- 用单摆测定重力加速度
- 共36题
某同学“用单摆测定重力加速度”实验,用一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球。实验步骤如下:
A.将石块用细尼龙线系好,结点为N,将尼龙线的上端固定于O点;
B.用刻度尺测量ON间尼龙线的长度l作为摆长;
C.将石块拉开一个角度α (α<5°),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=t/30得出周期;
E.改变ON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,代入公式求出重力加速度g。
你认为该同学以上实验步骤中存在错误或不当的步骤是___________。(只填写相应的步骤字母即可)
正确答案
BDF
解析
略
知识点
(1)某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表。
①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg,图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是 。(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)
a.记下R2的阻值
b.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度
c.闭合S2,调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d.闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
②如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500Ω,则Rg的阻值大小为 ;(填写字母代号)
A. 250Ω
B. 500Ω
C. 750Ω
D. 1000Ω
③为把此电流表G改装成量程为2.0V的电压表,应选一个阻值为 Ω的电阻与此电流表串联。
(2)甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。
①甲组同学采用图甲所示的实验装置。
A.为比较准确地测量出当地重力加速度的数值,除秒表外,在下列器材中,还应该选用 ;(用器材前的字母表示)
a.长度接近1m的细绳
b. 长度为30cm左右的细绳
c.直径为1.8cm的塑料球
d.直径为1.8cm的铁球
e.最小刻度为1cm的米尺
f.最小刻度为1mm的米尺
B.该组同学先测出悬点到小球球心的距离L,然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式g= 。(用所测物理量表示)
C.在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值 。(选填“偏大”、“偏小”或 “不变”)
② 乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器,如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动,速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系,如图丙所示的v-t图线。
A.由图丙可知,该单摆的周期T= s;
B.更换摆线长度后,多次测量,根据实验数据,利用计算机作出T2-L(周期平方-摆长)图线,并根据图线拟合得到方程T2=4.04L+0.035。由此可以得出当地的重力加速度g= m/s2。(取π2=9.86,结果保留3位有效数字)
正确答案
见解析。
解析
(1))
①bda
②B
③9500
(2)
① A.adf
B.
C.偏小
② A.2.0
B.9.76
知识点
(1)根据单摆周期公式 ,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。
①用游标卡尺测量小钢球直径,读数如图所示,读数为 m。
②以下是实验过程中的一些做法和判断,其中正确的有_______。
a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且可适当长一些,摆球尽量选择质量大些、体积小些的
b.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
c.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△t,则单摆周期
d.当摆球振动稳定后,从摆球过平衡位置开始计时并同时记为1,以后每过最低点记数一次,记数50次所用的时间为t,则
(2)如图所示,OBCD为半圆柱体玻璃的横截面,OD为直径,一束由红光和紫光组成的复色光沿AO方向从真空斜射入玻璃,B.C点为两单色光的射出点(设光线在B.C处未发生全反射)。已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为t。
①若OB.OC两束单色光在真空中的波长分别为λB.λC,试比较λB.λC的大小。
②求从C点射出的单色光由O到C的传播时间tC。
正确答案
(1)1.040×10-1;ac
(2)①λB<λC;②t
解析
(2)①红光的折射率小,频率小,波长大。进入玻璃后红光偏折少,故光为红光,
故λB<λC
②如图,作界面的法线
,设圆柱体的直径为
,入射角为θ,折射角分别为θB.θC,连结OB、OC。
由折射定律得
故
已知(1分) 所以
即
知识点
“利用单摆测重力加速度”的实验如图甲,实验时使摆球在垂直于纸面的平面内摆动,在摆球运动最低点的左右两侧分别放置一激光光源、光敏电阻(光照时电阻比较小)与某一自动记录仪相连,用刻度尺测量细绳的悬点到球的顶端距离当作摆长,分别测出L1和L2时,该仪器显示的光敏电阻的阻值R随时间t变化的图线分别如图乙、丙所示。
(1)根据图线可知,当摆长为L1时,单摆的周期T1为_____ ,当摆长为L2时,单摆的周期T2为 ____________ 。
(2)请用测得的物理量(L1、 L2 、T1 和T2),写出当地的重力加速度g= ________ 。
正确答案
(1)2t1 2t2
(2)
解析
略
知识点
(1)利用单摆测量某地的重力加速度,现测得摆球质量为m,摆长为L,通过传感器测出摆球运动时位移随时间变化的规律为.则该单摆的振动周期T= ,该处的重力加速度g= ;若减小振幅A,则周期 (选填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)半径为R的玻璃半圆柱体,横截面如图所示,圆心为O.两条平行单色红光沿截面射向圆柱面,方向与底面垂直.光线1的入射点A为圆柱面的顶点,光线 2的入射点B,∠AOB=60,已知该玻璃对红光的折射率n =.求:
①两条光线经柱面和底面折射后出射光线的交点与O点的距离d;
②若入射的是单色蓝光,则距离d将比上面求得的结果大还是小?(定性分析,不需要计算,画出光路图)
正确答案
见解析
解析
(1) ;
; 不变
(2)①光线l直接从O点透射,方向垂直于底面.
光级2入射角为60°,折射率,根据折射定律
解得折射角为:r=30°
由几何关系可知,在底面处发生再次折射时,入射角为30°,有光路可逆, 可得折射角为60°.
在底面上,折射点距离O点:
透射光线的交点到O点的距离为:
②根据,蓝光比红光的折射率大,则蓝光2在底面上的透射点距离O点近,即x小.
再由
可以判断蓝光的d较小.
知识点
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