简谐运动 实验仪器:气垫弹簧振子.微型气源 教师操作:演示气垫弹簧振子的振动. 实验结论: ①滑块的运动是平动.可以看作质点. ②弹簧的质量远远小于滑块的质量.可以忽略不计. 明确:一个轻质弹簧连接一个质点.弹簧的另一端固定.就构成了一个弹簧振子. ③没有气垫时.阻力太大.振子不振动,有了气垫时.阻力很小.振子振动. 说明我们研究在没有阻力的理想条件下弹簧振子的运动. 教师操作:不给气垫供气.分析滑块在各处各量的值及变化. 实验结论: 振子的振动 A O O A′ A′ O O A 对O点位移的方向和大小变化 向右 减小 向左 增大 向左 减小 向右 增大 回复力的方向和大小变化 向左 减小 向右 增大 向右 减小 向左 增大 加速度的方向和大小变化 向左 减小 向右 增大 向右 减小 向左 增大 速度的方向和大小变化 向左 增大 向左 减小 向右 增大 向右 减小 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑,如都作答则按A、B两小题评分.)
12A、(选修模块3-3)
(1)下列叙述中正确的是
 

A、一定质量的气体压强越大,则分子的平均动能越大
B、分子间的距离r增大,分子间的作用力做负功,分子势能增大
C、达到热平衡的系统内部各处都具有相同的温度
D、悬浮在液体中的微粒越大,在某一瞬间撞击它的液体分子数越多,布朗运动越明显精英家教网
(2)若一定质量的理想气体分别按图所示的三种不同过程变化,其中表示等容变化的是
 
(填“a→b“、“b→c“或“c→d′’),该过程中气体
 
(填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”).
(3)已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/m3和2.1kg/m3,空气的摩尔质量为0.029kg/mol,阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1.若潜水员呼吸一次吸入2L空气,试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数.(结果保留一位有效数字)
B、(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
 

A、在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由绿光改为红光,则干涉条纹间距变宽
B、调谐是电磁波发射过程中的一步骤
C、两列水波发生干涉时,如果两列波的波峰在P点相遇,质点P的位移始终最大
D、超声仪器使用超声波而不用普通声波,是因为超声波不易发生衍射
(2)如图甲所示,现有一束白光从图示位置射向棱镜Ι,在足够大的光屏M上形成彩色光谱,下列说法中正确的是
 

精英家教网A、屏M自上而下分布的色光的波长由小到大
B、在各种色光中,红光通过棱镜时间最长
C、若入射白光绕入射点顺时针旋转,在屏M上最先消失的是紫光
D、若在棱镜Ι和屏M间放置与Ι完全相同的棱镜Ⅱ,相对面平行(如图乙所示),则在屏M上形成的是彩色光谱
(3)如图,质点O在垂直x轴方向上做简谐运动,形成了沿x轴正方向传播的横波.在t=0时刻质点O开始沿Y方向运动,经0.4s第一次形成图示波形,则求该简谐波波速和x=5m处的质点B在t=1.8s时间内通过的路程.
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C、(选修模块3-5)
(1)下列四幅图涉及到不同的物理知识,其中说法正确的是
 

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A、图甲:普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一
B、图乙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的
C、图丙:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D、图丁:根据电子束通过铝箔后的衍射图样,可以说明电子具有粒子性
(2)一点光源以功率P向外发出波长为λ的单色光,已知普朗克恒量为h,光速为c,则此光源每秒钟发出的光子数为
 
个,若某种金属逸出功为W,用此光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能为
 

(3)在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰,已知甲的质量为1kg,乙的质量为3kg,碰前碰后的位移时间图象如图所示,碰后乙的图象没画,则求碰后乙的速度,并在图上补上碰后乙的图象
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某同学设计了一个测量物体质量的装置,此装置放在水平桌面上,如图所示.其中P的上表面光滑,A是质量为M的带夹子的金属块,Q是待测质量的物体(可以被A上的夹子固定).精密的理论和实验均发现:在该装置中,弹簧振子做简谐运动的周期为T=2π
m
k
m是振子的总质量,k是与弹簧的劲度系数有关的未知常数.
①为了测定物体Q的质量,还需要利用下列四个仪器中的
A
A
即可:
A.秒表           B.刻度尺
C.交流电源       D.打点计时器
②根据上述信息和选定的实验器材,请你设计一个实验方案.那么,利用可测物理量和已知物理量,求得待测物体Q的质量的计算式为:mx=
T
2
2
-
T
2
1
T
2
1
M
T
2
2
-
T
2
1
T
2
1
M
;表达式中可测物理量字母代表的物理含义为:
T1为不放Q时测得的振动周期;T2为放Q后测得的振动周期
T1为不放Q时测得的振动周期;T2为放Q后测得的振动周期

