第三篇 实验数据处理与误差分析.ppt

第三篇实验数据处理与误差分析 突破1 实验数据的常见处理方法 题组突破 1 2016 皖南八校联考 李明同学在用电火花计时器做 测定匀变速直线运动的加速度 实验 1 电火花计时器是一种使用交流电源的计时仪器 它的工作电压是V 解析 1 电火花计时器采用的是220V的交流电源 答案 1 220 2 从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条 每相邻两点间还有四个点没有画出来 计数点间距如图所示 打点计时器的电源频率是50Hz 计算出纸带上打下计数点2时小车的瞬时速度为v2 m s 该匀变速直线运动的加速度a m s2 计算结果保留两位小数 答案 2 0 691 96 2 2016 陕西高考全真模拟 某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内电阻 实验器材如下 A 待测干电池一节 电动势约为1 5V 内阻约几欧姆 B 直流电压表V 量程为3V 内阻非常大 C 定值电阻R0 150 D 电阻箱R E 导线和开关 根据如图 甲 所示的电路图进行实验操作 多次改变电阻箱的阻值 记录每次电阻箱的阻值R和电压表的示数U 在 R坐标系中描出的坐标点如图 乙 所示 1 分别用E和r表示电源的电动势和内阻 则与R的关系式为 2 在坐标纸上画出 R关系图线 解析 2 根据给出的点作出直线如图所示 答案 2 见解析 3 根据图线求得斜率k V 1 1 截距b V 1 保留两位有效数字 4 根据图线求得电源电动势E V 内阻r 保留三位有效数字 答案 3 4 5 10 30 70 4 1 485 56 突破宝典 实验数据的常见处理方法1 列表法 把被测物理量用表格的形式分类列出的方法 2 公式法 将实验得到的数据代入物理公式或相应的函数关系式 分析 计算某一物理量 3 图像法 根据实验数据 按自变量和因变量之间的关系在直角坐标系中用图线表示出来的方法 要有足够数量的描点 应使尽可能多的点落在图线上 不在线上的点均匀分布在图线的两侧 突破2 减小误差的常用方法 题组突破 1 2016 安徽百校联考 某同学设计了如图 甲 所示的实验装置 测量滑块在气垫导轨上滑动时的加速度 滑块左右两端有两个完全相同的遮光条 光电门与计时器连接 可记录遮光条1 2通过光电门的时间 t1和 t2 将滑块放在导轨上 用细线绕过导轨左端的滑轮 一端连在滑块上 另一端悬吊钩码 1 实验前 先用游标卡尺测出遮光条的宽度 读数如图 乙 则遮光条的宽度d mm 2 实验时 先接通气源 调整气垫导轨左端的滑轮高度 使 解析 1 游标卡尺的读数为5mm 0 1mm 2 5 2mm 2 调整气垫导轨左端的滑轮高度 使连接滑块的轻绳与气垫导轨平行 答案 1 5 2 2 连接滑块的轻绳与气垫导轨平行 3 释放滑块 让滑块在钩码的带动下向左做加速运动 记录遮光条通过光电门的时间 t1和 t2 为了计算滑块的加速度 还需要测量 若需要测量的物理量用x表示 则滑块的加速度大小a 用物理量的符号表示 4 为了减小实验误差 下列做法可行的是 A 适当减小钩码的质量B 适当增大开始时遮光条1到光电门的距离C 适当增大两遮光条间的距离D 适当减小遮光条的宽度 解析 4 若适当减小钩码的质量 则减小了滑块运动的加速度 减小了两遮光条通过光电门的速度差 增大了因两速度相差太小带来的误差 A项错误 适当增大开始时遮光条1到光电门的距离 减小遮光条通过光电门时间长带来的误差 B项正确 适当增大两遮光条间的距离 减小长度测量及速度差太小带来的误差 C项正确 适当减小遮光条的宽度 使求出的遮光条通过光电门的平均速度更趋于瞬时速度 减小速度测量带来的误差 D项正确 答案 4 BCD 2 2016 陕西师大附中模拟 某同学对电阻丝的电阻与哪些因素有关进行了实验探究 现有如下器材 电源E 电动势为4V 内阻约为1 电流表A1 量程5mA 内阻约为10 电流表A2 量程0 6A 内阻约为1 电压表V1 量程3V 内阻约为1k 电压表V2 量程15V 内阻约为3k 滑动变阻器R1 阻值0 2 滑动变阻器R2 阻值0 20 开关及导线若干 他对电阻丝做了有关测量 数据如下表所示 1 他在某次测量中 用螺旋测微器测电阻丝直径 示数如图 甲 所示 此示数为mm 2 图 乙 是他测量编号为2的电阻丝电阻的备选原理图 