【題目】用單擺測定重力加速度的實驗裝置如下圖所示。
(1)組裝單擺時,應在下列器材中選用__________(選填選項前的字母)。
A.長度為1 m左右的細線
B.長度為30 cm左右的細線
C.直徑為1.8 cm的塑料球
D.直徑為1.8 cm的鐵球
(2)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t,則重力加速度g=_______(用L、n、t表示)。
(3)下表是某同學記錄的乙組實驗數(shù)據(jù),并做了部分計算處理。
組次 | 1 | 2 | 3 |
擺長L/cm | 80.00 | 90.00 | 100.00 |
50次全振動所用的時間t/s | 90.0 | 95.5 | 100.5 |
振動周期T/s | 1.80 | 1.91 | |
重力加速度g/(ms-2) | 9.74 | 9.73 |
請計算出第3組實驗中的T=________s,g=___________。
(4)用多組實驗數(shù)據(jù)做出圖像,也可以求出重力加速度g,已知三位同學做出的圖線的示意圖如下圖中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過原點,圖線b對應的g值最接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹。則相對于圖線b,下列分析正確的是_________(選填選項前的字母)。
A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L
B.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次
C.圖線c對應的g值小于圖線b
(5)某同學在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖,制成一個單擺,如下圖所示,由于家里只有一根量程為30 cm的刻度尺,于是他在細線上的A點做了一個標記,使得懸點O到A點間的細線長度小于刻度尺量程。保持該標記以下的細線長度不變,通過改變O、A間細線長度以改變擺長。實驗中,當O、A間細線的長度分別為和時,測得相應單擺的周期為、。由此可得重力加速度g=__________(用、、、表示)。
【答案】AD 2.01 9.76(9.76~9.77) B
【解析】
根據(jù)實驗原理,擺長需要在1m左右,小球需要體積較小的實心金屬小球;根據(jù)單擺的周期公式進行推導各類物理量。
(1)[1]在用單擺測定重力加速度的實驗基本條件是擺線長度遠大于小球直徑,小球的密度越大越好;故擺線應選取長約1 m左右的不可伸縮的細線,擺球應選取體積小而質(zhì)量大的鐵球,以減小實驗誤差,故選AD;
(2)[2]次全振動的時間為,則振動周期為:
根據(jù)單擺周期公式:
可推出;
(3)[3]50次全振動的時間為100.5 s,則振動周期為:
[4]代入公式求得:
;
(4)[5]根據(jù)單擺的周期公式,可以推導出:
可知圖像的斜率,b曲線為正確的圖像。斜率越小,對應的重力加速度越大,選項C錯誤。在圖像中圖線與縱軸正半軸相交表示計算擺長偏小,如漏加小球半徑,與縱軸負半軸相交表示擺長偏大,選項A錯誤;若誤將49次全振動記為50次,則周期測量值偏小,值測量值偏大,對應的圖像斜率偏小,故B選項正確。
(5)[6]設A到鐵鎖重心的距離為,則第一次的實際擺長為,第二次的實際擺長為,由周期公式:
聯(lián)立消去,解得。
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【題目】某多用表歐姆擋刻度示意圖如圖所示,用來測量兩個電阻,約,約,下面提供了一系列可能的操作,請合理選擇各項操作,正確順序為: ______
A.將開關旋鈕置于歐姆擋
B.將并關旋鈕置于歐姆擋
C.將開關旋鈕置于歐姆擋
D.將開關旋鈕置于歐姆擋
E.將開關旋鈕置于交流電壓
F.將兩表筆分別接到兩端,讀出的值后即斷開
G.將兩表筆分別接到兩端,讀出的值后即斷開
H.兩表筆短接,調(diào)整調(diào)零電阻,使指針指在刻度上后即斷開
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【題目】如圖(a)所示,在光滑水平面上用恒力F拉質(zhì)量為1kg的單匝均勻正方形銅線框,邊長為1m,在1位置以速度v0=3m/s進入勻強磁場時開始計時,此時線框中感應電動勢為1V,在t=3s時線框到達2位置開始離開勻強磁場。此過程中線框的v—t圖象如圖(b)所示,那么( )
A.t=0時,線框右側(cè)邊兩端M、N間的電壓為0.25V
B.恒力F的大小為0.5N
C.線框完全離開磁場的瞬間的速度大小為2m/s
