Question

（2011?昌平區(qū)二模）（1）①在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，以下做法正確的有

AC

．
A．選用約1m長(zhǎng)、不易形變的細(xì)線充當(dāng)擺線
B．質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的
C．單擺偏離平衡位置的角度不能過大，應(yīng)控制在5°以內(nèi)
D．當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺的振動(dòng)周期
②某同學(xué)通過游標(biāo)卡尺測(cè)定某小球的直徑，測(cè)量的結(jié)果如圖1所示，則該小球的直徑為

8.30

mm．
（2）硅光電池是一種可將光能轉(zhuǎn)化為電能的元件．某同學(xué)利用圖（甲）所示電路探究某硅光電池的路端電壓U與電流I的關(guān)系．圖中定值電阻R₀=2Ω，電壓表、電流表均可視為理想電表．
①用“筆畫線”代替導(dǎo)線，根據(jù)電路圖，將圖（乙）中的實(shí)物電路補(bǔ)充完整．
②實(shí)驗(yàn)一：用一定強(qiáng)度的光照射硅光電池，閉合電鍵S，調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R的阻值，通過測(cè)量得到該電池的U-I曲線a（見圖丙）．則由圖象可知，當(dāng)電流小于200mA時(shí)，該硅光電池的電動(dòng)勢(shì)為

2.90

V，內(nèi)阻為

4.0

Ω．
③實(shí)驗(yàn)二：減小光照強(qiáng)度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，通過測(cè)量得到該電池的U-I曲線b（見圖丙）．當(dāng)可調(diào)電阻R的阻值調(diào)到某值時(shí)，若該電路的路端電壓為1.5V，由曲線b可知，此時(shí)可調(diào)電阻R的電功率約為

0.0828

W．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)小球的擺角較小時(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)可以看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度與擺球的半徑之和；測(cè)定周期需從平衡位置開始計(jì)時(shí)誤差較小，可以測(cè)量30-50次全振動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)T=

t

n

求周期．游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）①根據(jù)原理圖可以畫出實(shí)物圖，注意正負(fù)極不要連反了．
②電源的U-I圖象的斜率表示其內(nèi)阻，根據(jù)斜率的變化可以知道內(nèi)阻的變化情況，圖象與縱軸交點(diǎn)表示電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)表示短路電流．
③由圖象b找到路端電壓為1.5V的電路電流，由歐姆定律及串聯(lián)電路特點(diǎn)求出可調(diào)電阻阻值，然后由P=I²R求出可調(diào)電阻消耗的電功率．

解答：解：（1）①A、選用約1m長(zhǎng)、不易形變的細(xì)線充當(dāng)擺線，故A正確；
B、質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較小的，這樣阻力小些，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)小球的擺角較小時(shí)，小球的運(yùn)動(dòng)可以看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，所以單擺偏離平衡位置的角度不能過大，應(yīng)控制在5°以內(nèi)，故C正確；
D、測(cè)定周期需從平衡位置開始計(jì)時(shí)誤差較小，可以測(cè)量30-50次全振動(dòng)的時(shí)間，根據(jù)T=

t

n

求周期，只測(cè)量一次，誤差較大，故D錯(cuò)誤；

故選AC

②游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為8mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×6mm=0.30mm，所以最終讀數(shù)為8.30mm．

（2）①分析圖甲所示實(shí)驗(yàn)原理圖，根據(jù)原理圖連接實(shí)物電路圖，如圖所示．
②在硅光電池的U-I圖象，當(dāng)I=0，U=E，圖線斜率的絕對(duì)值表示內(nèi)阻．由圖線a可知E=2.90V，當(dāng)電流小于200mA的情況下，此電池的內(nèi)阻r=4.00Ω．
③由圖線b可知，在實(shí)驗(yàn)二中當(dāng)路端電壓為1.5V時(shí)，電路電流
I=60mA=0.06A，由歐姆定律可知，此時(shí)外電阻R_外=

U外

I

=

1.5

0.06

=25Ω，可調(diào)電阻阻值R=R_外-R₀=25Ω-2Ω=23Ω，
可調(diào)電阻消耗的電功率P=I²R=（0.06A）²×23Ω=0.0828W．

故答案為：（1）①AC  ②8.30
（2）①實(shí)物連接圖如圖所示
   ②2.90  4.0
   ③0.0828

點(diǎn)評(píng)：（1）簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種理想的運(yùn)動(dòng)模型，單擺只有在擺角很小，空氣阻力影響不計(jì)的情況下單擺的振動(dòng)才可以看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，要知道影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的因素．
（2）本題主要考查了在實(shí)驗(yàn)中如何利用圖線進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中，明確電源U-I圖象和電阻U-I圖象的含義和區(qū)別．