热门试卷

I．已知弹簧振子做简谐运动时的周期公式为T=2π，

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______，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______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______．

（2）圆盘匀速转动时的周期是______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______

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．

（1）某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示）．实验的主要过程如下：

a．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系xOy，在白纸上画一条线段 AO表示入射光线．

b．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边aa′与Ox轴重合．

c．用一束平行于纸面的激光从y＞0区域沿y轴负方向射向玻璃砖，并沿x轴方向调整玻璃砖的位置，使这束激光从玻璃砖底面射出后，仍沿y轴负方向传播．

d．在AO线段上竖直地插上两枚大头针P1、P2．

e．在坐标系的y＜0的区域内竖直地插上大头针P3，并使得从P3一侧向玻璃砖方向看去，P3能同时挡住观察P1和P2的视线．

f．移开玻璃砖，作OP3连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与OP3连线的交点为C．确定出B点到x轴、y轴的距离分别为x1、y1、，C点到x轴、y轴的距离分别为x2、y2．

①根据上述所确定出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为n=______．

②若实验中该同学在y＜0的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到P1、P2，其原因可能是：______．

（2）在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的主要操作步骤如下：

a．取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O点；

b．在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离l；

c．拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度（约为5°），然后由静止释放小球；

d．用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t．

①用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为g=______；

②若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是______．（选填下列选项前的序号）

A．测量摆长时，把摆线的长度当成了摆长

B．摆线上端未牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆线越摆越长

C．测量周期时，误将摆球（n-1）次全振动的时间t记为了n次全振动的时间，并由计算式T=t/n求得周期

D．摆球的质量过大

③在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后，为了减小实验误差，他决定用图象法处理数据，并通过改变摆长，测得了多组摆长l和对应的周期T，并用这些数据作出T2-l图象如图甲所示．若图线的斜率为k，则重力加速度的测量值g=______．

④这位同学查阅资料得知，单摆在最大摆角θ较大时周期公式可近似表述为T=2（1+sin2）．为了用图象法验证单摆周期T和最大摆角θ的关系，他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线．根据周期公式可知，图乙中的纵轴表示的是______，图线延长后与横轴交点的横坐标为______．

在做用单摆测当地重力加速度的试验中，某同学组装好单摆后，单摆自然悬垂．用毫米刻度尺测出悬点到摆球的最低端的距离L=0.9880m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则摆球的直径为______mm，单摆摆长为______m；为减小实验误差，该同学在测量摆球振动周期时应从摆球经过______（填“最低点”或“最高点”）位置时开始计时．

某同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中：

（1）为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最______（填“高”或“低”）点的位置时开始计时并计数1次，且用秒表测得经过该位置n次的时间为t，则单摆的周期为______．

（2）用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图1所示，悬挂点在刻度尺的0mm处，从图中可知单摆的摆长L为______ m．

（3）为了寻找单摆周期与摆长的关系，在实验中要改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的T与L的数据，以L为横坐标，T为纵坐标得如图2所示图象．据此你猜测L与T可能有的关系是摆长L与______（填、T或T 2）成正比，要证实你的猜测，你应该以摆长L为横坐标，以它（你选定的、T或T 2）为纵坐标作出图象；如果你作出的图象是______，那么你的猜测成立．

（4）下表是“探究单摆周期与摆长的关系”实验的有关数据．

①利用上面的数据，在坐标图（图3）中作出L-T 2图象．

②根据图象可知，当地的重力加速度g=______m/s2．

在“用单摆测定重力加速度”的实验中

（1）除用铁夹、铁架台、游标卡尺、带中心孔的金属小球和细线这些器材外，还需要用到的测量仪器有：______．

（2）本实验中，如下哪些措施是必要的______．

A．测周期时，单摆的摆角应大于10°

B．测周期时，应取摆球通过最低点处计时并测量摆球全振动30～50次的时间

C．装置单摆时，摆线应尽可能长些，摆球应选密度大而体积小的小球，且用夹板夹紧摆线

D．要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动

E．测摆长时，为了测量方便，应将单摆放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O的长度作为摆长，然后将单摆从O点吊起．

（3）如果在实验中误将摆线长度当成了摆长，那么通过公式直接计算出的重力加速度将______（“偏大”、“偏小”）；如果在实验中，误将振动29次的时间计成了30次的时间，那么所测重力加速度将______（“偏大”、“偏小”）；如果在实验开始计时，秒表过早按下，那么所测重力加速度将______（“偏大”、“偏小”）．

（4）增大单摆简谐振动周期的方法是______

A．只加大摆长

B．只加大摆角

C．只加大摆球质量

D．将单摆由北京移至赤道

（5）某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量不同摆长情况下单摆的振动周期，并以L为横坐标，T2为纵坐标，做出了T2-L图线，如图所示，由此图线可知重力加速度为______．（结果保留三位有效数字）