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题型:简答题
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简答题 · 18 分

(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,小明同学的操作步骤为:

A.取一根细线,下端系着直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上;

B.用刻度尺量得细线长度l;

C.在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球;

D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t,得到周期

E.用公式计算重力加速度

①为减小实验误差,小明同学应在小球经过      (选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时。

②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比_________(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。

(2)小亮同学为研究某电学元件(最大电压不超过2.5V,最大电流不超过0.55A)的伏安特性曲线,在实验室找到了下列实验器材:

A.电压表(量程是3V,内阻是6kΩ的伏特表)

B.电压表(量程是15V,内阻是30kΩ的伏特表)

C.电流表(量程是0.6A,内阻是0.5Ω的安培表)

D.电流表(量程是3A,内阻是0.1Ω的安培表)

E.滑动变阻器(阻值范围0~5Ω),额定电流为0.6A

F.滑动变阻器(阻值范围0~100Ω),额定电流为0.6A

直流电源(电动势E=3V,内阻不计)   开关、导线若干。

该同学设计电路并进行实验,通过实验得到如下数据(I和U分别表示电学元件上的电流和电压)。

①为提高实验结果的准确程度,电流表选     ;电压表选      ;滑动变阻器选    。(以上均填写器材代号)

②请在画出实验电路图;

③在图(a)中描出该电学元件的伏安特性曲线;

④据图(a)中描出的伏安特性曲线可知,该电学元件的电阻随温度而变化的情况为:                                  ;

⑤把本题中的电学元件接到图(b)所示电路中,若电源电动势E=2.0V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,则此时该电学元件的功率是_______W。

正确答案

见解析。

解析

(1)平衡位置;偏小。                           

(2) ① C ;A; F。                           

②如答图1所示。

③如答图2所示。

              

④元件电阻随温度升高而增大。              

⑤0.14~0.18W均可 。                       

知识点

用单摆测定重力加速度描绘小电珠的伏安特性曲线
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

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7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 较大时周期公式可近似

表述为。为了用图象法验证单摆周期T和

最大摆角的关系,他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角 时的周期T,并根据实验数据描绘出如图7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           。

正确答案

见解析。

解析

;  

 ②C;

④sin2

知识点

用单摆测定重力加速度
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

(1)质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为______ kg·m/s,若小球与地面的作用时间为0.2 s,则小球受到地面的平均作用力大小为______ N(取g=10 m/s2)。

(2)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

①他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示,这样做的目的是_________(填字母代号)。

A.保证摆动过程中摆长不变

B.可使周期测量得更加准确

C.需要改变摆长时便于调节

D.保证摆球在同一竖直平面内摆动

②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.999 0m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为___________mm,单摆摆长为__________m.

③下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图象,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是______(填字母代号).

A.

B.

C.

D.

(3)某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻.他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示.已知G1的量程略大于G2的量程.图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱.该同学顺利完成了这个实验.

①实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为______(填步骤的字母代号);

A.合上开关S2

B.分别将R1和R2的阻值调至最大

C.记下R2的最终读数

D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终读数为r

E.合上开关S1

F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数

②仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比______(填“偏大”“偏小”或“相等”);

③若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出须在G2上并联的分流电阻RS的表达式,RS=______.

正确答案

解析

(1)①取反弹速度方向为正方向,动量变化为p=mv-mv0=0.2×4 kg·m/s-(-0.2×6)kg·m/s=2 kg·m/s;②由动量定理有(FN-mg)t=p,代入数据解得FN=12 N。

(2)①橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变,从而保证摆长不变,同时又便于调节摆长,A、C两项正确;②根据游标卡尺读数规则可得摆球直径为d=12 mm+0.1 mm×0=12.0 mm,则单摆摆长为L0=L-d/2=0.993 0 m(注意统一单位);③单摆摆角不超过5°,且计时位置应从最低点(即速度最大位置)开始,故A项的操作符合要求。

(3)①根据实验原理确定操作步骤顺序应为BEFADC;②该设计原理没有系统误差;③分流电阻RS与电流表G2并联,满偏时二者两端电压相等,即有(I-I1)RS=I1r,解得

知识点

用单摆测定重力加速度
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题型: 多选题
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多选题 · 4 分

在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,有人提出以下几点建议,其中对提高测量结果精确度有利的是

A适当加长摆线

B单摆偏离平衡位置的角度不要超过5°

C质量相同、体积不同的摆球,选用体积较大的

D当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆振动的周期

正确答案

A,B

解析

知识点

用单摆测定重力加速度
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

21.(1)“测定玻璃的折射率”的实验中,在白纸上放好玻璃砖,aa'和 bb'分别是玻璃砖与空气的两个界面,如图 1 所示,在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 P1和P2,用“+”表示大头针的位置,然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上 P3和 P4。在插 P3和 P4时,应使

A.P3只挡住 P1的像

B.P4只挡住 P2的像

C.P3同时挡住 P1、P2的像

(2)用单摆测定重力加速度的实验如图 2 所示。

①组装单摆时,应在下列器材中选用(选填选项前的字母)。

A.长度为 1m 左右的细线

B.长度为 30cm 左右的细线

C.直径为 1.8cm 的塑料球

D.直径为 1.8cm 的铁球

②测出悬点 O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t。

则重力加速度 g=(用 L,n,t 表示)

③下表是某同学记录的 3 组实验数据,并做了部分计算处理。

请计算出第 3 组实验中的 T=(  )s, g=(  ) m/s2

④用多组实验数据做出 T2-L 图像,也可以求出重力加速度 g,已知三位同学做出的 T2-L 图线的示意图如图 3 中的 a,b,c 所示,其中 a 和 b 平行,b 和 c 都过原点,图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b,下列分析正确的是(选填选项前的字母)(      )

A.出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L

B.出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次

C.图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值

⑤某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图 4 所示,由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺,于是他在细线上的 A 点做了一个标 记,使得选点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长。实验中,当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时,测得相应单摆的周期为 T1、T2,由此可得重力加速度 g=(      )(用 l1、l2、T1、T2表示)


正确答案

(1) C

(2) ① AD

③ 2.01,9.76

④ B

解析

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知识点

用单摆测定重力加速度测定玻璃的折射率
下一知识点 : 探究功与速度变化的关系
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