练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    20．某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中，已知单摆摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间内为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为L，再用游标卡尺测得摆球的直径为d．
    （1）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=$\frac{{π}^{2}（n-1）^{2}（L+\frac{d}{2}）}{{t}^{2}}$．
    （2）实验结束后，某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大，其原因可能是下述原因中的BD．
    A．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
    B．把n次摆动的时间误记为（n+1）次摆动的时间
    C．以摆线长作为摆长来计算
    D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
    （3）某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用秒表测单摆完成40次全振动的时间如图所示，则单摆的周期为1.995s．
    （4）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k．则重力加速度g=$\frac{{4{π^2}}}{k}$．（用k表示）若根据所得数据连成的直线的延长线没过坐标原点，而是与纵轴的正半轴相交于一点，则实验过程中可能存在的失误是摆长漏加小球半径，因此失误，由图象求得的重力加速度的g无影响（偏大，偏小，无影响）

    分析 （1）根据题意求出单摆的周期，单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，由单摆周期公式求出重力加速度表达式．
    （2）对于测量误差可根据实验原理进行分析．
    （3）秒表分针与秒针示数之和是秒表示数．
    （4）由重力加速度的表达式，根据数学知识分析T2-l图线斜率的意义．

    解答 解：（1）单摆的摆长l=L+$\frac{d}{2}$，单摆周期T=$\frac{t}{\frac{n-1}{2}}$=$\frac{2t}{n-1}$，由单摆周期公式T=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$，
    可得：g=$\frac{4{π}^{2}（L+\frac{d}{2}）}{（\frac{2t}{n-1}）^{2}}$=$\frac{{π}^{2}（n-1）^{2}（L+\frac{d}{2}）}{{t}^{2}}$；
    （2）A、摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，测得的单摆周期变大，根据g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$可知，测得的g应偏小．故A错误；
    B、实验中误将n次全振动计为n+1次，根据T=$\frac{t}{n}$求出的周期变小，g偏大．故B正确；
    C、以摆线长作为摆长来计算，摆长偏小，根据g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$可知，测得的g应偏小．故C错误；
    D、以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算，摆长偏大，根据g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$可知，测得的g应偏大．故D正确．
    故选：BD；
    （3）由图示秒表可知，秒表示数为1min+19.8s=79.8s，则单摆的周期T=$\frac{79.8s}{40}$=1.995s；
    （4）根据重力加速度的表达式g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$可知，T2-l图线斜率k=$\frac{4{π}^{2}}{g}$，则g=$\frac{4{π}^{2}}{k}$；若根据所得数据连成的直线的延长线没过坐标原点，而是与纵轴的正半轴相交于一点，则实验过程中可能存在的失误是摆长漏加小球半径，从g的表达式可知：g与摆长无关，所以因此失误对由图象求得的重力加速度的g的值无影响．
    故答案为：（1）$\frac{{π}^{2}（n-1）^{2}（L+\frac{d}{2}）}{{t}^{2}}$；（2）BD； （3）1.995；（4）$\frac{{4{π^2}}}{k}$；摆长漏加小球半径；无影响．

    点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．掌握单摆的周期公式，从而求解加速度，摆长、周期等物理量之间的关系．单摆的周期采用累积法测量可减小误差．对于测量误差可根据实验原理进行分析．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．质量为2kg的物体，同时受到2N、8N、5N三个共点力的作用，则物体的加速度不可能为（　　）
    A．0B．3m/s2C．4m/s2D．7m/s2

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．下列说法正确的是（　　）
    A．γ射线不是电磁波
    B．x射线的衍射能力较γ射线强
    C．利用光的衍射现象可以检测工件表面的平整程度
    D．红外线遥感技术利用的红外线是可见光

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．如图所示，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=220$\sqrt{2}$sin100πtV（V），如果保持电压的有效值不变，只将电源的频率改为100Hz，下列说法正确的是（　　）
    A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    15．一位同学做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验，他将摆球挂起后，进行了如下步骤：
    A．测摆长L：用米尺量出摆线长度；
    B．测周期T：将摆球拉起一个小角度，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，计算出单摆的振动周期T=$\frac{t}{60}$；
    C．改变摆长，重复上述步骤几次；
    D．数据分析：．该同学经实验测量得到一组数据，如表所示：
    摆长L（m）0.8000.901.0001.1001.200
    周期T（s）1.791.902.002.102.20
    T2（s2）3.203.614.004.414.84
    （1）请根据上表中的数据在如图坐标纸上做出合适的图线，并根据图线判定L与T2的关系为：T2∝L．（坐标纸见上面）
    （2）指出上面A、B步骤中遗漏或错误的地方：
    ①步骤A中应用游标卡尺测出摆球直径，摆长应为摆线长加上摆球的半径
    ②步骤B中单摆周期T计算式应是$T=\frac{t}{29.5}$．．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．为了防止静电危害．下列措施中不当的是（　　）
    A．用金属罐而不用塑料罐储备运输易燃易爆品
    B．飞机的机轮上装有搭地线或用导电橡胶做轮胎
    C．在电工的工作服和会场地毯里嵌有金属纤维丝
    D．尽可能保持多粉尘的印染厂空气干燥，注意防潮

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．一个质量为2kg的物体静止在光滑水平面上．现沿水平方向对物体施加10N的拉力，产生的加速度大小为5m/s2求：
    （1）物体运动3s时速度的大小；
    （2）物体从开始运动到位移为10m时经历的时间．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．在正在绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有（　　）
    A．天平B．弹簧测力计C．密度计D．气压计

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．如图所示皮带传动装置，主动轮O1的半径为R，从动轮O2的半径为r，R=$\frac{3}{2}$r．其中A、B两点分别是两轮缘上的点，C点到主动轮轴心的距离R′=$\frac{1}{2}$R，设皮带不打滑，则有ωA：ωB=2：3； aB：aC=2：1．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案