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当前位置:首页 > 高中物理试题 > 探究单摆的周期与摆长的关系
题型:解答题
难度:简单
(1)某同学用时间传感器代替了秒表做“用单摆测定重力加速度”的实验,他的设计如图所示:长为L的摆线一端固定在铁架台上,另一端连接一质量为m、半径为r的小球,在摆线上紧临小球套有一小段轻细挡光管,当单摆摆动到平衡位置时,挡光管能挡住从光源A正对光敏电阻R1发出的细光束,信号处理系统就能形成一个电压信号,两端电压u与时间t的关系如图乙所示,R2为定值电阻.
①用此装置测得的重力加速度表达式为______
题型:解答题
难度:中等
(1)在探究单摆运动规律的实验中,小明做了如下实验:用游标卡尺测得小球的直径为______ mm(如
图1).多次改变单摆悬线长,正确操作后测得多组x(悬点到球下端的距离)、T(单摆振动周期)的数据,
并作出如图2所示的T2-x的图象,则图线与横轴的截距b表示______
(2)二极管是一种半导体元件,电路符号为manfen5.com 满分网,其特点是具有单向导电性.某实验兴趣小基对一只晶体二极管的伏安特性曲线如图3进行测绘探究.据了解,该二极管允许通过的最大电流为50mA.
①该二极管外壳的标识模糊了,同学们用多用电表的电阻挡来判断它的正负极:当将红表笔接触二极管的左
端、黑表笔接触二极管的右端时,发现指针的偏角比较大,由此可判断______ (填“左”或“右”)端为二极管的正极
②如图是厂家提供的该种二极管正向导通时的伏安特性曲线,同学们为了验证该特性曲线,他们选择以下部分
器材进行实验:
A.直流电源(电动势3V,内阻忽略不计);
B.滑动变阻器(0~20Ω);
C.电压表(量程15V、内阻约50KΩ);  
D.电压表(量程3V、内阻约20KΩ);
E.电流表(量程0.6A、内阻忽略不计);
F.电流表(量程50mA、内阻忽略不计);
G.待测二极管;
H.导线、开关等.
为了提高测量结果的准确度,电压表应选用______,电流表应选用______.(填序号字母)
③请在如图4虚线框内画出测量的实验电路原理图.
④为了更好地保护二极管,某同学对实验电路进行了改进:将一只电阻串联在二极管的支路上,则该电阻阻值至少应为______Ω.
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题型:解答题
难度:困难
I.一游标卡尺的主尺最小分度为1mm,游标上有10个小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径,如图1所示.该工件的直径为______mm.
II.有位同学想知道家中一把小铁锁的重心位置,做了如下实验:用一轻细线一端系在小铁锁上,将其悬挂起来,如图2 (a) 所示,近似将其当作单摆处理.先用米尺量出悬点到小铁锁下端的距离L,然后将小铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放,测出其多次全振动的时间,算出振动周期T.多次改变悬线长并重复上面操作,得到多组L、T的数据,作出L-T2图象如图2 (b) 所示.则可知小铁锁的重心到其下端的距离为______cm;同时可测得当地重力加速度大小为______m/s2(保留两位有效数字)
III.某同学利用下列器材测量一个定值电阻Rx的阻值:
①待测电阻Rx:约100Ω
②1个直流电源E:电动势约4V,内阻不计
③1块直流电压表V:量程0~3V,内阻约15kΩ
④1个电阻箱R:阻值范围0~999.9Ω
⑤1个单刀开关S
⑥若干导线
(1)按器材的规格和要求在方框内画出设计的实验电路图.(图请画在答题卡上)
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(2)实验中测得:电阻箱读数为R1时,电压表读数为U1;电阻箱读数为R2时,电压表读数为U2.用测定的实验数据写出计算待测电阻的表达式:RX=______
(3)测得的Rx的值比真实值______(填“偏大”、“偏小”、“相等”).