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I.已知弹簧振子做简谐运动时的周期公式为T=2π
m
k

其中T是简谐运动的周期,k是轻质弹簧的劲度系数,m是
振子的质量,衡水市滏阳中学的同学以该公式为原理设计了测量轻质弹簧劲度系数k的实验装置(如图1所示),图中S是光滑水平面,L是轻质弹簧,Q是带夹子的金属盒;P是固定于盒上的遮光片,利用该装置和光电计时器能测量金属盒振动时的频率.
(1)为了进行多次实验,实验时应配备一定数量的
钩码
钩码
,将它们中的一个或几个放入金属盒内可改变振子的质量.
(2)通过实验该同学测得了振动频率f和振子质量m的多组实验数据,他想利用函数图象处理这些数据,若以振子质量m为直角坐标系的横坐标,则为了简便地绘制函数图象,较准确地求得k,应以
1
f2
1
f2
为直角坐标系的纵坐标.
(3)若在记录振子质量的数据时未将金属盒质量考虑在内,振动频率f的数据记录准确,则能否利用现有的这些数据结合上述图象,准确地求得轻质弹簧L的劲度系数k?若能,请写出求得k的推导过程及最后表达式.
II.(8分)衡水中学的同学们在实验室里熟悉各种仪器的使用.其中探究意识很强的一名同学将一条形磁铁放在转盘上,如图甲所示,磁铁可随转盘转动,另将一磁感强度传感器固定在转盘旁边,当转盘(及磁铁)转动时,引起磁感强度测量值周期性地变化,该变化与转盘转动的周期一致.经过操作,该同学在计算机上得到了如图乙所示的图象

(1)在图象记录的这段时间内,圆盘转动的快慢情况是
先快慢不变,后来越来越慢
先快慢不变,后来越来越慢

(2)圆盘匀速转动时的周期是
0.2
0.2
s.
(3)该同学猜测磁感强度传感器内有一线圈,当测得磁感强度最大时就是穿过线圈的磁通量最大时.按照这种猜测
AD
AD

A.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化.
B.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的方向发生了变化.
C.在t=0.1s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值.
D.在t=0.15s 时刻,线圈内产生的感应电流的大小达到了最大值.

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(1)用砂摆可以描绘简谐运动的图象,如图1所示,木板在水平面内以速度v做匀速直线运动,同时砂摆在竖直平面内做简谐运动,则砂摆中漏下的细沙在木板上形成振动图线,若已知砂摆的摆长L.当地的重力加速度g,要测出木板的速度v,还需要用刻度尺测量
 
的长度s,用上述量表示的木板速度的表达式为v=
 

(2)在利用打点计时器测定匀速直线运动加速度的实验中,某同学在打出的纸带上每5个打点取一个记数点,共取了7个记数点,测出每两个相邻记数点间的距离分别为S1、S2、S3…S6,然后他把纸带上S1、S2、S3…S6各段准确地剪开成6段,按图2那样贴在坐标纸上,彼此不留间隙也不重叠,纸带下端都准确地与横轴重合,S1的左边准确地与纵轴重合,横轴为时间,纵轴为速度.
①在图中作出该运动的v-t图线;
②说明如何利用作出的v-t图象求加速度a.
(3)在“用电压表和电流表测电池的电动势和内阻”的实验时,一般是不用新电池而用旧电池进行实验,其原因是:旧电池的内阻较大,而新电池的内阻很小,实验时,电压表的读数变化很小,从而影响测量值的精确性,如果要较为精确地测量一节新电池的内阻,可用以下给定的器材和一些导线来完成实验.
①在图3中用连线的方法将这些仪器连成电路.
②写出实验得出的新电池内阻r的表达式,并说明各字符的物理含义.

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(1)用如图甲所示实验装置演示单摆的振动图象,细沙从摆动的漏斗的底部均匀下落,纸板沿着跟摆动方向垂直的方向匀速移动,落在纸板上的沙排成粗细变化的一条曲线如图8乙,观察这条细沙曲线,找出其形态特征,并由此说明这个沙摆的摆动规律.(要求列出两条,为叙述方便,可在图上标注字母)
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①细沙曲线
 
,说明沙摆
 
;②细沙曲线
 
,说明沙摆
 

(2)但有两位同学分别使用同一套仪器观察单摆作简谐运动时的振动图象,已知两人实验时都未重新调整摆长,落在木板上的细砂形成的曲线如图8丙、丁所示.两曲线不同的原因是①
 
,②
 

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