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当前位置:首页 > 高中物理试题 > 研究弹簧振子的周期和小球质量的关系
题型:解答题
难度:简单
某同学利用如图1所示的装置来探究竖直弹簧振子的振动周期T和物体质量m的关系,他测得的数据入表中所示:
次数12345
质量m(kg)0.050.100.150.200.25
周期T(s)0.500.700.861.011.11
T2(s20.250.490.741.021.23
A.根据上述数据,在给定的坐标纸中(图2)选择恰当的物理量为坐标轴,画出图线.
B.由图线知道周期和质量的关系是:______
C.请推测图线的斜率与系统什么物理量有关:______
D.若将此装置移到正在绕地球运动的飞船中去重复上面的实验过程,则图线的斜率会怎样变化______
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题型:解答题
难度:中等
某同学在进行“研究弹簧振子的周期和小球质量的关系”课题实验时,用如图1甲所示装置进行了如下的试验:让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆,在弹簧振子的小球上安装一枝笔,下面放一条纸带,当小球振动时,垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带,加速度的大小为a,这时笔在纸条上画出如图1乙所示的一条曲线,请根据图乙中所测得的长度S1、S2,写出计算弹簧振子振动周期的表达,T=______
题型:解答题
难度:中等
Ⅰ将一个质量为m的物体挂在一个劲度系数为K的弹簧下面,如果不考虑弹簧的质量和空气阻力,振动周期manfen5.com 满分网.为了研究周期和振子质量的关系,设计如图所示的实验装置,将弹簧的一端固定在铁架台上,另一端挂一只小盘,铁架台的竖杆上固定一个可以上下移动的标志物,作为计时标志.改变小盘中砝码的质量m,测量全振动50次的时间并求出相应的周期T.某次实验得到下列数据:
m(10-3kg)5.0010.0015.0020.0025.0030.00
T(s)manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网
T2(s20.7290.8030.8760.9411.0161.086
(1)以横轴代表m,纵轴代表T2,作出T2-m图.(画在答卷页上)并回答为什么不用T作为纵轴而用T2作为纵轴?______
(2)根据图线求解弹簧的劲度系数______
(3)对T2-m图作出必要的解释______
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Ⅱ测量“水果电池”的电动势和内电阻;将一铜片和一锌片分别插入同一只苹果内,就构成了简单的“水果电池”,其电动势约1.5V,可是这种电池并不能点亮额定电压为1.5V,额定电流为0.3A的手电筒上的小灯泡.原因是流过小灯泡的电流太小了,经实验测得还不足3mA.现用量程合适的电压表、电流表以及滑动变阻器、开关、导线等实验器材尽量精确地测定“水果电池”的电动势和内电阻.
(l)若给出的滑动变阻器有两种规格:A(0~30Ω)、B(0~3kΩ).本实验中应该选用哪种规格的滑动变阻器?
(2)请在框内画出实验电路图.
(3)在实验中根据电压表的示数U与电流表的示数I的值,经描点、连线得到U-I图象,如图所示,根据图中所给数据,则“水果电池”的电动势与内电阻分别为E=______V,r=______Ω.
(4)若不计测量中的偶然误差,用这种方法测量得出的电动势和内电阻的值与真实值相比电动势E______.(填“偏大”、“相等”、“偏小”),内电阻r______(填“偏大”、“相等”、“偏小”)

