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例题精讲 · 第 00971 题 · 自编示意筒高与外径读数的体积与两种相对偏差口径两路互验

以自编示意筒高与外径读数的体积与两种相对偏差口径两路互验为材料,圆筒体积 V = πd²h/4;d 的幂次是 2,故它的相对读差要乘 2。题给参数与数据均为自编示意,不对应任何真题数据;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。

00971题号全 1000 篇 · 第 第162轮 / 第162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;不使用他人现成题目;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

圆筒体积 V = πd²h/4;d 的幂次是 2,故它的相对读差要乘 2。 本讲把「方和根合成」与「按上下限实算体积」两条路径并列,两种口径分别登记。

二、逐题精讲

题1

自编示意:游标卡尺测得外径 d = 2.000 厘米、高 h = 5.000 厘米,单次读数限差 Δd = Δh = 0.002 厘米。求体积 V,并分别给出方和根相对不确定度与上限线性相对偏差。

解析

V = πd²h/4 = 3.14159×4.000×5.000/4 = 15.707963 立方厘米。 方和根口径:u/V = √((2Δd/d)² + (Δh/h)²) = 0.00204,即 0.203961%。 上限线性口径另按 d、h 同时取上限实算,见题 2。

答案 V = 15.707963 立方厘米;方和根相对不确定度 0.00204(0.203961%)。

采分点 体积公式 3 分;d 的幂次 2 分;方和根合成 3 分;两口径区分 2 分。

易错点 把 d 的相对项只算一次(漏乘 2),或把两种口径混成同一个数,都会错。

题2

用「方和根合成」与「按上下限实算体积」两条独立路径分别给出相对偏差,并说明两路为何不相等。

解析

路径一:√((2×0.002/2.000)²+(0.002/5.000)²) = 0.00204。 路径二:d 与 h 同取上限时体积 15.745691 立方厘米,与中心值差 0.037727 立方厘米,相对偏差 0.002402。 两路口径不同:方和根把两项读差视为独立不确定度按平方合成,上下限则把两项同向取最大再线性叠加,故 0.002402 大于 0.00204 属预期;分别登记,不抹平、不改题给读数。 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):体积(圆筒体积)= 15.707963;方和根相对不确定度(独立不确定度平方合成)= 0.00204;相对百分数(换成百分数)= 0.203961;上限体积(按上限实算)= 15.745691;体积差(上限减中心)= 0.037727;上限线性偏差(两路相对偏差)= 0.002402

答案 方和根 0.00204,上限线性偏差 0.002402;上限体积 15.745691 立方厘米。

采分点 两条路径各 3 分;口径差异理由 2 分;回代闭合 2 分。

易错点 为了凑一致去改读数,或把上限体积与中心值之差直接当方和根结果,都是抹平。

三、规律小结与对照表

量主路径独立路径结果
体积πd²h/43.14159×4×5/415.707963
方和根相对不确定度幂次平方和开方按数值回代0.00204
相对百分数u/V×1000.00204×1000.203961
上限体积按上限 d 与 h 算中心值乘比值15.745691
体积差上限减中心按比值回代0.037727
上限线性偏差体积差除以中心值比值减一0.002402

间接量先写清各直接量的幂次与口径,再让两路各自闭合;读数与限差均为自编示意,不代表真实仪器指标。

四、自测清单

  • 体积公式是否用 d²
  • d 的相对项是否乘 2
  • 是否用方和根合成
  • 两路是否分别报出
  • 是否说明两路口径不同
  • 是否避免改题给读数
  • 是否避免把两路平均
  • 是否注明示意读数

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):体积 = 15.707963;方和根相对不确定度 = 0.00204;相对百分数 = 0.203961;上限体积 = 15.745691;体积差 = 0.037727;上限线性偏差 = 0.002402。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

本讲只处理两项直接量的两种偏差口径;光杠杆放大、螺旋测微器读数、三线摆与静水称重另属相邻板块,不在此重复计数。

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):按课程标准与联招常见考点范围的相关单元
  • 《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)
  • 本篇具体考点:物理科:长度测量、间接量的不确定度传播与有效数字相关实验章节。
  • 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;不使用他人现成题目;采分点为教研整理,非官方评分标准

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