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题型:简答题
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简答题

在“测定重力加速度”的实验中,某同学用一根细线和一均质小球制成单摆,他已经测得此单摆n个周期的时间为t,从悬挂点到小球顶端的线长为L,还需要测量的物理量为______,将g用测量量表示,可得g=______

正确答案

解析

解:单摆摆长为悬点到球心间距,故还需要测量小球的直径D;

单摆周期为:

根据单摆周期公式T=,有:,整理得到:g=

故答案为:小球的直径D,

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题型:简答题
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简答题

在”用单摆测重力加速度”的实验中:某学生在测量摆长时,只量了悬线的长度L当作摆长,而没有加上摆球的半径,通过改变悬线L长度而测出对应的摆动周期T,再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图象,如图1所示,发现图象2为不过原点的一条直线,且由实验数据可知直线的斜率为k,

(1)重力加速度为______(用字母表示),

(2)图象的横轴截距的物理意义是______

正确答案

解析

解:(1)据单摆的振动周期公式T=2得:,据题知:K=,所以g=

(2)T2与L的图象,应为过原点的直线,但图象中没有过原点;且实验中该学生在测量摆长时,只量了悬线的长度L当作摆长,而没有加上摆球的半径,据此可知横轴截距应为球的半径.

故答案为:;小球的半径.

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题型:简答题
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简答题

在“利用单摆测重力加速度”的实验中.

(1)以下的做法中正确的是______

A.测量摆长的方法:用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长

B.测量周期时,从小球到达最大振幅位置开始计时,摆球完成50次全振动时,及时截止,然后求出完成一次全振动的时间

C.要保证单摆自始自终在同一竖直面内摆动;

D.单摆振动时,应注意使它的偏角开始时不能小于10°;

(2)如表是另一同学在实验中获得的有关数据

①利用上述数据,在坐标图中描出L-T2图象

②利用图象,求出的重力加速度为g=______m/s2

(3)实验中,如果摆球密度不均匀,无法确定重心位置,一位同学设计了一个巧妙的方法不计摆球的半径.具体作法如下:第一次量得悬线长L1,测得振动周期为T1;第二次量得悬线长L2,测得振动周期为T2,由此可推得重力加速度为g=______

正确答案

解析

解:(1)A、测量摆长的方法:用刻度尺量出从悬点到摆球球心的距离.故A错误.

B、测量周期时,选取平衡位置作为计时起点与终止点,因为摆球通过平衡位置时速度最大,相等的距离误差时,引起的时间误差较小,测量的周期精确.故B错误.

C、要保证单摆在同一竖直面内摆动,不能形成圆锥摆.故C正确.

D、单摆摆动时,对摆角的大小有要求,摆角的大小不超过5°.故D错误.

故选:C

(2)①在坐标图中描出L-T2图象如图.

②单摆的周期公式T=2π,得 L=

所以图象的斜率 K=

由图知K==0.25,则:g=4Kπ2=9.86m/s2

(3)设摆球的重心到线和球的连接点的长度为x,由单摆周期公式:

  T1=2π

  T2=2π

解得:g=

故答案为:(1)C;(2)①图略;②9.86;(3)

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题型:简答题
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简答题

在“用单摆测定重力加速度”的实验中,将一单摆装置竖直悬于某一深度为h(未知)且开口向下的固定小简中(单摆的下部分露于筒外),如图甲所示.将悬线拉离平衡位置一个小角度(摆角θ<5°)后由静止释放,且单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁.如果本实验的长度测量工具只能测出筒下端口到摆球球心之间的距离L通过改变L而测出对应的摆动周期T,作出T2-L图象,利用图象处理有关实验数据.

(1)如图乙所示,该实验图象应该是a、b、c的______

(2)由图象可知,小筒的深度h=______cm:当地重力加速度g=______m/s2.(其中g值保留三位有效数字,取π=3.14.)

正确答案

解析

解:(1)根据单摆的周期公式得,T=,解得,从表达式可知,图线正确的是a.

