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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)
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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)
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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”).
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(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.
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(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Rx=___________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.1×10-2Ω
m B.1×10-3Ω
m C.1×10-6Ω
m D.1×10-8Ω
m
(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
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(1)用单摆测重力加速度的实验中,为使周期的测量尽可能准确,则计时位置应在单摆摆动到
(2)为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,细激光束与球心等高,如图1所示,光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如2所示,则该单摆的振动周期为
(3)用主尺最小分度为1mm,游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径,结果如图3所示,可以读出此金属球的直径为
(4)研究性学习小组测得悬线长度L、摆球直径d、全振动次数n、完成n次全振动的时间t,则当地的重力加速度g=
4π2n2(L+
| ||
| t2 |
4π2n2(L+
| ||
| t2 |
(2)有人说矿区的重力加速度偏大,某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题.他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm,用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图2所示,摆球的直径为 mm.他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,当摆动稳定后,在摆球通过平衡位置时启动秒表,并数下“0”,直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表,秒表读数如图3所示,读出所经历的时间t,则单摆的周期为 s,该实验测得当地的重力加速度为 m/s2.(保留3位有效数字)
(3)在测定金属电阻率的实验中,用伏安法测量一个约100Ω电阻丝,可用的仪器:电流表(量程0~30mA,内阻50Ω)、电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电源(电动势4V,内阻忽略不计)、开关和导线若干.
①请将你设计的实验电路图画在方框中.
②根据设计的电路图,将下图中的实物连接成实验用的电路.
③为了完成整个实验,除你在电路中已画出的器材外,还需要测量接入电路中的电阻丝长度l的仪器是 ,测量电阻丝直径d的仪器是 .
④计算电阻率的公式是ρ= .(用直接测量出的物理量表示)
II、某同学设计了如图2的电路,用来测量未知电阻Rx的阻值,在下列可供选择的器材中:
A.被测电阻Rx,阻值约为50Ω
B.电源(电动势10V,内阻0.5Ω)
C.电流表(量程0-200mA,内阻r2)
D.电流表(量程0-300mA,内阻约为r3)
E.定值电阻500Ω
F.定值电阻100Ω
G.滑动变阻器(0-100Ω,1A)
H.滑动变阻器(0-2000Ω,0.5A)
I.电键,导线若干
测量时,为使结果尽可能精确,电路安全,电流表A1应选用
将该同学的实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合电键;
②将滑动变阻器的滑片移到适当位置,读出电流表A1、A2的读数;
③
④实验完毕后,拆除电路.
若某次测量时电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,则被测电阻的测量值为Rx=
| (I2-I1)R1 |
| I1 |
| (I2-I1)R1 |
| I1 |
(1)除了细线.摆球.铁架台.铁夹.米尺之外,必需的仪器还有
(2)为了减小实验误差,当一游标卡尺的主尺最小分度为1毫米,游标上有10个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径,如图1所示.该工件的直径为
(3)如表是用单摆测重力加速度实验中获得的有关数据.
| 摆长L/m | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.1 |
| 周期T2/s2 | 2.0 | 2.4 | 3.2 | 4.8 |
(b)根据图象可知,当地的重力加速度g=
(c)如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是
A.计算摆长时没有计入摆球半径
B.开始计时时,秒表过迟按下
C.摆线上端未牢固系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
D.实验中误将29次全振动数为30次.