则该同学应选择电路 选填 A 或 B 进行测量 电流表应选 电压表应选 滑动变阻器应选 答案 1 0 512 2 AA2V1R2 解析 1 螺旋测微器的读数为d 0 5mm 1 2 0 01mm 0 512mm 3 请你认真分析表中数据 写出电阻R与L D间的关系式R 比例系数用k表示 并求出比例系数k m 结果保留两位有效数字 突破宝典 减小误差的常用方法1 减小系统误差的方法 1 更新仪器 2 完善实验原理 2 减小偶然误差的方法 1 多次测量求平均值 2 累积法 3 图像法 突破3 误差与误差分析问题 题组突破 1 2015 全国 卷 23 电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍 某同学利用这一事实测量电压表的内阻 半偏法 实验室提供的器材如下 待测电压表 量程3V 内阻约为3000 电阻箱R0 最大阻值为99999 9 滑动变阻器R1 最大阻值100 额定电流2A 电源E 电动势6V 内阻不计 开关2个 导线若干 1 虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分 将电路图补充完整 解析 1 由于R1的总阻值远小于测量电路总电阻 故控制电路采用分压式接法 电路图如图所示 答案 见解析 2 根据设计的电路 写出实验步骤 3 将这种方法测出的电压表内阻记为RV 与电压表内阻的真实值RV相比 RV RV 填 或 主要理由是 解析 2 移动滑动变阻器的滑片 以保证通电后电压表所在支路分压最小 闭合开关S1 S2 调节R1 使电压表的指针满偏 保持滑动变阻器滑片的位置不变 断开S2 调节电阻箱R0使电压表的指针半偏 读取电阻箱所示的电阻值 此即为测得的电压表内阻 3 断开S2 调节电阻箱使电压表成半偏状态 电压表所在支路总电阻增大 分得的电压也增大 此时R0两端的电压大于电压表的半偏电压 故RV RV 答案 见解析 2 2016 广东茂名二模 如图 甲 所示是使用电磁打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置 用此装置打出一些纸带 1 选用一条打点较清晰的纸带 测得第1 2点间的距离为6mm 出现这现象的原因是 解析 1 如果是自由落体运动 前两点间的距离约为2mm 现在1 2两点间达到了6mm 说明在打第一点时纸带已经下落了一段时间 即是先释放的纸带 后接通的电源 答案 1 先释放的纸带 后接通的电源 2 另选取一条符合实验要求的纸带 在第一个点上标O 在离O点较远的位置开始选取三个连续点A B C 如图 乙 所示 已知打点计时器每隔0 02s打一次点 根据图中所得的数据 打B点时重锤的速度为m s 保留3位有效数字 应取图中O点和点来验证机械能守恒定律 答案 2 2 94B 3 根据实验得到的数据作出下落距离s与下落时间t的平方的关系如图 丙 所示 则由实验测得当地的重力加速度g m s2 g值与实际相差较远的原因是 答案 3 9 25振针阻力 空气阻力以及摩擦阻力 3 2016 广东佛山二模 某同学为了测量一阻值约3 的定值电阻Rx的准确阻值 准备了以下实验器材 电源 电动势4V 电流表 量程0 6A 内阻约1 电压表 量程3V 内阻约5k 滑动变阻器A两只 最大阻值为5 滑动变阻器B两只 最大阻值为50 开关 导线若干 1 他设计的电路如图所示 按图连好电路 断开S2 闭合S1 调节R1和R2 记下电流表与电压表示数I1 U 再闭合S2 保持 填 R1 或 R2 的阻值不变 调节 填 R1 或 R2 使电压表的示数仍为U 记下此时电流表示数I2 解析 1 测量定值电阻Rx的准确阻值 实验设计的思路是保证R2两端的电压不变 用两次电流表示数的差来确定流过Rx的电流 从而达到用电压表的示数U除以流过定值电阻的电流Ix I2 I1 确定Rx阻值的目的 所以再闭合S2 应保持R2的阻值不变 调节R1 使电压表示数仍为U 记下此时电流表示数I2 答案 1 R2R1 2 被测电阻Rx为 用I1 I2 U表示 3 该电路中滑动变阻器R1应选择 填 A 或 B R2应选择 填 A 或 B 4 由于电压表的内阻不是无穷大 电流表的内阻也不能忽略 由这种方法测量出来的结果与真实值比较 R测 填 或 R真 解析 2 电压表的示数U除以流过定值电阻的电流Ix I2 I1 得Rx 3 由于Rx阻值较小 为了使