实验题中的误差分析-answer综述

1、实验题中的误差分析1. （ 2012届闸北一模28）某大学物理系学生组织驴友团去云南自助游，在云南凤庆地区发现很多千年古茶树，直径很大，两个大人都合抱不过来。于是他们想利用单摆原理对大树的直径进行测量。他们用轻而长的细线绕树一周，使细线长度等于树干周长（已预留 出打结部分的长度）。然后在线下端系一个小铁球，制成一个单摆。某同学的操作步骤为：a.将细线的上端固定在一根离地很高的横杆上；b 在摆线偏离竖直方向 5。位置静止释放小球；c.当摆球经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单 摆振动的周期T。（1）该同学的上述步骤中错误的是： （将该步骤的序号填入横线）。应改为:

2、（2）因为小铁球的直径未知，所以该同学用公式:gi!4二 2 并将当地重力加速度值代14入，近似地求出树干的周长，进一步求出树干直径。则该树干直径与真实值相比：d测d 真。（选填“”、“V”、“ = ”）28. 某大学物理系学生组织驴友团去云南自助游，在云南凤庆地区发现很多干年古茶树，直 径很大，两个大人都合抱不过来*干是他门提利用单摆原理对大树的直径进行测量*他 们用轻而长的细线绕树一周使细线长度等于树干周长已预稱岀打结部分的长度人然 后在线下端系一个小铁球，制成一个单摆某同学的操作步骤为：阳将细线的上端囿定在一根离地很高的横杆上:b.在摆线偏离竖直方向5位員静止释放小球:C.当摆球经过平衡

3、位宜时开始计时”经伞用勒历停|!计时.用此时间间隔作为单 摆振动的周期T.（I）该同学的上述涉骤屮错课的足： &（将该步曙的序号填入横线人应改为:（2）因为小铁球的宜径未知，所以该同学用公丿用=（弟磁）辭J和海“次电播砂砒紐同期下=% .=.并将当地鹿力加速度值代入.近似地求出树干的雕鈕傑;Mw話干豳与真实值相比：- 2在“用单摆测定重力加速度”的实验操作中，如果分别发生以下各选项的情况： （选填 uy、w ）/阿严/丙a收（A ）振幅减小（B）测量摆长时，未将小球半径考虑在内（C）摆球质量过大（D）单摆在摆动过程中，摆线未系紧造成摆长逐渐增长（E）将n次全振动误计为n + 1次 （F）摆球不

4、在竖直平面内摆动，而成为圆锥摆 根据以上各选项，试确定：（1） 会造成g值偏小的选项是B D。（2） 会造成g值偏大的选项是E F。3某同学做 利用单摆测重力加速度 ”的实验，用刻度尺正确量出悬线长度L,用秒表正确测出振动周期T,他改变长度测出若干组 L与T值，其它操作无误。(1)他应用公式g=4: 2L测出重力加速度并求出其平均值，这位同学实验中存在的错误是_漏加小球半径测出的重力加速度与真实值相比应偏小_。(2) 他作出的T2L图像如图一12所示，这图象对应图中是 _A_,应用图像法得到的重 力加速度与真实值相比应等于 (填大于、小于或等于)。图一12(3)测单摆周期时，要在平衡位置开始和

5、结束计时；需要测30次或50次全振动总时间来求周期：通常要在平衡位置处放一支铅笔作标尺，这些都是为了减小误差27.( 2015届静安一模)如图所示，一端带有滑轮的粗糙长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门，中心间的距离为 L。质量为M的滑块A上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的顶端加速滑下，光电门1、2记录遮光时间分别为 At1和At2o(1) 用此装置验证牛顿第二定律，且认为滑块A受到合外力的大小等于重物B所受的重力，实验中除了调整长木板倾斜角刚好平衡滑 动摩擦力外，还必须满足 ;(2) 实验测得的加速度为 (用上述字母表示)；(3)若考虑到d不是远小于L,则加速度测

6、量值比真实值 (填大”或小”)o“分)如图所初-橱有滑轮的粗糙民木板小2是固定在木板上的两个光电门，中心 闻的距髙为匚质盘为M的滑块A上固定-宽度为川的遮光瓠在歲量 箭朋的重物B牵引下从木板的顶端加速滑下光电门2诃录遮光时间 分别为仙和碍用此装置验证牛顿第二定律，且认为滑块A受到合外力的大小等于 乘物B所受的重九实验中除了调呼木扳倾斜角刚好平衡滑动摩擦力 外，还必须満足朋些賞,实验测得的加速度为范誓上述字母表示)：出若考鯛占不是远小于&则加速度測量值比真搐2015届上海市物理散装同歩试卷”静安区壬，2 心di* ,-值瓷(據初大”或“小力).Q: 丿萃3或序礎厶：秤27.（ 2015届静安一模

