解析:本题考查灵活测量重力加速度的方法.精确度不高时用重力公式可知:.精确度要求较高时用单摆周期公式可得: 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

精英家教网在“用单摆测量重力加速度”的实验中,某同学进行了如下测量:
①用刻度尺测出摆线长为l;
②用游标卡尺测出摆球的直径为d;
③用天平测出摆球质量为m;
④用秒表测出单摆n次全振动所花时间为t;
(1)上述测量中哪一项是测量是不需要的,
 
(填写标号)
(2)若测量摆球直径的读数情况如图,则摆球直径的测量值为d=
 
㎜.
(3)如果该同学根据测量的数据所算出的重力加速度的值总是偏小,可能是下列哪些原因造成的?
 

A.计算时将l+d作为摆长
B.计算时认为摆长就是l
C.误将n-1次全振动动记为n次全振动
D.误将n+1次全振动记为n次全振动.

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(1)通常游标卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三种规格.其中50分度的总长是
49
49
mm,准确度是
0.02
0.02
mm;某同学用50分度游标卡尺测量某个长度L时,观察到游标尺上最后一个刻度刚好与主尺上的6.2cm刻度线对齐,则被测量长度L=
1.300
1.300
cm.有一种新式游标卡尺,它的刻度与传统的游标卡尺明显不同.新式游标卡尺的刻线看起来很“稀疏”,使得读数显得清晰明了,便于使用者正确读取数据.新式游标卡尺也有相应的三种,但刻度却是:19mm等分成10份,39mm等分成20份,99mm等分成50份,以“39mm等分成20份”的新式游标卡尺为例,它的准确度是
0.05
0.05
 mm.
(2)测重力加速度的方法很多,下面是其中的两位同学所使用的测量方法.一位同学用如图所示的装置测定重力加速度:
①打出的纸带如图所示,实验时纸带的
端通过夹子和重物相连接.(选填“甲”或“乙”)
②纸带上1至9各点为计时点,由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为
9.4
9.4
m/s2(保留两位有效数字).
③若当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因
纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力
纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力

另一位同学利用水滴下落测定重力加速度:
调节水龙头,让水一滴一滴地流出,在水龙头的正下方放一盘子,调节盘子的高度,使一个水滴碰到盘子时恰好有另一水滴从水龙头开始下落,而空中还有一个正在下落中的水滴,测出水龙头到盘子间距离为h(m),再用秒表测时间,以第一个水滴离开水龙头开始计时,到第N个水滴落在盘中,共用时间为t(s),则第一个水滴到达盘子时,第二个水滴离开水龙头的距离是
h
4
h
4
(m),重力加速度g=
(N+1)2h
2t2
(N+1)2h
2t2
(m/s2).

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我们学习了“用单摆测定重力加速度”,其实测定重力加速度的方法还很多,比如下面就是一宇航员到达某一星球后,做的一个测定该星球表面重力加速度的实验:取一根细线穿过光滑的细直管,细线一端拴一质量为m的砝码,另一端连接在一固定的测力计上,手握细直管抡动砝码,使它在竖直平面内做完整的圆周运动,停止抡动细直管,砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动,如图,此时观察测力计得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为△F,则由测量结果可得该星球表面重力加速度g=
△F
6m
△F
6m
,若已知星球半径R,则星球质量为
△FR2
6mG
△FR2
6mG
(已知万有引力常量为G)

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精英家教网(1)在测量重力加速度的实验中,有位同学用一根细线和一质量分布均关的小球制成单摆.其已测得此单摆20个周期的时间t,悬点到小球顶端的线长为L,还需要测量的物理量有
 
.将g用测得的物理量表示,可得g=
 

(2)某电压表的内阻在20kΩ~50kΩ之间,现要测量其内阻,实验室提供下列器材:
A.待测电压表V(量程3V) B.电流表A1(量程0.6mA) C.电流表A2(量程200μA)
D.电流表A3(量程0.6A)  E.电压表V1(量程4V)    F.电压表V2(量程3V)
G.滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)H.电源E(电动势4V)I.开关S,导线若干
提供的器标中,要完成此实验,应选用
 
(填写字母代号).
②为了尽量减少测量误差,要求测量多组数据,请你在图所示的框内画出符合实验要求的实验电路图.

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(1)用游标卡尺测量某一物体的宽度情况如图(甲)所示,其读数为
 
mm;
用螺旋测微器测某一物体的长度情况如图(乙)所示,其读数为
 
cm.
(2)某组同学想通过单摆实验测出当地的重力加速度.他们拟通过改变摆长测出对应的周期,精英家教网
得到若干组周期和摆长的数据;然后建立直角坐标系,以周期平方T2为纵坐标、摆长L为横坐标作出T2-L图线.在计算重力加速度时,一位同学认为应该从上述实验数据中取出一组周期和摆长的值,利用单摆周期公式,求出重力加速度.另一位同学认为既然作出了图线,就应该利用图线求重力加速度.经分析可知图线的斜率k=
4π2
g
,则只需用量角器量出图线与横轴的夹角α,算出斜率k=tanα,然后用公式g=
4π2
k
算出重力加速度对两位同学计算重力加速度的方法作出评价,如果合理请说出理由.如果存在问题请指出,并给出你认为合理的计算方法.