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题型:解答题
难度:困难
某同学看到一只鸟落在树枝上的P处时,鸟随树枝上下振动.该同学用秒表测出完成30次全振动所用的时间为34.0s,他猜想一定次数的振动时间可能与鸟的质量成正比,也许利用这一猜想可以测出鸟的质量.于是他想通过实验来验证这种猜想并算出这只鸟的质量该同学采用了如下方法进行探究:在图示的树枝上的P处悬挂不同质量的砝码,并分别测出砝码30次全振动所用的时间,测量数据记录如下表
砝码质量m/g100200300400500
时间t/s21.230.036.742.447.4
此同学根据测量数据作出了m-t图象如图所示
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下面请你来帮助他完成实验任务,并回答相关问题:
①根据这位同学作出的m-t图象可知,他的猜想是否正确?______(填“正确”或“不正确”)
②观察这位同学作出的m-t图线形状及走势,提出你对振动时间t与砝码质量m间关系的假设,并通过列表作出相应的图象,得出结论,写出t与m间的关系式.
如果在计算或作图时需要,可参考下面的根式表:
m100200300400500
manfen5.com 满分网10.014.117.320.022.4
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假设:______
题型:解答题
难度:中等
某同学设计了一个测量物体质量的装置,此装置放在水平桌面上,如图所示.其中P的上表面光滑,A是质量为M的带夹子的金属块,Q是待测质量的物体(可以被A上的夹子固定).精密的理论和实验均发现:在该装置中,弹簧振子做简谐运动的周期为T=2πmanfen5.com 满分网m是振子的总质量,k是与弹簧的劲度系数有关的未知常数.
①为了测定物体Q的质量,还需要利用下列四个仪器中的______即可:
A.秒表           B.刻度尺
C.交流电源       D.打点计时器
②根据上述信息和选定的实验器材,请你设计一个实验方案.那么,利用可测物理量和已知物理量,求得待测物体Q的质量的计算式为:mx=______
2
-
T
2
1
T
2
1
M
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题型:解答题
难度:困难
某同学在研究弹簧振子的周期和振子质量的关系时,利用同一根弹簧,记录了不同振子质量对应的周期值如下表:
m (g)5.010.015.020.025.030.0
T (s)0.400.570.690.800.890.98
他在T-m坐标系中根据此表描点后发现T、m间不是正比关系,而好象是T2∝m关系,请你进一步验证这一猜想是否正确?
题型:解答题
难度:简单
宇航员在绕地球做圆周运动的空间站内研究处于完全失重状态下弹簧振子的周期T与振子质量m的关系.
身边的器材有:弹簧、完全相同的螺帽若干个、天平、秒表、刻度尺、温度计等.
(1)宇航员利用上述器材中的螺帽和弹簧连接组成弹簧振子,为完成实验,还应从中选择的一个器材是______
(2)某次实验测量的数据记录如下表:
螺帽的数量n(个)12345
30次全振动的时间t(s)13.4019.2023.2126.8330.01
振动周期T(s)0.450.640.770.891.00
为了得出T与m的关系,他先研究T与n的关系,并采用作图的方法处理实验数据.他以螺帽的个数n为横坐标得出一条倾斜直线,那么他是以______为纵坐标的.由表中数据,在图示坐标系中作出该直线.
(3)根据作出的图线,得出T与n的关系式为T=______

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题型:解答题
难度:简单
在《验证机械能守恒定律》的实验中,已知重锤的质量为m,使用的交流电的频率为f.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点进行测量并通过计算,就可以验证机械能守恒定律.
如图所示,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s,点A、C间的距离为sl,点C、E间的距离为s2,用以上给出的已知量写出C点速度的表达式为vC=______,打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤的重力势能的减少量为______,动能的增加量为______
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题型:解答题
难度:压轴
某同学想“探究影响弹簧振子周期的因素”,以下是他探究弹簧振子的周期T与振子质量m关系的实验.取一根轻弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,让小球在竖直方向离开平衡位置(在弹性限度范围内)放手后,小球在竖直方向做简谐运动(此装置也称为竖直弹簧振子),他在只改变小球质量的情况下,多次换上不同质量的小球,测得六组比较理想的周期T与小球质量m的数据,并标在以m为横坐标,T2为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点.请你协助他完成以下几个问题:
(1)请你进行一下合理地猜想,影响弹簧振子周期的因素有哪些(至少写出两个)?______
(2)他探究“弹簧振子的周期T与振子质量m关系”的实验时采用一种主要的实验方法是:______
A.比较法      B.控制变量法
C.替代法      D.模拟法
(3)根据图中给出的数据点作出T2与m的关系图线.
(4)假设图中图线的斜率为b,写出T与m的关系式为(用题中所给的字母表示)______

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