7、）b 逐六中诃耐树:渎冷心5乙曲中呵畤明二JV” 1 1血中闾傀.一 +(A 1Bvb bpcr27. (2012届卢湾一模)在 DIS中，光电门测量的是运动物体挡光时间内的平均速度，因为挡光片较窄，所以可看做测量的是瞬时速度。为了测量做匀变速直线运动小车的加速度，将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上，如右图所示。(1) 当小车匀变速经过光电门时，测得A、B先后挡光的时间分别为Ati和At2,A、B开始挡光时刻的间隔为 t，则小车的加速度 a=。(2) (单选题)实验中，若挡光片的宽度b较大，用上述方法测得的加速度与真实值间会有较大的差距，下列关于实验的测量值与真实值的判断中正确的是()(A

8、) 若小车加速，则测量值大于真实值；若小车减速，则测量值小于真实值(B) 若小车加速，则测量值小于真实值；若小车减速，则测量值大于真实值(C) 无论小车加速还是减速，测量值均大于真实值(D) 无论小车加速还是减速，测量值均小于真实值先后掛光的艸泗分別为A/,和 m 一千27.在D15中*尢电门测量的是运动物体档光时间内的平均谗乐冈为掛光片牧 0 所以可看的捷瞬时速厦为了測觥做匀变速件线运問小年的加遅惟 将宽度均为A的捺光片A冷B固定在小车上如右图術也(1)为小牟匀变速经过光电门时，测射A、BX技开始!肖it时刻的间隔f*则小牟的加逢復护 辛珂B)/衣入七仪 则测厦低小尸輒实值r靳抚片的覚度臟尢

9、用上述方法测褂的加逮度与真宴值玛会有较大的差 _更.下列关于实验的测飛值与样实侑的判断中正确的耀(”亦冲M迦野 则大于武丈ffl：若小牟减速若小牟加恳冷也逊典小f “实笊：ti小冲融連(CJ无论小舉加速还是减测吐值均大于罠实他(D) 无论小车加速还是减逢，側凰值肉小于真实值 炉耳髡金冷(*21（甲）6如图所示是同学分别得到的Pl/V图像，其中正确的图是a,则其它几个图象出现的 可能原因是： 实验中封闭气体质量太大； 实验中计算压强错误使 P均偏大； 计算压强时未计入活塞和框架重力产生的压强； 用手握住注射器使气体温度持续升高； 由于某种原因使气体温度持续降低； 橡皮帽漏气。情况b可能属于，情况

10、c可能属于，情况d可能属于。（填 数字序号）6. ， ， 29. （2013届徐汇二模）某同学在研究“一定质量气体温度不变时压强和体积关系”实验中，将一气缸如图（甲）开口端向右水平固定放置，活塞面积为S,厚度不计，封闭气体长度为L,大气压强为po。现用一水平向左的作用力缓慢推动活塞，设活塞向左移动距离 为x。（1） 通过力传感器对水平推力的测定，该同学将推力F作为纵坐标，则横坐标应该设置为，便可作出图（乙）中图像，且满足图线截距和斜率大小相等。图中斜率的含义为 （用题目中符号表示）。（2）该同学发现实验时图线（乙）中随着 F的增大，图线呈现向下弯曲的趋势。试分析原因。（3） 该同学为了研究第

11、（2）小题中图线呈现向下弯曲的趋势的原因，作出了该过程的p-V 图像，则图（丙）中的四条图线（图线为双曲线）符合这一过程的是图线29.（K分某同学在研完“一定质虽气体溫度不变时1强和体积关系实验中，将气缸如 图（甲）开口蜩向右水平固筑放置，活塞面积为&厚度不计.封闭气体长度为L大气 压强为g 现用一水乎向左的作用力缓慢推动活塞.设活塞向左移动距离为驻（1）通过力传感器对水平推力的测定，该同学将推力F作为纵坐标.则橫坐标应该设賈为_吕_，便可作出图（乙）中图亂 且満足图睡蝕冠委小相等.图中斜率的含 义嚣_P*_ （用题目中符号表示人尺73（2）该同学发现实验时图线（乙】中随着F的增大图践呈现向下

12、弯曲的趋势.试分析原 因 推动祜題过程小窗代（3）该同学为了研窕第（2）小题中图线呈规向下夸曲的趋势的原因，作出了该过程的片F图像，驰图丙中的四条囹线（图线为取曲线）符合这一过程的是图皴 戲 16某同学设计并制作了一种温度计，其结构如图所示，玻璃泡A内封有一定质量的气体，与A相连的细管B插在水银槽中，管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度，即环境温度，并可由B管上的刻度直接读出（B管的体积与A泡的体积相比可略去不计）。制 作过程：将玻璃泡分别置于100 C与0C的环境温度下，刻录下当时水银面的高度x,再以两次刻录下的刻度间距的 盘为最小刻度，将B管全部画上均匀刻度线，温度计便制作好了。为检查

