摘要:(三)设计处理实验数据 根某一物理规律或公式.设计实验情景.并给出实验数据.打好点的纸带或在图象上描出数据点.让学生求出实验测量值.如98年的第18题.原题为: 在LC振荡电路中.如已知电容C.并测得电路的固有振荡周期T.即可求得电感L.为了提高测量精度.需多次改变C值并测得相应的T值.现将测得的六组数据标示在以C为横坐标.T2为纵坐标的坐标纸上.即图中用“X 表示的点. ⑴T.L.C的关系为 ⑵根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线 ⑶求得的L值是 . 分析与解答 (1)T=2π√LC . ⑵如图所示.图线应为一条直线.数据点靠近直线且均匀分布在直线两侧. ⑶仔细观察图象上的数据可发现.纵坐标为3位有效数字.横坐标为2位有效数字.在图象上选取两个坐标点A(1X10一7.14.5 X 一8 ) 和(3.5x10-7. 51.0x10-8).则 T2 / C = 1.46.L = 0.0365H 根据图上的数据点.正确读出纵.横坐标的有效数字的位数.是解答此问的关键.

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I.某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV(RV在800Ω-900Ω之间)实验步骤和方法是:

①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用
CDG
CDG
(用器材的序号字母表示)
(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R和真实值R及测量误差,下列说法中正确的是
AD
AD

A.R>R
B.R<R
C.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越大
D.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
L
2

丙同学猜:复摆的摆长应该大于
L
2
.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于
L
2

为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是
错误
错误
的(选填“正确”或“错误”)
(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为
L
2
.单摆的周期计算值(T0=2π
L
2
g
),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
板长L/cm 25 50 80 100 120 150
周期计算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
周期测量值T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
由上表可知,复摆的等效摆长
大于
大于
(选填“大于”、“小于”或“等于”).

(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T0图,并根据图象中反映出的规律求出L=
1.35
1.35
L
2
.(结果保留三位有效数字,其中L是板长为L时的等效摆长T=2π
L
g
).
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I.某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV(RV在800Ω-900Ω之间)实验步骤和方法是:

①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用______(用器材的序号字母表示)
(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R和真实值R及测量误差,下列说法中正确的是______.
A.R>R
B.R<R
C.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越大
D.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
丙同学猜:复摆的摆长应该大于.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”)
(2)用T表示板长为L的复摆看成摆长为.单摆的周期计算值(),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
板长L/cm255080100120150
周期计算值T/s0.701.001.271.411.551.73
周期测量值T/s0.811.161.471.641.802.01
由上表可知,复摆的等效摆长______(选填“大于”、“小于”或“等于”).

(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T图,并根据图象中反映出的规律求出L=______.(结果保留三位有效数字,其中L是板长为L时的等效摆长).
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如图a所示,是利用重物自由下落验证机械能守恒定律的实验.
(1)某同学的实验操作步骤如下:
A.用天平测量出重锤的质量
B.按图示的装置安装器件
C.将打点计时器接到电源的直流输出端上
D.接通电源后释放纸带,打出一条纸带
E.换用另外的纸带,重复步骤D
F.选取合适的纸带
G.测量所选纸带上某些点之间的距离
H.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能,比较二者是否相等
请你指出:①以上实验步骤中一个可以不必要的操作步骤是______;②操作有错误的实验步骤是______.(填字母代号)
(2)某实验小组打出了三条纸带,但是由于实验操作不规范,三条打点纸带的第1个点和第2个点之间的距离都明显的不接近2mm,于是他们选择了如图b所示的一条点迹清晰且在一条直线上的纸带进行数据处理.他们首先在所选择纸带的前四个点的上
方标上1、2、3、4,在后面适当的位置又选取了5个连续点,分别标上A、B、C、D、E;然后他们设计了三种数据处理方案来验证机械能守恒定律.

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方案1:选择第1个点作为过程的起点,分别选择点B、C、D作为过程的终点,用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第1个点的距离h1、h2、h3、h4、h5,利用vn=
hn+1-hn-1
2T
算出重锤运动到点B、C、D时的速度,比较“mghn
1
2
m
v2n
”是否相等来验证机械能是否守恒.
方案2:选择第3个点作为过程的起点,分别选择点B、C、D作为过程的终点,用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5,再数出点B、C、D到第3个点的时间间隔数k,利用vn=gkT算出重锤运动到点B、C、D时的速度,利用v3=2gT求出打第3个点时重锤的速度,比较“mghn和(
1
2
m
v2n
-
1
2
m
v23
)”是否相等来验证机械能是否守恒.
方案3:选择第3个点作为过程的起点,分别选择点B、C、D作为过程的终点,用刻度尺量出点A、B、C、D、E到第3个点的距离h1、h2、h3、h4、h5,利用
v n
=
hn+1-hn-1
2T
算出重锤运动到点B、C、D时的速度,再测出第2个点到第4个点之间的距离S,利用v3=
S
2T
求出打第3个点时重锤的速度,比较“mghn和(
1
2
m
v2n
-
1
2
m
v23
)”是否相等来验证机械能是否守恒.
①你认为最合理的实验方案是______方案.
②你判断的理由是:______.
③利用你选择的数据处理方案,可求得D点对应的速度为vD=______m/s(保留三位有效数字).
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