事业单位 | 实验设计题目答案及解析

稿件来源：高途

事业单位 | 实验设计题目答案及解析如下，仅供参考！

实验设计

【实验目的】

用拉脱法测量室温下水的表面张力系数；

学习约利秤的使用方法。

约利秤、金属框及线、砝码、玻璃皿、温度计、游标卡尺、蒸馏水

如图1，在一金属框P中间拉一金属细线ab，。将框及细线浸入水中后慢慢地将其拉出水面，在细线下面将带起一水膜，当水膜将被拉直时，水面对水膜有竖直向下的作用力，这个力就是液体表面张力的体现，这个力的大小满足：

（1）

比例系数称为液体的表面张力系数。

对框、细线ab和水膜，由平衡条件有：

（2）

式中是竖直向上的拉力，是框和细线所受的浮力，是框和细线的重力。是细线ab的直径，它等于膜的厚度，是水膜的高度，是水的密度，是重力加速度。

由（1）（2）式，可得：

（3）

本实验用约利秤测出（）的大小，再用（3）式计算出表面张力系数。

（1）如图2，将劲度系数大约为0.2～0.3N·m的弹簧挂在约利秤上，依次在弹簧秤下端挂上1、2、3、4、5、6个砝码（每个砝码个数为0.50g），利用约利秤上的游标V测出弹簧的相应的伸长量。根据测得的数据计算出弹簧的劲度系数；

（2）扭动E，轻轻向上拉起弹簧直到水膜破坏为止，读出游标V处B柱之值；

（3）在弹簧下端挂上金属框P；

（4）扭动E使金属框P下降，直到P上的横丝ab刚要和玻璃皿H中的水面接触，从主柱上的游标V读出B柱上的刻度值；

（5）用一细长金属杆代替弹簧，按照相同的步骤做拉断水膜的操作，这时的两次读数分别为，。重复多次，测出，的平均值，；

（6）旋转S使H中水面上升到横丝ab处（ab和水面刚好相平）；

（7）重复若干次，计算出、的平均值、；

（8）测量ab的长度及直径：

（9）计算水的表面张力系数及不确定度。注明实验时的水温。

的量纲是（）。

","

[["B"]]

本题考查物理实验。

量纲是用来描述物理量在不同物理量系统中的基本性质和单位的表达方式，它揭示了物理量与其他基本量（如质量M、长度L、时间T等）之间的关系，而不涉及具体数值。量纲可以帮助我们理解和分析物理量之间的相互关系，并检验公式是否在数学和物理上合理。

根据公式，其中l、d、h的单位均为m，密度p的单位为kg/m3，重力加速的g的单位为N/kg。则ldhpg的单位为:，那么分子的单位为N，因此的单位为N/m。‌力的量纲表示为质量M、长度L和时间T的乘积的负二次方，即_。长度的量纲表示为L。因此，水的表面张力系数的量纲为。

注：本题也可不用计算的单位，因为只有单位相同的物理量才能相减，可直接得出分子的单位为N。

故本题选B。

图b是水与空气分界面的一部分，MN是假想的线段，若线段长为，水的表面张力系数为，则关于液面1对液面2的之间的作用力正确的是（）。

","

[["C"]]

本题考查物理实验。

题干实验中，由于液膜有前后两个气液相界面，那就有两个表面张力的作用，故题干实验中。而在图b中只存在一个“表面”，也就只有一个表面张力的作用，则有。

故本题选C。

实验步骤（2）～（7）最合理的顺序是（）。

（3）（4）（6）（2）（7）（5）

","

（5）（3）（4）（6）（2）（7）

","

（3）（6）（4）（2）（7）（5）

","

（3）（6）（5）（4）（7）（2）

[["A"]]

本题考查物理实验。

在测得弹簧的劲度系数后，即可正式开始在弹簧上挂上金属框P开始拉脱法，故步骤（3）紧跟着步骤（2）之后，排除B项；根据约利秤的使用方法，要先扭动E控制金属框P升降，使约利秤上“三线合一”以确保约利秤读数的准确，然后在利用平台调节螺丝S进行微调，来调整金属框P与玻璃皿H的相对位置（使ab和水面刚好相平），因此步骤（4）在步骤（6）之前，排除CD项。

将A项代入验证，实验步骤与拉脱法实验原理吻合。

故本题选A。

下列与实验相关的表述不正确的是（）。

实验中需要保持H中水的温度不变

","

液体表面张力系数大小与液体的种类无关

","

重复测量、L若干次，计算出平均值，目的是为了减小偶然误差

","

实验步骤1中测弹簧的劲度系数时，为了减小误差，可用逐差法处理教据

[["B"]]

本题考查物理实验。

A项正确，比例系数是液体的表面张力系数，它与液体本身的物理性质有关，实验要求测量室温下的水表面张力系数，因此整个实验过程中需要保持H中水的温度不变，避免因水温变化导致比例系数发生变化。

B项错误，不同的液体表面张力不同，是由于它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子力，分子间作用力越大。即使是同一种液体，也会因温度、压力、相性界面不同而导致表面张力不同。

C项正确，偶然误差是由各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。如：读数误差、作图误差、测量时视线对的不准、数格法算面积时所数的方格数等。该误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大偏小的概率相同。因此可通过多次测量取平均值来减小偶然误差。

D项正确，逐差法是为提高实验数据的利用率，减小了随机误差的影响，另外也可减小实验中仪器误差分量，因此是一种常用的数据处理方法。逐差法是针对自变量等量变化，因变量也做等量变化时，所测得有序数据等间隔相减后取其逐差平均值得到的结果。弹簧劲度系数。实验中依次挂上6个相同的砝码，故mg始终保持不变，每次挂上砝码后用约利秤依次测得读数为、、、、、，则，利用逐差法处理数据，这样将所测得有序数据等间隔相减后取其逐差平均值得到的结果，可以有效减小误差。