Question

Ⅰ（8分）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

①他组装单摆是，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示，这样做的目的是          （填字母代号）

A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量得更加准确

C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径为12mm，单摆摆长为        m

③下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标远点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是            （填字母代号）

Ⅱ（10）在“测定金属的电阻率”实验中，所用测量仪器均已校准．待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm．直径为0.396mm

（1）用伏安法测金属丝的电阻Rx．实验所用器材为：电池组(电动势为3V，内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω，额定电流2A)、开关、导线若干． 某小组同学利用以上器材正确连接好电路，进行实验测量，记录数据如下：

次数	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

 

由以上数据可知，他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”)．

（2）图3是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端．请根据图(2)所选的电路图，补充完成图3中实物间的连线，并使闭合开关的瞬间，电压表或电流表不至于被烧坏．

（3）这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系，如图4所示，图中已标出了测量数据对应的4个坐标点．请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点，并描绘出U─I图线．由图线得到金属丝的阻值R_x=___________Ω(保留两位有效数字)．

（4）根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号)．

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

（5）任何实验测量都存在误差．本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项)．

A．用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于系统误差

B．由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C．若将电流表和电压表内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的系统误差

D．用U─I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ(1)AC   (2)  0.9930m        (3)    A

Ⅱ （1）甲              （2） 如答图3

（3）如答图4  （4.3～4.7）  

    

（4）C                （5）CD

【解析】

试题分析：Ⅰ①橡皮摩擦力较大且用铁夹将橡皮夹紧，这样单摆在摆动过程中可保证摆长不变，需要调节摆长时也方便调节，选A、C两项。②游标卡尺读数为12.0mm，从悬点到摆球的最低端的长度L = 0.9990m，则单摆摆长应为从悬点到球心的距离，所以就减去球的半径，因此摆长为0.9990－0.0060m= 0.9930m。③摆球摆到平衡位置时的速度最大，为了减小误差，应该从平衡位置开始计时，排除B选项。摆角越小误差越小，振幅越小，且应测30次全振动的时间，所以选A

II（1）应选电流表外接法，滑动变阻器选用分压式接法，这样电压表、电流表示数有较大范围的变化，才能得到表格中的数据。

（2）实物图连接注意电流表外接，滑动变阻器分压，滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端，连接时使电压表、电流表的示数最小。注意各电路元件接线柱位置，导线不能交叉，另外还要注意用黑色签字笔画线，以免扫描试卷不清楚。

（3）将各数据点连线时注意让线经过尽量多的点，有些点不在线上，要让线两侧点的个数基本相等，离直线较远的点直接舍去（图中第6个点）。计算直线的斜率即为电阻R，求斜率时，在直线上尽量远的选取两点，用求出斜率，为所求电阻值R（4）根据电阻定律，代入数据，注意各物理量单位，解得C正确。

（5）用螺旋测微器测量金属丝直径时，由于读数引起的误差属于偶然误差，A错误。由于电流表和电压表内阻引起的误差属于系统误差，B错误。伏安法测电阻时，电流表和电压表的内阻引起的误差是系统误差，若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表（电流表、电压表）引起的系统误差，C正确。用U­—I图像处理数据求金属线电阻，可以将错误的数据或误差较大的数据（如图中第6个点）去掉，不在直线上的点均匀分布在线的两侧，这样可以减小偶然误差，D正确

考点：考查探究影响单摆周期的因素和测定电阻率

点评：难度较大，明确单摆运动计数时应从最低点计数，测量电阻率的实验根据电阻定律公式求解，注意误差分析和螺旋测微器的读数