(2)由图乙所示a的图线可知,当T=0时,对应的位置是-30cm.可知小筒的深度为30cm.

图线的斜率:k==,解得:g≈9.86m/s2

故答案为:(1)a,(2)30,9.86.

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题型:简答题
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简答题

(1)某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长L为97.50cm,(如图甲)利用游标卡尺测得摆球直径D为______cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间t(如图乙),秒表所示读数为______s,则该摆摆长表达式为______

(2)为提高实验精度,该同学在实验中改变摆长l并测出相应的周期T,得出一组对应的l与T的数据如表所示.

请你帮助该同学以l为横坐标,T2为纵坐标将所得数据在图丙所示的坐标系中作出图线,并根据图线求得重力加速度g=______m/s2 (π2取10,结果 取3位有效数字).

(3)(单选题)如果他测得的g值偏小,可能的原因是______

A.测摆线长时摆线拉得过紧

B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了

C.开始计时,秒表过迟按下

D.实验中误将49次全振动数为50次.

正确答案

解析

解:(1)据游标卡尺可知,游标的第10个小格对齐,所以读数为:1.1cm+0.05×10mm=11.50cm.

小表盘表针超过了半刻线,故:t=60s+39.8s=99.8s.

单摆的摆长为:L=l线+

(2)根据表中实验数据,应用描点法作图,T2-l图象如下图所示;由单摆周期公式T=2π可得,

T2=

由此可知T2与L成正比,因此T2-L图象斜率k=,由图象可知,图象斜率k=4s2/m,

则重力加速度g==m/s2≈9.86m/s2

(3)据单摆的周期公式可得:g=

A、测摆线时摆线拉得过紧,则摆长的测量量偏大,则测得的重力加速度偏大.故A错误.

B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,而测得的摆长偏小,则测得重力加速度偏小.故B正确.

C、开始计时,秒表过迟按下,测得单摆的周期偏小,则测得的重力加速度偏大.故C错误.

D、实验中误将49次全振动数为50次.测得周期偏小,则测得的重力加速度偏大.故D错误.

故选:B.

故答案为:(1)1.150;99.8;L+;(2)如图所示;9.86;(3)B.

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题型:填空题
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填空题

利朋单摆测重力加速度的实验中,如测出摆线长为L,小球直径为D,n次全振动的时间为t,则当地的重力加速度g______(用以上字母表示),为了减小测量周期的误差,应在______位置开始计时和结束计时.在周期和摆长中,______ 的测量误差对整个实验结果影响较大.

正确答案

=

平衡

周期

解析

解:由题意,单摆的周期为T=.单摆的摆长l=L+.由单摆的周期公式T=2π得:

g==

由于摆球经过平衡位置时,速度最大,在相同视觉距离误差上,引起的时间误差最小,测量周期比较准确.所以为了减小测量周期的误差,应在平衡位置开始计时和结束计时,根据公式,可知周期的测量误差对整个实验结果影响较大.

故答案为:,平衡,周期

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题型:填空题
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填空题

某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块大小为3cm左右,外形不规则的大理石块代替小球(如图).他设计的实验步骤是:

A.将石块用细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点

B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长

C.将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放

D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=得出周期

E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验,记下相应的L和T

F.求出多次实验中测得的L和T的平均值作为计算时使用的数据,带入公式g=(2L求出重力加速度g.

(1)你认为该同学以上实验步骤中有错误或操作方法不当的是______

(2)该同学用OM的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?

(3)因石块重心不便确定,另一个同学设计了一个巧妙的方法,可以避免上述误差.第一次测得悬线长为L1,测得振动周期T1;第二次改变悬线长度为L2,并测得此时振动周期T2.根据测量数据导出重力加速度的表达式为______

正确答案

BCDF

g=4π2

解析

解:(1)B、(摆长应从悬点到大理石块的质心);

C、拉开一个大约α=5°的角度,然后由静止释放;

D、(测量时间应从单摆摆到最低点开始);

F、(必须先分别求和各组L和T值对应的g,再取所求得的各个g的平均值)

故选:BCDF.