13、该装置的可行性与准确性，该同学在某一恒定的大气压下提供不同的环境温度，通过对B管上的温度刻度与当时实际温度进行对比，以确定该温度计的可行性与准确性，测量获得的数据及 B管上的温度刻度如下表所示:实际温度t （C）270275481100汞柱高x （cm）25.820.4159.64.20.4温度刻度t （C）31423507796该同学根据表格中提供的信息，进行了以下分析：（1） 由表格中数据可得 B管内汞柱高x的变化大小和实际温度T的变化5 4大小的比值恒定，其比值大小为C= _=0.2_cm/K ;一 27（2） 该同学认为上一结果说明该温度计制作时在B管上画上均匀刻度线 的方法是正确的。

14、试从理论及实际两方面分析并证明这一制作方法的正确性。(3) 由表格中数据推断此时实际的大气压强值po=75_cmHg。(4 )虽然温度计原理上正确，但实际温度却与管上的刻度之间出现了明显偏差，该同学分析出现这一现象的原因可能是由于制作温度计时的大气压p。/与此时实际的大气压po不同，Po比P0_偏小(填 偏大”或 偏小”)。说明这种温度计受环境大气压影响 较大，为此该同学提出了修正方案，请写出修正后的实际温度表达式T实=_T刻测P _ P + C _(设已测量出的数据有温度测量值T测、制作温度计时的大气压po/测温时的大气压P。)。解：(1) 0.2;(2)理论上：封闭气体近似作等容变化所以P

15、/T=CP/CT = xA T = k( k为常数)。而实际数据确实得到x/ T = 0.2 cm/K，说明汞柱高x随实际温度T均匀变化，因此将0 C和100 C两条刻度线之间进行100等分，取该等分将 B管画上均匀刻度线的做法是正确的。(3)Po -25.8 _ Po -20.4 273-27 273 -0P0= 75cmHg(4)偏小Po -XT刻测二 C=T刻测+Po - PoC29. (2oi2届虹口二模)如图所示，为一气体温度计的结构示意图。储有一定质量理想气体 的测温泡P通过细管与水银压强计左臂 A相连，压强计右管 B和C与大气相通。移动右管 B可调节其水银面的高度，从而保证泡内气

16、体体积不变。当测温泡P浸在冰水混合物中，大气压强相当于76cm高水银柱所产生的压强时，压强计左右两管的水银面恰好都位于刻度尺 的零刻度处。(1 )使用这种温度计，其刻度是 均匀的；(选填“均匀”、 “不均匀”)(2) 刻度为7.6cm处所对应的温度为_27.3_C；(3) 当大气压强增大到 78cmHg时，将测温泡 P浸在冰水混合物中，调节右管同时移动刻度尺，使压强计左右两管的水银面恰 好都位于刻度尺的零刻度处，但不改变其刻度，则测量值大于_真实值(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若从刻度上读 出温度变化1C,则实际温度变化 _o.974_C。29. （2013届静安一模）如图甲是某金属材

17、料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，图中Ro表示该电阻在0C 时的电阻值，已知图线的斜率为k。若用该电阻与电池（电动势为E、内阻为r）、理想电流表 A、滑动变 阻器R串联起来，连接成如图乙所示的电路。用该电 阻做测温探头，把电流表A的电流刻度改为相应的温甲RRr乙度刻度，就得到了一个简单的金属电阻温度计”。（1 ）根据图甲，温度为 t （t0 C）时电阻R的大小为_ Ro+ k t _。（2）在标识 金属电阻温度计”的温度刻度时，需要弄清所测温度和电流的对应关系。请用E、Ro、R（滑动变阻器接入电路的阻值）、k等物理量表示待测温度 t与电流I的关系式1 E（3 ）如果某次测量时，指针正好指在

18、温度刻度的_15 C （填 大于”、小于”或 等于”）。10C至U 20 C的正中央，则测量值小于24 （6分）如图甲是某金属材料制成的电址嗨魁氏温度变化的图象.图中局表示该电咀在0*0时的电阻值己知图线的斜率hk .若用该电阻与电 池（电功势为乐内阻为人理想电流表滑动变阻器 疋串联起来.逹接成如图乙所示的电路.用该电限做测 温採头.把电漩表A的电流刻度改为相应的温度刻度.甲乙就得到f 一个简单的“金届电阻温度计=根摇图甲，温疫为r时电阻用的大小为局十的_。仁）在标识“金属电阻隘度计”的温度刻厦时，需要弄淸所测温復和电流的对应黄系请用&、滑动变陌器接入电路的阻值人匕等物理51表示诗测温度与电流

