Question

（1）某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当（填“是”或“否”）。

①把单摆从平衡位置拉开约5°释放；______________

②在摆球经过最低点时启动秒表计时；______________

③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期。______________

该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表。用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图甲，该球的直径为________mm。根据表中数据可以初步判断单摆周期随________的增大而增大。

甲

数据组编号	摆长/mm	摆球质量/g	周期/s
1	999.3	32.2	2.0
2	999.3	16.5	2.0
3	799.2	32.2	1.8
4	799.2	16.5	1.8
5	501.1	32.2	1.4
6	501.1	16.5	1.4

（2）硅光电池是一种可将光能转换为电能的器件。某同学用图乙所示电路探究硅光电池的路端电压U与总电流I的关系。图中R₀为已知定值电阻，电压表视为理想电压表。

乙

丙

①请根据图乙，用笔画线代替导线将图丙中的实验器材连接成实验电路。

②若电压表V₂的读数为U₀，则I=________________.

③实验一：用一定强度的光照射硅光电池，调节滑动变阻器，通过测量得到该电池的U-I曲线a，如图丁。由此可知电池内阻__________（填“是”或“不是”）常数，短路电流为__________mA，电动势为__________V。

丁

④实验二：减小实验一中光的强度，重复实验，测得U-I曲线b，如图丁。

当滑动变阻器的电阻为某值时，若实验一中的路端电压为1.5 V，则实验二中外电路消耗的电功率为__________mW（计算结果保留两位有效数字）。

 

Answer 1

（1）①是 ②是 ③否，20.685（20.683～20.687均正确），摆长

（2）①如图所示

②

③不是，0.295（0.293～0.297），2.67（2.64～2.68）

④0.065（0.060～0.070）

解析：（1）①由单摆做简谐运动的条件：摆角θ≤10°知：①正确，填“是”；

②③为减小周期测量的误差，应从平衡位置即摆球经过最低点开始启动秒表计时，同时应记录单摆作n（约30～50）次全振动的时间t，则周期，故②正确，③不恰当（误差较大），该球直径D=20.5 mm+18.5×0.01 mm=20.685 mm；由表中数据可知：单摆周期T随摆长L的增大而增大，与摆球质量无关。

（2）①连实物图注意：先把表、表放一边，将主回路连起来即从电源正极出发，到电键S，再到R、R₀，回到电源负极，再将表并联到R₀两端， 表并联在R+R₀两端，如图所示。

②由部分电路欧姆定律得：。

③U-I图线斜率的绝对值表示电池内阻，由图知：图象斜率在变，故知电池内阻不是常数；图线的横轴截距表示短路电流，故短路电流为0.295 mA；图线的纵轴截距表示电池的电动势，由图知：E=2.67 V。

④若实验一中路端电压为1.5 V时，由图线a可知，I=2.15×10^-4 A，即图中的A点，取坐标原点为O，用直线连结OA，如图所示，则OA的斜率代表该电路外电阻R_外=R₀+R，为一定值。直线OA交图线b于B点，B点坐标为（0.68 V，96×10^-6 A），则实验二中外电路消耗的电功率为P=UI=0.065 mW。