=

U外

I

=

1.5

0.06

=25Ω，可调电阻阻值R=R_外-R₀=25Ω-2Ω=23Ω，
可调电阻消耗的电功率P=I²R=（0.06A）²×23Ω=0.0828W．

故答案为：（1）①AC  ②8.30
（2）①实物连接图如图所示
   ②2.90  4.0
   ③0.0828

点评：（1）简谐运动是一种理想的运动模型，单摆只有在摆角很小，空气阻力影响不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动，要知道影响实验结论的因素．
（2）本题主要考查了在实验中如何利用图线进行数据处理，在测电源电动势和内阻的实验中，明确电源U-I图象和电阻U-I图象的含义和区别．