19、，的关余式十&十k七Q/ t- _ 的如果某次测时母针正好指化血温度刻度的io匸到20匸的正中央侧测社 小于isrt填“大于臨“小于”或“等干”人ft.4 厂一FHoR二 Rr工二耳（却）工工=（rQ尸十R七亍習吐中映（忧流RJ套扑偽4$ 许*卜.t =古（R r Ro）29. （2013届宝山一模）如图所示，是一个多用表欧姆档内部电路示意图，电流表（量程00.5mA，内阻100 Q）,电池电动势 E=1.5V，内阻r=0.1 0变阻器Ro阻值为0500Q。（1）欧姆表的工作原理是利用了闭合电路欧姆定律。调零时使电流表指针满偏，则此时欧姆表的总内阻（包括电流表内阻、电池内阻和变阻器R0的阻值）

20、是 _3000_0。（2 ）若表内电池用旧，电源电动势变小，内阻变大，但仍可调零。调零 后测电阻时，欧姆表的总内阻将变小测得的电阻值将偏 _大_。（填“大”或“小”）（3）若上述欧姆表的刻度值是按电源电动势1.5V时刻度的，当电动势下降到1.2V时，测得某电阻是4000,这个电阻真实值是 _320_0。尹分如图所示.是一个务用表欧姆档内部电路示意图电流表内 Z 阻10DQ）电池电动E-L5V.内阻变阻器咼阻值为0-500 0,（1）欧姆表的工柞原理是利用了 闭合电路験姆 定律*调零时使电流表指针满馆，则此 时欧姆表的总内阻（包括电流表内阻*电池内阻和变阻器局的粗 值是3W Q,（2）若表内电池

21、用旧，电源电动势变小内阻变大，但仍可调零.调零后测电阻时.欧姆表的总内阻将变小，测得的电阻值将偏_ 扎 （填大或出小T n上述欧姆表的刻度值是按电源电劫势L5V时刻度的.当电动势 下降到1.2时，测得某电阻是40QQ*这个电阻真实值是_32Q_ 山 Iq-今（甲）29. （2013届杨浦一模）在用电压表和电流表测电池的 电动势和内电阻的实验中：ACD （1）在用图（甲）所示的电路时，由于两电表不 是理想电表，电压表的分流作用造成电流表的测量误 差.图（乙）所示的U-I图像中有两条直线 AB和AB , 其中一条是根据实测数据画出的图线，另一条是用理 想电压表和电流表进行本实验得到的图线，由图可知

22、（A）AB是根据实测数据画出的图线（B）AB是根据实测数据画出的图线（C）路端电压U越大，通过电压表的电流越大（D）由于电压表的分流作用，使电池电动势和内电阻的测量值都小于真值（2）如果要首先保证电池电动势测量值更准确，电压表和电流表在本实验中又应该怎样连 接？（在左下框中画出电路图）请参照上述方法在（在右下框中画出U-I图像）U-I图像中画两条直线，并指出其中哪 一条是根据实测数据画出的图线，哪一条是用理想电压表和电流表进行本实验得到的图线.其中 AB 是根据实测数据画出的图线，（1分）_AB是用理想电压表和电流表进行本实验得到的图线.（1分）2鼻（10分在用电压表和电流表测电池的电动势 和

23、内电阻的实验中：ACD在用图甲）所示的电路时，由于两电表不是理想电表，电压表的分流作用造成电流表的测跋误 差.图（乙）所示的UJE像中有两条直纨AR和加缶 其中一爲是很摇实桃数据画出的图线，另f条是用理 想电压表和电流表进行本实验得到的图线由图可知U= 亦 洌由于电压我的分流作用使电池电动势和内电朋壮粧都小于査血Q）如果要首先保证电池电动势测危值更准确*电压表和电流表在本实验中又应该怎样连 接？（在左下眶中画出电路图）请参照上述方法住（在右下框中画出（7J图像）U寸图像中画两条直线，并垢出艮中哪 条是根聒实测数据画出的图线，哪一条是用理想电压表和电流表进行本实验得到的图线+ 其中U是根据实测数据丽出的图线，1分）_AB_是用理想电压表和电流衷进行本实验得到的图线.“分）29. (2012届杨浦一模)实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联测量实际 电流表G内阻Rg的电路如图所示.所用电流表G的满偏电流Ig为200 A,内阻Rg估计在400600 Q之间.按右图测定电流表 G的内阻Rg,需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下:(A) 滑动变阻器(阻值范围0200 Q)(B) 滑动变阻器(阻值范围0175 Q)(C) 电阻箱(阻值范围0999 Q)(D) 电阻箱(阻值范围099999 Q)(E)