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一、选择题

1.解析:两球在最低点相碰撞后分开,有三种可能发生的情况:(1)两球以不同的速度同向运动;(2)两球以不同的速度反向运动;(3)一球静止一球运动。但是无论是何种形式的情况,由于两摆球的摆线一样长,由单摆的周期公式可知,其振动周期相同。上述三种情况下摆球都是经过半个周期时间到达最低点发生第二次碰撞。正确答案是CD。

2.解析:弹簧振子的振动周期有自身结构决定与最大形变量无关,由此可知A选项正确。

3.解析:货物在竖直方向上振动时,在最高点时,加速度方向竖直向下,且最大,货物处于失重状态,对底板的压力最小;在最低点时,加速度方向竖直向上,且最大,货物处于超重状态,对底板的压力最大。由图可知,在时,货物处于最高点,对车厢底板的压力最小;在时,货物处于最低点,对车厢底板的压力最大。所以C选项正确。

4.解析:由图可以看出,A波的波长:

B波的波长:

由波的周期性及题意可得:  TA=nTB   (n=1、2、3……)

所以:       (n=1、2、3……)

当n=1时,C正确;当n=4时,B正确;当n=6时,A正确.。因此该题正确答案是ABC。

5.解析:由波动图像可知波长λ=4m

(1)若波沿x轴正方向传播:Δx=(n +1/4)λ=(4n+1)m      n=1、2、3……

波速=(4n+1)m/s       波速可能值为1 m/s,5 m/s,9 m/s,13 m/s……

(2)若波沿x轴负方向传播

Δx=(n +3/4)λ=(4n+3)m    n=1、2、3……    波速=(4n+3)m/s   

波速可能值为3 m/s,7 m/s,11m/s,15 m/s……

由此可知波速不可能为10m/s,该题应选D 。

6.解析:碰撞后由可知,摆长不变周期不变,碰撞过程动量守恒结合可得,选项D对。

7.解析:由图像可知T=4s,A=2cm,若波沿x轴正向传播,则二者间距为,若波沿x轴负向传播,则二者间距为,所以波长为4cm只是波沿x轴正向传播的一种可能,所以BC对。

8.解析:由图像可知 而波的频率由波源决定与介质无关 故,由故v1=2v2,所以选项C正确。

9.解析:两个相干波源形成的干涉图样是稳定的,加强区永远是加强区减弱区永远是减弱区(a、b处永远是加强区,c永远是减弱区),加强区部分(如图中的a、b两点)的质点是振动的幅度加大而不会永远是波峰与波峰相遇。减弱区部分(图中c点)振动的振动的幅度减小有两列波的振幅相同时,减弱区才会出现叠加后合振幅为零,选项CD对。

10.解析:由题意 跟据波形平移法,波峰“移”至Q点时,经过的路程是0.9m。v=10m./s所需时间为0.9s。从-1处质点的起振方向可知波源的起振方向为向下,0.9s之后P点处于波谷,故选ABD。

二、填空和实验题

11.解析: 测摆长时是从悬点到球心的距离,若用粗绳,粗绳质量不能忽略,则摆长无法测定,故选B ,铅球密度大,摆动中阻力的影响相对小些,摆长的测定也相对准确,故选D. 计时使用秒表方便,故选F.测长度应准确到mm ,故选C ,本实验中不需测质量,但必须将小球悬挂,故选I 。答案  B、D、F、C、I    

12.解析: A. 要用卡尺测摆球直径d ,摆长l等于摆线长加上d/2 . B. 周期T = t /29.5,  C.g应多测量几次,然后取g的平均值作为实验的最后结果.

13.解析:在t1=0.5 s时,质点P恰好此后第二次处于波峰位置,P质点,Q点t=0时刻振动方向向下,所以t2=0.6s时,质点Q第二次通过平衡位置向上振动。t1=0.9 s时质点P位处波峰故位移为2cm。答案 0.6   2

14.答案: 8   0.2     0    10    -8

三、计算题

15.解析:⑴A=0.1 m                

                                     

 

 

 

 

16.解析: (1) A=15cm, =40cm, T=20s, f=0.05Hz  

(2) 向右。=2cm/s.    

(3)

17.解析:(1)有题意可知,t1=0时波形应为下图中的实线所示,而t2=0.1s时图线为下图中的虚线所示。若波由B向C传播,由平移法(将实线波形向右平移即为虚线波形)可知,结合可得 其中 同理,若波C向B传播,由平移法[实线波形向左平移即为虚线波形]知,结合可得其中

(2)只要预知波的传播方向就能确定质点的振动方向,因此带入的表达式在的表达式中得到,n有整数解,故波是从B向C传播的此时,,C质点经平衡位置向下振动。

 

 

 

 


同步练习册答案