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例題精講 · 第 00635 題 · 只用一個點定標,靈敏度就無從校準

以自編示意溫度傳感器冰點/沸點兩點定標為材料,現算靈敏度、25.0℃ 預期輸出、實測反算溫度與誤用理論靈敏度的結果,訓練線性內插,並回代。

00635題號全 1000 篇 · 第 第106輪 / 第106冊 輪
方向物理·實驗六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 物理實驗

一、考點定位與做題順序

線性傳感器要兩個點才能定標:一個零點定截距,一個跨度點定斜率(靈敏度)。只給零點而把靈敏度當成「理論值」,等於把校準省掉了;實測一偏,整條溫度軸就歪。

自編示意:冰點 0.0℃ 輸出 0.00 mV,沸點 100.0℃ 輸出 40.00 mV;在 25.0℃ 時實測 10.40 mV。器件與讀數均為自編示意,不代表真實測量記錄。

二、逐題精講

題1

題1 求靈敏度 k、25.0℃ 的預期輸出,以及由實測 10.40 mV 反算的溫度與偏差。

解析

k = (U₁ − U₀)/(T₁ − T₀) = (40.00 − 0.00)/(100.0 − 0.0) = 0.400 mV/℃。

25.0℃ 預期輸出 U = U₀ + k·T = 0.00 + 0.400×25.0 = 10.00 mV。實測 10.40 mV 反算 T = (U − U₀)/k = 10.40/0.400 = 26.0℃,比真值 25.0℃ 偏 +1.0℃。

回代核驗:26.0×0.400 = 10.40 mV = 實測 10.40 mV。偏差 1.0℃ 對應輸出差 0.40 mV,除以 0.400 得 1.0℃,閉合。

答案 k=0.400 mV/℃;預期 10.00 mV;實測反算 26.0℃,偏 +1.0℃

採分點 兩點定標 2 分;k 值 2 分;預期輸出 1 分;反算與偏差 2 分;回代 1 分

易錯點 只用一個點定斜率;把偏差說成隨機誤差

題2

題2 若誤把靈敏度當成理論值 0.500 mV/℃(只認零點),會把 10.40 mV 算成多少度?

解析

誤套 k_th = 0.500:T′ = U/k_th = 10.40/0.500 = 20.8℃,與正確反算 26.0℃ 差 5.2℃。這不是隨機波動,是把斜率定錯帶來的系統偏差。

兩點定標的作用就在這裡:40.00 mV 那個沸點點把 k 從「以為的 0.500」校正成「實測的 0.400」。少了它,零點再準也沒用。回代核驗:0.500×100.0 = 50.0 mV ≠ 沸點實測 40.00 mV,說明理論靈敏度與兩點標定不自洽。

另一種偏差口徑:按理論靈敏度,25.0℃ 應輸出 12.50 mV 而非實測 10.40 mV,差 2.10 mV。兩個說法是同一斜率錯誤的兩面,交付時寫明用哪一個分母,不混著報。

答案 誤套理論 k 得 20.8℃,與正確 26.0℃ 差 5.2℃;沸點回代不自洽

採分點 誤算 T′ 2 分;兩點定標作用 2 分;沸點不自洽 2 分;兩種口徑辨析 1 分;回代 1 分

易錯點 把系統偏差說成讀數波動;說成「零點沒校準」

三、規律小結與對照表

量兩點定標誤用理論 k說明
靈敏度0.4000.500mV/℃
沸點輸出40.0050.0不自洽
25℃ 輸出10.0012.50mV
反算溫度26.020.8℃

小結:零點定截距、跨度點定斜率,兩點缺一不可。本例 k=0.400 mV/℃,實測 10.40 mV 反算 26.0℃;誤用理論 k 得 20.8℃。讀數均為自編示意。

四、自測清單

  • 知道線性傳感器需要兩點定標
  • 會由兩點求靈敏度
  • 會用線性內插求預期輸出
  • 能由實測輸出反算溫度
  • 能識別誤用理論靈敏度的系統偏差
  • 能回代沸點輸出檢驗自洽
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(物理):運動學測量、光的干涉、牛頓定律、傳感器、電路與聲學相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(物理科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招物理·傳感器兩點定標:零點之外還要一個跨度點
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