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题型:解答题
难度:困难
manfen5.com 满分网学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对这种单摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图1所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离manfen5.com 满分网丙同学猜:复摆的摆长应该大于manfen5.com 满分网由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于manfen5.com 满分网为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”)
(2)用T表示板长为L的复摆看成摆长为manfen5.com 满分网单摆的周期计算值(T=2πmanfen5.com 满分网),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
板长L/cm255080100120150
周期计算值T/s0.701.001.271.411.551.73
周期测量值T/s0.811.161.471.641.802.01
由上表可知,复摆的等效摆长______(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图2.请在坐标纸上作出T-T图,并根据图象中反映出的规律求出L=______manfen5.com 满分网(结果保留三位有效数字,其中L是板长为L时的等效摆长T=2πmanfen5.com 满分网).
题型:填空题
难度:压轴
一同学在半径为2m的光滑圆弧面内做测定重力加速度的实验(如图1所示).他用一个直径为2cm质量分布均匀的光滑实心球.操作步骤如下:①将小球从槽中接近最低处(虚线)静止释放;②测量多次全振动的时间并准确求出周期;③将圆弧面半径和周期代入单摆周期公式求出重力加速度.
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(1)他在以上操作中应该改正的操作步骤是    (填写步骤序号);若不改正,测量所得的重力加速度的值与真实值相比会    (选填“偏大”或“偏小”).
(2)如图2是一组同学选择几个半径r不同的均匀光滑实心球进行了正确实验,他们将测出的周期与小球的半径r关系画出了如图2所示的图线.请你根据该图写出确定重力加速度的表达式   
(3)若释放时给了小球一个平行于虚线、很小的初速度,按照上述操作,会使重力加速度计算结果    (选填“偏大”、“偏小”或“不变”).
题型:填空题
难度:困难
有以下说法:
A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误差,应测出单摆作n次全振动的时间t,利用T=manfen5.com 满分网求出单摆的周期
B.如果质点所受的合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动
C.变化的磁场一定会产生变化的电场
D.如图振荡电路中的电容器正处于放电状态
E.X射线是比紫外线频率低的电磁波
F.只有波长比障碍物的尺寸小的时候才会发生明显的衍射现象
G.在同种均匀介质中传播的声波,频率越高,波长越短
其中正确的是   
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题型:选择题
难度:压轴
以下说法中正确的是( )
A.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,为减小偶然误差,应该从小球经过最大位移处开始计时,测出单摆作n次全振动的时间t,利用T=manfen5.com 满分网求出单摆的周期
B.在地面附近有一高速飞过的火箭,地面上的人观察到火箭变短了,火箭上的时间进程变快了
C.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度会发生变化
D.“日晕”是太阳周围环绕一道“美丽的光环”,导致这种现象的原因是太阳光折射.
题型:解答题
难度:简单
在做单摆实验时,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,细激光束与球心等高,如图甲所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为______.若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用密度不变,直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将______,(填“变大”、“不变”或“变小”),右图中的△t将______(填“变大”、“不变”或“变小”).manfen5.com 满分网
题型:解答题
难度:中等
一组同学用DIS研究“弹簧振子的振动周期和哪些因素有关”的探究过程如下:
A.有同学认为:弹簧振子的质量越大,惯性越大,周期也应该越大.也有同学认为周期跟劲度系数有关.
B.设计实验:装置如图甲.准备选用的器材有:力传感器、质量为m的钩码若干个,劲度系数为K的轻质弹簧若干个(已知n个劲度系数为K的弹簧串联后的劲度系数为manfen5.com 满分网
C.实验过程如下:
用力将钩码向下拉一段距离后放手,钩码上下振动,力传感器上显示出力随时间的变化关系(如图乙),改变钩码的个数或用几个弹簧串联后反复实验,得到表一、表二的数据:

仅用一根弹簧研究周期与质量关系
钩码的质量m2m3m
周期(s)0.6450.9151.116

仅用一个钩码研究周期与劲度系数关系
弹簧的个数(串数)123
劲度系数(N/m)KK/2K/3
周期(s)0.6450.9101.120
D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,对他们的假设进行了补充完善.问:
(1)上述科学探究活动中,属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是:____________
(2)用力传感器观测力随时间的变化关系,其目的是:______
(3)周期T与弹簧振子质量的关系是:______.周期T与弹簧劲度系数的关系是:______
(4)如果manfen5.com 满分网,则周期表达式T=______

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题型:解答题
难度:中等
某班同学分组利用手头现有的各类线、摆球(直径约为2cm左右)等材料研究摆的运动,一组是先测量了摆的运动周期,然后利用单摆周期公式计算得到L;另一组是用刻度尺测量得到的线的长度L,两组数据记录如下表所示:
L/cm54.158.063.767.374.578.182.986.589.291.494.498.6
L/cm53.056.862.466.269.576.881.682.088.190.289.197.5
(1)比较此表的相关数据,可以发现:每次测得的L 与L值,始终存在L______L情况;其中大部分相对应的数据相差不大,产生这一差异的主要原因是______
(2)表格中少数相对应的数据差异较大,出现这一结果的原因可能是____________
(3)由此,我们可以推断要使L 与L很接近,这个摆和摆的运动应满足______的条件.
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