- 用单摆测定重力加速度
- 共36题
某同学利用单摆测定重力加速度时,用秒表测量单摆的周期,当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=60时秒表的示数如图所示。
(1)该单摆的周期是T=_______________s 。
(2)(多选)测量结果与当地的重力加速度的真实值比较,发现偏大,可能原因是( )
A振幅偏小
B开始计时误记为n=1
C将摆线加上球直径当成了摆长
D在单摆未悬挂之前先测定其摆线的长度
(3)“重力勘探”是应用地球表面某处重力加速度的异常来寻找矿床。假设A处的正下方有一均匀分布且体积为V的球形矿床,如图所示,矿床的密度为n(n>1,为地球的平均密度),万有引力常量为G。由于矿床的存在,某同学在地球表面A处利用单摆装置测得的重力加速度为g,明显大于该区域正常情况下地球表面的重力加速度理论值g0。则根据上述数据可以推断出此矿床球心离A的距离r为_____________________。(请用题中已知的字母表示)。
正确答案
(1)2.25s
(2) B C
(3)
解析
略
知识点
用单摆测定重力加速度的实验中:
(1)(多选题)应选用下列器材中的 ()
A.半径1cm的木球
B.半径1cm的实心钢球
C.1m左右的细线
D.30cm左右的细线
E.秒表、三角板、米尺
(2)若在某次实验中,测得细线的长度为l、摆球直径为D、单摆完成N次全振动的时间为t,则利用上述量求重力加速度g的表达式为_____________。
正确答案
(1) BCE
(2)
解析
略
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。
①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t即为单摆周期T
②在《用单摆测重力加速度》的实验中,利用不同摆长(L)所对应的周期(T)进行数据处理时:某同学以摆长(L)为横坐标,周期的平方(T 2)为纵坐标作出T 2-L图线,若他算得图线的斜率为K,则测得的重力加速度g = 。(用K表示)
(2)为探究小灯泡的电功率和电压的关系,小明测量小灯泡的电压和电流,利用得到电功率。 实验所使用的小灯泡规格为“3.0V;1.8W”,电源为12V的电池(内阻不计),电路中的定值电阻=10。
①为了测量小灯泡在(0--3.0V)范围内的多组、值,准备使用的实物电路如1图所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。(用笔画线代替导线)
②现具备甲乙两个滑动变阻器:
滑动变阻器甲的阻值0~10Ω;
滑动变阻器乙的阻值0~2kΩ。
为了使调节方便,测量的准确度高,滑动变阻器应选用 (填甲或乙)。
③小明处理数据后将、描点在坐标纸上,并作出了一条直线,如2图所示。 请指出图象中不恰当的地方。(a) 。
(b) 。
④通过小明的实验数据给出的信息,请你推断小灯泡在不超过额定电压条件下,下图中可能正确的是 。(图中I、U、P分别为小灯泡的电流强度、电压、功率)。
正确答案
见解析。
解析
(1)①ab ;② g= ;
(2) ①
②甲
③(a)图线不应画为直线;(b)横坐标的标度不恰当.
④D
知识点
(1)①某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中,用游标卡尺测定摆球的直径,测量的结果如图所示,则该摆球的直径为________mm.
②某小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中如果测得g值偏大,原因可能是 ( )
A.把摆线长与小球直径之和做为摆长
B.摆线上端悬点未固定,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次全振动次数记为50次
(2)一个小灯泡的额定电压为2.0V,额定电流约为0.5A,选用下列实验器材进行实验,并利用实验数据描绘和研究小灯泡的伏安特性曲线
A. 电源E:电动势为3.0V,内阻不计
B. 电压表V1:量程为0~3V,内阻约为1
C. 电压表V2:量程为0~15V,内阻约为4
D. 电流表A1:量程为0~3A,内阻约为0.1
E. 电流表A2:量程为0~0.6A,内阻约为0.6
F. 滑动变阻器R1:最大阻值为10Ω,额定电流为1.0A
G. 滑动变阻器R2:最大阻值为150Ω,额定电流为1.0A
H. 开关S,导线若干
①实验中使用的电压表应选用_______;电流表应选用_____;滑动变阻器应选用_____(请填写选项前对应的字母).
②实验中某同学连接实验电路如图所示,请你不要改动已连接的导线,在下面的实物连接图中把还需要连接的导线补上.闭合开关前,应使变阻器滑片放在最 _____(填“左”或“右”)端.