(2)根据g=,摆长偏短,所以测得的重力加速度偏小.

(3)设石块质心到M点的距离为x,通过周期公式T=2π

T1=2π

T2=2π

可解得g=4π2

故答案为:(1)BCDF;(2)偏小; (3)g=4π2

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题型:简答题
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简答题

某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块大小为3cm左右,外形不规则的大理石块代替小球.他设计的实验步骤是:

A.将石块用细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点

B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长

C.将石块拉开一个大约a=30°的角度,然后由静止释放

D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=得出周期

E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验,记下相应的L和T

F.求出多次实验中测得的平均值作为计算时使用的数据,带入公式求出重力加速度g.

(l)你认为该同学以上实验步骤中有重大错误的是?答:______

(2)该同学用OM的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小?______

(3)你认为用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难?答:______

正确答案

解析

解:(1)B(摆长应从悬点到大理石块的质心)、C(摆角太大,不能看作简谐运动)、D、(测量时间应从单摆摆到最低点开始)、F(必须先分别求和各组L和T值对应的g,再取所求得的各个g的平均值).

(2)由g=可知,摆长偏短,所以测得的重力加速度偏小.

(3)设两次实验中摆线长分别为L1、L2,对应的周期分别为T1、T2,石块质心到M点的距离为x,

由T1=2π,T2=2π,解得:g=

故本题答案为:(1)BCDF;(2)偏小;(3)如上所所述.

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题型:填空题
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填空题

(1)读出下列游标卡尺读数图1为______cm.

(2)某同学在做“利用单摆测重力加速度“实验中,先测得摆线长为97.50cm,球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示,则:

①该摆摆长为______cm,秒表所示读数为______s.

②如果他测得的g值偏小,可能的原因是______

A.测摆线长时摆线拉得过紧

B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了

C.开始计时时,秒表过迟按下

D.实验中误将49次全振动数为50次

③为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L与T的数据,再以L为横坐标,T2为纵坐标将所得数据点连成直线(如图3),并求得该直线的斜率为K,则重力加速度g=______(用K表示)

正确答案

1.07

98.50

99.8

B

解析

解:(1)游标卡尺,主尺读数为10mm,游标读数为0.1×7mm=0.7mm,所以最终读数为:

10+0.7mm=10.7mm=1.07cm.

(2)①单摆的摆长为:L=l线+=97.50cm+cm=98.50cm.

小表盘表针超过了半刻线,故:

秒表读数=某分钟+(大表盘示数+30)秒

秒表的示数为:t=60s+30s+9.8s=99.8s.

②根据T=得,g=

A、测摆长时摆线过紧,则测量的摆长偏大,所以测量的重力加速度偏大;故A错误.

B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,知测量的摆长偏小,则测量的重力加速度偏小.故B正确.

C、开始计时时,秒表过迟按下,测量的周期偏小,则测量的重力加速度偏大.故C错误.

D、实验中误将49次全振动计为50次,测量的周期偏小,则测量的重力加速度偏大.故D错误.

故选:B.

③由单摆周期表达式T=可得:T2=

故以l为横坐标、T2为纵坐标得到的图象的斜率为:k=

解得:g=

故答案为:(1)1.07;(2)①98.50;99.8; ②B;③

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题型: 多选题
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多选题

下列说法中正确的是(  )

A激光比自然光的相干性好

B紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度

C在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过最低点开始计时,以减小实验误差

D接收电磁波时首先要进行调频

正确答案

A,C

解析

解:A、激光比自然光的相干性好,A正确;

B、紫光的频率、折射率都大于红光,根据V=知紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度,B错误;

C、在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,测量单摆周期应该从小球经过最低点开始计时,以减小实验误差,C正确;

D、接收电磁波时首先要进行调谐.故D错误.

故选AC

下一知识点 : 外力作用下的振动
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