- 用单摆测定重力加速度
- 共36题
在“利用单摆测重力加速度”的实验中。
（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到____________。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于____________。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为____________（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。
（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT-lgL图线为____________（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g=____________。
正确答案
（1）数据采集器；
最低点，或平衡位置；
（2）直线
解析
根据
知识点
某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后，为进一步探究，将单摆的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期
(1)由实验数据得出图B.所示的拟合直线，图中纵轴表示_______ .
(2) Ic的国际单位为_______，由拟合直线得到Ic的值为_______(保留到小数点后二位);
(3)若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值 _______。(选填:“偏大”、“偏小”或“不变")
正确答案
(1)T2r (2) kg·m2； 0.17 (3)不变
解析
（1）根据复摆的周期公式：
知识点
（1）（6分）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的试验中：
①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为______cm。
②小组成员在试验过程中有如下说法，其中正确的是______。（填选项前的字母）
A. 把单摆从平衡位置拉开30º的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B. 测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t/100
C. 用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D. 选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
（2）（12分）某同学在探究规格为“6V，3W”的小电珠伏安特性曲线实验中：
①在小电珠接入电路前，使用多用电表直接测量小电珠的电阻，则应将选择开关旋至____档进行测量。（填选项前的字母）
A. 直流电压10V
B. 直流电流5mA
C. 欧姆× 100
D. 欧姆× 1
②该同学采用图甲所示的电路进行测量。图中R为滑动变阻器（阻值范围0~20Ω，额定电流1.0A），L为待测小电珠，V为电压表（量程6V，内阻20kΩ），A为电流表（量程0.6A，内阻1Ω），E为电源（电动势8V，内阻不计），S为开关。
Ⅰ，在实验过程中，开关S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于最____端（填“左”或“右”）
Ⅱ，在实验过程中，已知各元器件均无故障，但闭和开关S后，无论如何调节滑片P，电压表和电流表的示数总是调不到零，其原因是_____点至_____点的导线没有连接好；（图甲中的黑色小圆点表示接线点，并用数字标记，空格中请填写图甲中的数字，如“2点至3点”的导线）
Ⅲ，该同学描绘出小电珠的伏安特性曲线示意图如图乙所示，则小电珠的电阻值随工作电压的增大而______。（填“不变”、“增大”或“减小”）
正确答案
（1）①0.97（0.96、0.98均可）；②C
（2）①D；②Ⅰ，左；Ⅱ， 1 点至 5 点（或 5 点至 1 点）；Ⅲ，增大
解析
（1）①主尺刻度加游标尺刻度的总和等于最后读数，0.9 cm+
（2）①根据电珠的规格标称值可算出其正常工作时的电阻为12 Ω，测电阻选欧姆挡并选×1挡。
②开关闭合前，应保证灯泡电压不能太大，要有实验安全意识，调滑片在最左端使灯泡电压从零开始实验。电表示数总调不到零，是由于电源总是对电表供电，滑动变阻器串联在了电路中，1点和5点间没有接好，连成了限流式接法，这也是限流式与分压式接法的最显著区别。伏安特性曲线的斜率表示电阻的倒数，所以随着电压的增大，曲线斜率减小，电阻增大。
知识点
Ⅰ.根据单摆周期公式
（1）用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm。
（2） 以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。
a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些
b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的
c.为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
d.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔
e.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间
Ⅱ.（1）在测定一根粗细均匀合金丝电阻率的实验中，利用螺旋测微器测定合金丝直径的过程如图所示，校零时的读数为________ mm，合金丝的直径为_______mm。
（2）为了精确测量合金丝的电阻Rx,设计出如图Ⅰ所示的实验电路图，按照该电路图完成图2中的实物电路连接。
Ⅲ.根据闭合电路欧姆定律，用图1所示电路可以测定电池的电动势和内电阻。图中R0两端的对应电压U12,对所得的实验数据进行处理，就可以实现测量目的。根据实验数据在
（1）图2中电阻为 
（2）在坐标纸上画出
（3）图线的斜率是 
正确答案
Ⅰ（1）18.6mm；（2）abe
Ⅱ（1） 0.007mm；0.640mm （2）如图
Ⅲ（1）R=80.0Ω点偏离太远，应为错误点，剔除（2）斜直线（3）
解析
Ⅰ（1）游标卡尺的读数：
（2）abe摆线要选择细些可减小阻力；伸缩性小些的，保证摆长不变；并且尽可能长一些，在合适的振幅下，摆角小。
Ⅱ（1）螺旋测微器读数：0mm+0.01mm×0.7=0.007mm;0.5mm+0.01mm×14.7=0.647mm;合金丝的直径的d=0.647mm-0.007mm=0.640mm
（2）
Ⅲ 在画出的直线上取两个点，求斜率即可
知识点
9.（1）如图所示，在光滑水平面的左侧固定一竖直挡板，A球在水平面上静止放置，B球向左运动与A球发生正碰，B球碰撞前、后的速率之比为3:1,A球垂直撞向挡板，碰后原速率返回，两球刚好不发生第二次碰撞，AB两球的质量之比为__________，AB碰撞前、后两球总动能之比为_______________
（2）某同学利用单摆测量重力加速度
①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是__________
A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大
②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆，实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期
（3）用电流表和电压表测定由三节干电池串联组成的电池组（电动势约为4.5V，内电阻约为1Ω）的电动势和内电阻，除了待测电池组，电建，导线外，还有下列器材供选用；
A.电流表：量程0.6A，内电阻约为1Ω
B.电流表：量程3A，内电阻约为0.2Ω
C.电压表：量程3V，内电阻约为30kΩ
D.电压表：量程6V，内电阻约为60kΩ
E.滑动变阻器：0-1000Ω，额定电流0.5A
F.滑动变阻器：0-20Ω，额定电流2A
①为了使测量结果尽量准确，电流表应选用_______,电压表选用_______，滑动变阻器选用_______（均填仪器的字母代号）
②右图为正确选择仪器后，连好的部分电路，为了使测量误差尽量小，还需要在电路中用导线将_______和_______相连、_______和_______相连、_______和_______相连（均填仪器上接线柱的字母代号）
③实验时发现电流表坏了，于是不再使用电流表，剩余仪器中仅用电阻箱替换掉滑动变阻器，重新连接电路，仍能完成实验，实验中读出几组电阻箱的阻值R和对应电压表的示数U；用图像法处理采集到数据，为在直角坐标系中得到的函数图像是一条直线，则可以_______为纵坐标，以_______为横坐标
正确答案
（1）4:1 9:5
（2）①BC ②
（3）① A D F ②ad cg fh
③ 
解析
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知识点
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