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例題精講 · 第 00935 題 · 自編示意 1.000 米杆升溫 80.0 開的兩路伸長回代

以自編示意金屬桿線膨脹與光槓杆讀數放大為材料,由伸長量求線膨脹係數、鏡面偏角與標尺讀數差,用兩條獨立路徑互驗;參數均為自編示意。

00935題號全 1000 篇 · 第 第156輪 / 第156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

線膨脹係數 α = ΔL/(L0ΔT);光槓杆把鏡面小轉角放大成標尺讀數差,放大倍數 2D/b。 本講把兩條讀數差路徑並列,順便檢查毫米與米的換算是否一致。

二、逐題精講

題1

自編示意金屬桿原長 1.000 米,升溫 80.0 開後伸長 1.20 毫米;光槓杆鏡面到標尺距離 D = 1.500 米,後足到前足距離 b = 5.00 釐米。求 α、放大倍數、鏡面偏角與標尺讀數差。

解析

ΔL = 1.20 毫米 = 0.00120 米,α = 0.00120/(1.000×80.0) = 0.000015 每開。 放大倍數 2D/b = 2×1.500/0.0500 = 60;鏡面偏角 θ = ΔL/b = 0.00120/0.0500 = 0.024 弧度。 標尺讀數差 = 2D×θ = 0.072 米,即 72.0 毫米。

答案 α = 0.000015 每開;放大 60 倍;θ = 0.024 弧度;讀數差 0.072 米。

採分點 單位換算 2 分;α 2 分;放大倍數 2 分;偏角 2 分;讀數差 2 分。

易錯點 把 b = 5.00 釐米當成 5.00 米,放大倍數會縮小一百倍。

題2

用「2Dθ」與「放大倍數乘 ΔL」兩條獨立路徑重算標尺讀數差,並說明兩路為何一致。

解析

路徑一:讀數差 = 2D×ΔL/b = 2×1.500×0.00120/0.0500 = 0.072 米。 路徑二:放大倍數 60 乘 ΔL = 0.00120 米,得 0.072 米。 兩路一致是因為 2D/b 正是把 ΔL 折算成讀數差的係數;θ = ΔL/b 只是中間量。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):線膨脹係數(由伸長量反解)= 0.000015;放大倍數(2D 除以 b)= 60;鏡面偏角(ΔL 除以 b)= 0.024;標尺讀數差(兩路讀數差)= 0.072;放大路徑核驗(放大倍數乘伸長量)= 0.072;伸長量回代(由 α 回代 ΔL)= 0.0012

答案 兩路均為 0.072 米;α = 0.000015 每開。

採分點 兩條路徑各 3 分;一致性理由 2 分;α 回代 2 分。

易錯點 把讀數差寫成 ΔL 本身,等於完全丟掉光槓杆的放大作用。

三、規律小結與對照表

量主路徑獨立路徑結果
線膨脹係數0.00120/(1.000*80.0)1.5e-50.000015
放大倍數2*1.500/0.05006060
鏡面偏角0.00120/0.05000.0240.024
標尺讀數差2*1.500*0.02460*0.001200.072
α 回代1.5e-5*1.000*80.00.001200.0012

光槓杆讀數差先把 b、D 統一成米,再讓 2Dθ 與放大倍數兩路閉合;杆長與溫升均為自編示意,不代表真實材料常數。

四、自測清單

  • ΔL 是否換成米
  • b 是否換成米
  • α 是否為 ΔL/(L0ΔT)
  • 放大倍數是否為 2D/b
  • θ 是否為 ΔL/b
  • 兩路讀數差是否相等
  • α 是否回代得 ΔL
  • 是否避免把偏角當讀數差

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):線膨脹係數 = 0.000015;放大倍數 = 60;鏡面偏角 = 0.024;標尺讀數差 = 0.072;放大路徑核驗 = 0.072;伸長量回代 = 0.0012。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理線膨脹與光槓杆的靜態放大;楊氏模量光槓杆法、讀數顯微鏡視差、復擺測 g 與旋轉液麵另屬相鄰板塊,不在此重複計數。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

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):衝擊電流計測電量、LC 振盪反解電感、理想變壓器變比、阻尼振動對數減縮、等傾圓環與線膨脹光槓杆相關章節
  • 《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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