Question

I．下列實驗中操作中，屬于減小偶然誤差的是

 

A．在用單擺測量當地的重力加速度實驗中，多次測量小球的直徑，然后求平均值
B．用電流表外接法測定小阻值金屬絲的電阻
C．在探究小車速度隨時間變化規律的實驗中用逐差法測量小車運動的加速度
D．在探究加速度與質量、外力之間的關系實驗中，使軌道的一端墊高以平衡摩擦力
Ⅱ．用落體法研究機械能守恒定律的實驗中，某同學按照正確的操作選得紙帶，但在處理紙帶的過程中不小心把紙帶撕成三個小段，并丟失了中間段的紙帶，剩下的兩段紙帶如圖所示．已知電源的頻率為50Hz，在紙帶上打出各點間距離記錄在圖1中．
①A、B兩點間的平均速度是

 

m/s；
②丟失的中間段紙帶上有

 

個點；
③由這兩段紙帶可以求得當地的重力加速度g

 

m/s²．
Ⅲ．有一個標有“2.5V，0.3A”字樣的小燈泡，現要測定其在0到2.5V的范圍內不同電壓下的電功率．有下列器材可供選擇：
A．電壓表V（0～3V，內阻R_v=3kΩ）
B．電流表G（0～500μA，內阻R_G=600Ω）
C．電阻箱R_l（0～99.99Ω
D．滑動變阻器R₃（10Ω，2A）
E．滑動變阻器R₄（1kΩ，0.5A）
F．電源（直流4V，內阻不計）
①為保證實驗安全、準確、操作方便，應選用的器材除小燈泡、電源、電流表、開關、導線外，還需要

 

（均用器材對應的字母填寫）；
②根據你設計的實驗電路，完成實物圖2的連線；
③根據你的設計，若從儀表盤上讀得的數據分別為U、I_G則小燈泡在該條件下的功率表達式

 

（均用字母表示）．表達式中除U、I_G以外，其他符號的意義是

 

．

Answer 1

分析：I．從偶然誤差和系統誤差的區別去分析；
Ⅱ．在勻變速直線運動中，可以用平均速度代替瞬時速度，通過前后兩條紙帶的平均速度分析中間還有幾個點，利用△x=gT²的方法求解加速度；
Ⅲ．由燈泡銘牌找出燈泡的額定電壓與額定電流，根據燈泡的額定電壓與額定電流選擇電壓表與電流表，滑動變阻器的阻力范圍不宜太大，要方便調節，根據P=UI求解小燈泡的功率．

解答：解：I．AC兩項都是通過求平均值的方法來減小實驗的偶然誤差，而BD兩個選項的措施是為了減小系統誤差的．
故選AC
Ⅱ．①用平均速度代替瞬時速度得：A、B兩點間的平均速度v=

x

t

=

4.2×10-3

2×10-2

=0.21m/s
②后面兩個點的平均速度為v′=

x′

t

=

19.4×10-3

2×10-2

=0.97m/s=0.21+9.8×0.02×4m/s，看出后面一段紙帶距離前面一段紙帶的時間間隔有四段，即丟失的中間紙帶上有2個點．
③利用x₄-x₁=4gt²解得：g=9.5 m/s²
Ⅲ．①小燈泡的額定電壓為2.5V，所以選擇電壓表A，題中提供的電流表G電流值較小，可以用G與電阻箱R_l并聯改裝成大量程的電流表，滑動變阻器選擇R₃（10Ω，2A）
方便調節．
故選ACD
②實物連線圖如圖所示
③根據電路圖可知，電壓表測量的是小燈泡兩段的電壓，
根據P=UI得P=U（I_G+

IGRG

R1

-

U

RV

）其中R_G、R_V分別是電流表G、電壓表V的內阻，R₁是把電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．
故答案為：I．AC；Ⅱ．0.21m/s  ②2   ③9.5 m/s²
③g=9.5m/s²
Ⅲ．①ACD
②實物連線圖如圖所示
③U（I_G+

IGRG

R1

-

U

RV

）；其中R_G、R_V分別是電流表G、電壓表V的內阻，R₁是把電阻箱作為分流電阻提供的有效電阻．

點評：其中第三題主要考查學生對電學知識的綜合應用，尤其是實驗設計，這是重點也是難點，在設計實驗時可參考一下：
①沒有電壓表，利用定值電阻和電流表以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成并聯電路，找電壓相等列等式求出；
②沒有電流表，利用電壓表和定值電阻以及其他元件測量電阻的阻值時，一般設計成串聯電路，找電流相等列等式求出．