题目内容

(1)小明同学在探究影响单摆周期的因素的实验中,利用刻度尺、秒表等进行了相关测量:当细线把小球静止悬挂时,用刻度尺测出自悬点到小球底端的长度如图1甲所示,自小球摆动中通过平衡位置开始记为1次时启动停表,小球第80次通过平衡位置按下停表停止计时,停表示数如图1乙所示.该单摆的摆长为______cm,停表记录的时间为______s,并估算当地重力加速度约为______m/s2

(2)一电流表满偏电流为300μA,内电阻Ra约为100Ω左右,现需要测量其内电阻,有如下器材:电阻箱A(0~999.9Ω)、电阻箱B(0~9999Ω)、电键两个、电源(电动势约为3V,内电阻可忽略)、导线若干,连成如图2所示电路.实验时,当K2断开、K1闭合时,调整R1,使其连入电路的电阻为9900Ω时电流表恰好满偏;再闭合K2,将R2调到90Ω时,电流表指针正好指在刻度盘的中央,则:
①在闭合K1前,应将R1的阻值调整到______Ω;
②根据以上操作,可知该电流表的内阻Rg=______Ω;
③该测量结果中,测量值Rg与真实值比较______.(填“偏大”、“偏小”或“相等”)
【答案】分析:(1)摆线长度与摆球半径之和,即摆线悬点到摆球球心的距离是摆长;秒表分针与秒针示数之和是秒表示数之和;
摆球两次经过最低点的时间间隔是单摆的周期;根据实验数据即单摆周期公式求出重力加速度.
(2)为保证电路安全,在闭合开关前,串联在干路中的电阻箱阻值应调到最大;
应用半偏法测电流表内阻,与电流表并联的电阻箱阻值就等于电流表内阻,
半偏法测电笔内阻,电阻测量值小于真实值.
解答:解:(1)悬点到摆球球心的距离是单摆的摆长,由图1甲可知,摆长L=88.15cm;
由图1乙所示停表可知,停表示数为1min+14.8s=74.8s;摆球每两次经过最低点的时间间隔等于周期,
摆球通过平衡位置开始记为1次时启动停表,小球第80次通过平衡位,则单摆周期T==≈1.89s,
由单摆周期公式T=2π得:g=≈9.7m/s2
(2)①在闭合K1前,应将R1的阻值调整到其最大值9999Ω;
②根据以上操作,可知该电流表的内阻Rg=90Ω;
③该测量结果中,测量值Rg与真实值比较偏小.
故答案为:(1)88.15;74.8;9.7;(2)①9999;②90;③偏小.
点评:解题是要注意:摆线长度与摆球半径之和是单摆的摆长;单摆周期的测量是易错点,要注意根据题意及对简谐运动过程的掌握求出单摆的周期.
练习册系列答案
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(一)某学校物理兴趣小组,利用光控实验板进行了“探究自由落体的下落高度与速度之间的关系”的实验,光控实验板上有带刻度的竖直板、小球、光控门和配套的速度显示器,速度显示器能显示出小球通过光控门的速度.现通过测出小球经过光控门时每次的速度来进行探究.另配有器材:多功能电源、连接导线、重垂线、铁架台等.实验步骤如下:
①如图甲所示,将光控板竖直固定,连好电路;
②在光控实验板的合适位置A处固定好小球及光控门B,并测出两者距离h1
③接通光控电源,使小球从A处由静止释放,读出小球通过B时的速度值vB1
④其它条件不变,调节光控门B的位置,测出h2、h3…,读出对应的vB2、vB3….
⑤将数据记录在Excel软件工作薄中,利用Excel软件处理数据,如图乙所示,小组探究,得出结论.

在数据分析过程中,小组同学先得出了vB-h图象,继而又得出vB2-h图象,如图丙、丁所示:
请根据图象回答下列问题:
(1)小明同学在得出vB-h图象后,为什么还要作出vB2-h图象?
先作出的vB-h图象,不是一条直线,根据形状无法判断vB与h关系,进而考虑vB2-h图象,从而找出vB2-h之间的线性关系.
先作出的vB-h图象,不是一条直线,根据形状无法判断vB与h关系,进而考虑vB2-h图象,从而找出vB2-h之间的线性关系.

(2)若小球下落过程机械能守恒,根据实验操作及数据处理,你能否得出重力加速度g,如果能,请简述方法.
能,根据需要验证的方程mgh=
1
2
mv2根据数学v2-h得图象的斜率k=2g,所以g=
1
2
k
能,根据需要验证的方程mgh=
1
2
mv2根据数学v2-h得图象的斜率k=2g,所以g=
1
2
k

(二).在“研究匀变速直线运动”的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应的时刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通过计数点时的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
为了算出加速度,合理的方法是
C
C

A.根据任意两个计数点的速度,用公式a=
△v
△t
算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图,量出其倾角α,由公式a=tan α算出加速度
C.根据实验数据画出v-t图,由图线上间隔较远的两点所对应的速度,用公式a=
△v
△t
算出加速度
D.依次算出通过连续两个计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度.
(2007?徐州一模)某学校物理兴趣小组,利用光控实验板进行了“探究自由落体的下落高度与速度之间的关系”的实验,光控实验板上有带刻度的竖直板、小球、光控门和配套的速度显示器,速度显示器能显示出小球通过光控门的速度.现通过测出小球经过光控门时每次的速度来进行探究.另配有器材:多功能电源、连接导线、重垂线、铁架台等.
实验步骤如下:
(1)如图甲所示,将光控板竖直固定,连好电路;
(2)在光控实验板的合适位置A处固定好小球及光控门B,并测出两者距离h1;
(3)接通光控电源,使小球从A处由静止释放,读出小球通过B时的速度值vB1;
(4)其它条件不变,调节光控门B的位置,测出h2、h3…,读出对应的vB2、vB3….
(5)将数据记录在Excel软件工作薄中,利用Excel软件处理数据,如图乙所示,小组探究,得出结论.

在数据分析过程中,小组同学先得出了vB-h图象,继而又得出vB2-h图象,如图丙、丁所示:

请根据图象回答下列问题:
(1)小明同学在得出vB-h图象后,为什么还要作出vB2-h图象?
先作出的vB-h图象,不是一条直线,根据形状无法判断vB、h关系,进而考虑vB2-h图象,从而找出vB2、h之间的线性关系.
先作出的vB-h图象,不是一条直线,根据形状无法判断vB、h关系,进而考虑vB2-h图象,从而找出vB2、h之间的线性关系.

(2)若小球下落过程机械能守恒,根据实验操作及数据处理,你能否得出重力加速度g,如果能,请简述方法
能,根据图丙图象的斜率可以求出g=
1
2
k.
能,根据图丙图象的斜率可以求出g=
1
2
k.

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