• 編輯整理:中書院

例题精讲 · 第 00893 题 · 自编示意 ω=10.0 rad/s 的液面方程两路反解

以一组自编示意旋转液体两半径处的液面高度为材料,由 h(r)=h₀+ω²r²/(2g) 反解重力加速度与中心高度,并用两条路径互验;角速度、半径与读数均为自编示意。

00893题号全 1000 篇 · 第 第149轮 / 第149册 轮
方向物理·实验六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

例题精讲 · 物理实验

一、考点定位与做题顺序

匀速旋转液体的液面满足 h(r)=h₀+ω²r²/(2g)。两半径作差可消掉未知的中心高度 h₀,直接反解 g,这就是两点法的价值。 本讲用一组自编示意读数,把半径平方差、高度差、g 与 h₀ 串成两路可回代的链,并明确示意 g 不取 9.8。

二、逐题精讲

题1

自编示意 ω=10.0 rad/s,r₁=0.0400 m 处液面高 h₁=0.0200 m,r₂=0.0800 m 处 h₂=0.0600 m。求 Δ(r²)、Δh 与重力加速度 g。

解析

Δ(r²)=r₂²−r₁²=0.0800²−0.0400²=0.0064−0.0016=0.0048 m²;Δh=h₂−h₁=0.0600−0.0200=0.0400 m。 由 h₂−h₁=ω²(r₂²−r₁²)/(2g) 得 g=ω²Δ(r²)/(2Δh)=100×0.0048/(2×0.0400)=0.48/0.08=6.00 m/s²。本题为自编示意体系,g 不取 9.80,正文与答案都按 6.00 使用。

答案 Δ(r²)=0.0048 m²,Δh=0.0400 m,g=6.00 m/s²(示意)。

采分点 两个差值各 2 分;两点法列式 3 分;g 计算 2 分;示意口径说明 1 分。

易错点 直接用 h₁=ω²r₁²/(2g) 会漏掉 h₀,把 g 算成 4.00;把 Δ(r²) 写成 (r₂−r₁)²=0.0016 是常见代数错。

题2

求中心高度 h₀ 与抛物线系数,并用两条路径互验中心高度。

解析

h₀=h₁−ω²r₁²/(2g)=0.0200−100×0.0016/(2×6.00)=0.0200−0.1600/12=0.006667 m。 独立路径用 r₂:h₀=h₂−ω²r₂²/(2g)=0.0600−100×0.0064/12=0.0600−0.053333=0.006667 m,两路闭合。抛物线系数 ω²/(2g)=100/12=8.333333 m⁻¹,也等于 Δh/Δ(r²)=0.0400/0.0048=8.333333,第三条路径仍一致。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):半径平方差(两半径平方作差)= 0.0048;高度差(两处液面高度之差)= 0.04;角速度平方(示意角速度自乘)= 100;重力加速度(两点法反解示意 g)= 6;中心高度(由 r₁ 处高度回代中心高度)= 0.006667;抛物线系数(ω²/(2g) 与 Δh/Δ(r²) 两路)= 8.333333

答案 h₀≈0.006667 m,系数 8.333333 m⁻¹,三路闭合。

采分点 r₁ 路径 3 分;r₂ 路径 3 分;系数两路 2 分;闭合说明 2 分。

易错点 把系数写成 0.04/0.0016=25(用了 (r₂−r₁)²)会与两条高度路径同时矛盾,是报警信号。

三、规律小结与对照表

量主路径独立路径数值
Δ(r²)0.0800²−0.0400²0.0064−0.00160.0048 m²
Δh0.0600−0.02000.040.0400 m
ω²10.0²100100
gω²Δ(r²)/(2Δh)0.48/0.086.00 m/s²
h₀(r₁ 路径)h₁−ω²r₁²/(2g)0.0200−0.1600/120.006667 m
抛物线系数ω²/(2g)Δh/Δ(r²)8.333333 m⁻¹

两点法作差消掉中心高度,是旋转液面反解 g 的关键;再用两个半径分别回代 h₀ 能立刻发现 Δ(r²) 写错。本讲角速度、半径与读数均为自编示意,g=6.00 不代表真实重力加速度。

四、自测清单

  • Δ(r²) 是否为平方差而非差平方
  • Δh 是否为两高度之差
  • 是否用两点法消去 h₀
  • g 是否按 ω²Δ(r²)/(2Δh)
  • 是否注明示意 g 不取 9.80
  • 中心高度两路是否闭合
  • 抛物线系数两路是否一致
  • 是否识别 25 这个报警值

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):半径平方差 = 0.0048;高度差 = 0.04;角速度平方 = 100;重力加速度 = 6;中心高度 = 0.006667;抛物线系数 = 8.333333。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理旋转液面抛物面的两点法;圆锥摆测 g、复摆测 g、单摆摆角修正与静水称重另属相邻板块,不在此重复出同一离心势模型。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(物理):复摆测 g、霍尔元件对称换向、迈克耳孙条纹吞吐、电容放电测高阻、旋转液面抛物面、双棱镜测波长相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(物理科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

本页资料整理自公开渠道,力求准确但不作任何保证,仅供参考不构成升学建议,最终以官方公告为准。因使用本站信息所致损失,本站概不负责。

版权、发布、转载及免责 细则
例题精讲目录
旋转液面抛物面测 g:两点高度差与中心高度回代
已读 0 / 31 题
全部 1000 题 →
祖国大陆高校面向 华侨、香港、澳门、台湾 地区招生信息