D.線框從位置1到位置3過程中產(chǎn)生焦耳熱為6J
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【題目】關于黑洞和暗物質(zhì)(暗物質(zhì)被稱為“世紀之謎”.它“霸占”了宇宙95%的地盤,卻摸不到看不著)的問題,以下說法正確的是(黑洞臨界半徑公式取為c=,c為光速,G為萬有引力常量,M為黑洞質(zhì)量
A. 如果地球成為黑洞的話,那么它的臨界半徑為r=R(R為地球的半徑,v為第二宇宙速度)
B. 如果太陽成為黑洞,那么燦爛的陽光依然存在,只是太陽光到地球的時間變得更長
C. 有兩顆星球(質(zhì)量分別為M1和M2)的距離為L,不考慮周圍其他星球的影響,由牛頓運動定律計算所得的周期為T,由于宇宙充滿均勻的暗物質(zhì),所以觀察測量所得的周期比T大
D. 有兩顆星球甲和乙(質(zhì)量分別為M1和M2)的距離為L,不考慮周圍其他星球的影響,它們運動的周期為T,如果其中甲的質(zhì)量減小Δm而乙的質(zhì)量增大Δm,距離L不變,那么它們的周期依然為T
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【題目】如圖所示,在y>0的空間中存在勻強電場,場強沿y軸負方向;在y<0的空間中,存在勻強磁場,磁場方向垂直xy平面(紙面)向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子,經(jīng)過y軸上y=h處的點P1時速率為v0,方向沿x軸正方向;然后,經(jīng)過x軸上x=2h處的P2點進入磁場,并經(jīng)過y軸上y=處的P3點。不計重力。求:
⑴電場強度的大小。
⑵粒子到達P2時速度的大小和方向。
⑶磁感應強度的大小。
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【題目】如圖所示,變阻器的最大阻值為,定值電阻,,當電鍵S閉合,變阻器的滑片在中點位置時,電源消耗的總功率為,并聯(lián)部分(燈、、)消耗功率為,此時電燈正常發(fā)光,求:
(1)此時電路中的總電流I和電源電壓U;
(2)電燈的阻值;(設阻值恒定不變);
(3)當電鍵S斷開時,要使電燈仍正常發(fā)光,則變阻器的阻值應為多少?
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【題目】⑴在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中,兩位同學用游標卡尺測量小球的直徑如圖甲、乙所示.測量方法正確的是__________(選填“甲”或“乙”).
⑵實驗時,若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動,為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù),在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻.如甲圖所示.光敏電阻與某一自動記錄儀相連,該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t變化圖線如圖乙所示,則該單擺的振動周期為 .若保持懸點到小球頂點的繩長不變,改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進行實驗,則該單擺的周期將_________(填“變大”、“不變”或“變小”),圖乙中的Δt將_________(填“變大”、“不變”或“變小”).
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【題目】如圖(a),某同學設計了測量鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)的實驗。所用器材有:鐵架臺、長木板、鐵塊、米尺、電磁打點計時器、頻率50Hz的交流電源,紙帶等;卮鹣铝袉栴}:
(1)鐵塊與木板間動摩擦因數(shù)μ=______(用木板與水平面的夾角θ、重力加速度g和鐵塊下滑的加速度a表示)
(2)某次實驗時,調(diào)整木板與水平面的夾角θ=30°。接通電源。開啟打點計時器,釋放鐵塊,鐵塊從靜止開始沿木板滑下。多次重復后選擇點跡清晰的一條紙帶,如圖(b)所示。圖中的點為計數(shù)點(每兩個相鄰的計數(shù)點間還有4個點未畫出)。重力加速度為9.8 m/s2?梢杂嬎愠鲨F塊與木板間的動摩擦因數(shù)為_____________(結(jié)果保留2位小數(shù))。
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