③实验中得到的其中一组电压表与电流表示数如图所示,请将该组数据标记在U-I坐标中,其余实验数据已标记在坐标中,请你画出小灯泡的U-I图线.并简述该图线不是直线的主要原因。
④若将实验中的小灯泡接在电动势是1.5V、内阻是1.0的电池两端,则小灯泡的实际功率约为_____W(保留两位有效数字).
正确答案
见解析。
解析
(1)①11.4mm ; ②A、C、D;
(2)① B 、E、F
②
最左 端
③
原因:灯丝电阻(率)随温度升高而增大
④0.44±0.02W
知识点
22.单摆测定重力加速度的实验中:
(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图甲所示, 该摆球的直径d=( )mm.
(2)悬点到小球底部的长度L0数如图乙所示, 则L0 =( )cm
(3)实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图丙所示,那么:重力加速度的表达式g=( )(用题目中的物理量d、L0、t0表示)。
正确答案
(1)11.70
(2)100.25
(3)
解析
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知识点
19.(1)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中: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.
某同学先测得摆线长为89.2 cm,,然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图甲中秒表所示,则: 该单摆的摆长为__________cm,秒表所示读数为______s。
为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值,再以l为横坐标T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图乙所示,则测得的重力加速度g=________________.
(2)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“3V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:
①本实验中滑动变阻器选用 ( )(填 “D” 或 “E ” )
②某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接的电路如下图所示,电路中所有元器件都是完好的,且电压表和电流表已调零。闭合开关后发现电压表的示数为2V,电流表的示数为零,小灯泡不亮,则可确定断路的导线是( );若电压表示数为零,电流表的示数为0.3A,小灯泡亮,则断路的导线是( );若反复调节滑动变阻器,小灯泡亮度发生变化,但电压表、电流表示数不能调为零,则断路的导线是 ( )。
③下表中的各组数据是该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在如图所示的方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线。
④如图所示,将两个这样的灯泡并联后再与5Ω的定值电阻R0串联,接在电压恒定为4V的电路上,每个灯泡的实际功率为( ) w(结果保留两位有效数字)。
正确答案
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知识点
19.(1)在“利用单摆测重力加速度”实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到。只要测量出多组单摆摆长l和运动周期T,作出T2 -l图象,就可求出当地重力加速度,理论上T2 -l图象是一条过坐标原点直线。某同学在实验中,用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球,多次改变悬点到摆球顶部的距离l0,分别测出摆球做简谐运动的周期T后,作出T2-l图象,如图所示.
①在某次实验中,用秒表测出n次全振动的时间为如图所示,则秒表的读数为______________s.
②造成图象不过坐标原点的原因可能是( )
正确答案
解析
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知识点
22.在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)甲同学选择了合理的实验装置后,测量出几组不同摆长l和周期T的数值,画出如图T2—l图象中的实线OM,并算出图线的斜率为k,则当地的重力加速度g=( )。
(2)乙同学也进行了与甲同学同样的实验,但实验后他测量摆长时忘了加上摆球的半径,则该同学做出的T2—l图象应为( )。
A.虚线①,不平行OM
B.虚线②,平行OM
C.虚线③,平行OM
D.虚线④,不平行OM
正确答案
解析
知识点
22.如图所示,某同学采用双线摆和光电计数器测量重力加速度。设每根悬线长l,两悬点间相距s,金属小球半径为r,AB为光电计数器。现将小球垂直于纸面向外拉动,使悬线偏离竖直方向一个较小的角度并由静止释放,同时启动光电计数器。当小球第一次经过图中虚线(光束)位置O时,由A射向B的光束被挡住,计数器计数一次,显示为“I”,同时由零开始计时,而后每当小球经过O点时,计数器都要计数一次。当计数器上显示的计数刚好为n时,计时时间为t。
(1)若双线摆的周期为T和等效摆长为L,即可求出重力加速度g=( ),其中等效摆长L为( )。
(2)使用20分度游标卡尺测出摆球球直径如图甲所示,则测得摆球的直径D=( )×10-3m,
(3)当计数器上显示的计数次数刚好为“85”时,按停秒表。秒表示数如图乙所示。则测得双线摆的周期T=( )s。(结果保留三位有效数字)
正确答案
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
22. 在“利用单摆测重力加速度”的实验中。
(1) 某同学用刻度尺测得摆线长为0585m,用如图甲所示的游标卡尺(标尺上有10个等分刻度)测摆球直径,用如图乙所示的秒表记录单摆振动50次所用的时间。由图甲读出摆球直径为_____________m,单摆振动50次所用的时间为____________ S
(2)若测得摆球直径为d,摆线长为l,周期为T,请写出重力加速度的计算式g=______
正确答案
(1) (2)
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
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