题目内容

如图所示是一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？共振时单摆摆球的最大加速度和最大速度各是多少？(g取10m/s2)

  1m；8cm；0.8m/s2，0.25m/s


解析:

从共振曲线可知，单摆的固有频率f＝0.5Hz，

　　

　　发生共振时，单摆振动的振幅最大，A＝8cm，设摆线偏离竖起方向的最大偏角为θ，

　　由机械能守恒定律

　　所以

　　摆球运动到最高点时加速度最大

　　

练习册系列答案
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（2009?荆州一模）（1）在一次用单摆测定重力加速度的实验中，图A的O点是摆线的悬挂点，a、b两点分别是球的上沿和球心，摆长L=
0.9950
0.9950
m．
（2）图B为测量周期用的秒表，长针转一周的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格为1min，该单摆摆动n=50次时，长短针的位置如图所示，单摆振动的周期为T=
2.004
2.004
s．

（3）在实验操作过程中某同学发现他所使用的摆球形状有些扁平，且内部可能存在气隙，质量分布不均匀，他能否用该球完成这个实验．若能，请写出主要实验操作步骤：
①悬点仍在O点对应刻度，此时球最低点在刻度尺上读数为l1，测得单摆周期T1．
①悬点仍在O点对应刻度，此时球最低点在刻度尺上读数为l1，测得单摆周期T1．
②悬点仍在O点对应刻度，改变线长度，测此时球最低点在刻度尺上读数l2，测得单摆周期T2．
②悬点仍在O点对应刻度，改变线长度，测此时球最低点在刻度尺上读数l2，测得单摆周期T2．
两次单摆摆长变化△l=l2-l1．
两次单摆摆长变化△l=l2-l1．

计算重力加速度的表达式g=
4π2△l
T
2
2
-
T
2
1
4π2△l
T
2
2
-
T
2
1
．
一根张紧的水平绳上共挂三个单摆，摆球质量都相同，摆长如图所示，当a摆振动时，其它两摆也振动起来，有下列说法：
①a、c两摆周期相同，b摆周期较大；
②a、b、c三摆周期相同；
③c摆的振幅比b摆大；
④a、b、c三摆，振幅相同．
其中正确的是（　　）

（8分）有人说矿区的重力加速度偏大，某兴趣小组用单摆测定重力加速度的实验探究该问题。（1）用刻度尺测得摆长为，测量周期时用到了秒表，长针转一周的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格为1min，该单摆摆动n=50次时，长短针的位置如图所示，所用时间为t=________s。



（2）用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=__________（不必代入具体数据）。
（3）若有一位同学在实验时测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2—图象，就可以求出矿区的重力加速度.理论上T2—图象是一条过坐标原点的直线，该同学根据实验数据作出的图象如图所示.
①造成图象不过坐标原点的原因最有可能是___________。
②由图象求出的重力加速度g＝_______m/s2（取π2=9.87）。

实验题（共计18分）
（1）（3分）用单摆测重力加速度，下列实验器材料中不需要的是        （填符号）
A．铁架台          B．带细孔的小木球      C．带细孔的小钢球
D．秒表            E．天平                F．细线
G．游标卡尺        H．mm刻度尺        I．细铁丝
（2）（每空3分、共6分）在做用油膜法估测分子直径大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为n，又用滴管测得每N滴这种酒精油酸的总体积为V，，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为a的正方形小格的纸上（如右图)测得油膜占有的小正方形个数为m。

（a）用以上字母表示油酸分子直径的大小d=________。
（b）从右图中数得油膜占有的小正方形个数为m=______。
（3）（9分）在“用描迹法画出电场中平面上的等势线”的实验中，已判断出灵敏电流计的指针偏转方向与电流方向间的关系是：当电流由正接线柱流入电流计时，电流计的指针向正接线柱偏转，当电流由负接线柱流入电流计时，电流计的指针向负接线柱偏转。如图所示，在电极A、B的连线上等距离地取a、b、c、d、e等5个基准点，进而描绘出过该基准点的等势线。

（a）实验时需在木板上自上而下依次铺放_____纸、_____纸、_____纸。（每空1分）
（b）（3分）若在图中连接灵敏电流计正接线柱的探针接触a点，连接灵敏电流计负接线柱的探针接触b点时，灵敏电流计的指针向负接线柱偏转，则可以判断电极A接在电源的_____极上（选填“正”或“负”）。
（c）（3分））若灵敏电流计的两个探针分别接触a点和b点，灵敏电流计的示数为I1；若灵敏电流计的两个探针分别接触b点和c点，灵敏电流计的示数为I2。则I1和I2相比较，有I1________I2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

 【选做题】本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答。若三题都做，则按A、B两题评分。

A．（选修模块3－3）（12分）

1．下列说法中正确的是（      ）

A．蔗糖受潮后会粘在一起，没有确定的几何形状，它是非晶体

B．一定质量气体压强不变温度升高时，吸收的热量一定大于内能的增加量

C．因为扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

D．液体的表面层就象张紧的橡皮膜而表现出表面张力，是因为表面层的分子分布比液体内部紧密

2．将1ml的纯油酸配成500ml的油酸酒精溶液，待均匀溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，让其自然滴出，共200滴，则每滴油酸酒精溶液的体积为______ml。现在让其中一滴落到盛水的浅盘内，待油膜充分展开后，测得油膜的面积为200cm2，则估算油酸分子的直径是_________m（保留一位有效数字）。

3．如图所示，一直立汽缸用一质量为m的活塞封闭一定量的理想气体，活塞横截面积为S，汽缸内壁光滑且缸壁导热良好，开始时活塞被螺栓K固定。现打开螺栓K，活塞下落，经过足够长时间后，活塞停在B点，已知AB=h，大气压强为p0，重力加速度为g。

（1）求活塞停在B点时缸内封闭气体的压强p；

（2）设周围环境温度保持不变，求整个过程中通过缸壁传递的热量Q。

 

B．（选修模块3－4）（12分）

（1）下列说法中正确的是（      ）

A．眼睛直接观察全息照片不能看到立体图象

B．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象

C．驱动力频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。

D．在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最高点时开始计时

（2）相对论论认为时间和空间与物质的速度有关；在高速前进中的列车的中点处，某乘客突然按下手电筒，使其发出一道闪光，该乘客认为闪光向前、向后传播的速度相等，都为c，站在铁轨旁边地面上的观察者认为闪光向前、向后传播的速度_______（填“相等”、“不等”）。并且，车上的乘客认为，电筒的闪光同时到达列车的前、后壁，地面上的观察者认为电筒的闪光先到达列车的______（填“前”、“后”）壁。

（3）如图所示，某列波在t=0时刻的波形如图中实线，虚线为t=0.3s（该波的周期T>0.3s）时刻的波形图。已知t=0时刻质点P正在做加速运动，求质点P振动的周期和波的传播速度。

 

C．（选修模块3－5）（12分）

（1）下列说法正确的是（      ）

A．电子的衍射现象说明实物粒子的波动性

B．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短

C．原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线

D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小

（2）2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯主要成就是发明了电荷耦合器件（CCD）图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳级。理想电流计可检测通过光电管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为________，若增大入射光的强度，电流计的读数________（填“为零”或“不为零”）。

（3）一个静止的，放出一个速度为v1的粒子，同时产生一个新核，并释放出频率为的γ光子。写出该核反应方程式，求出这个核反应中产生的新核的速度v2。（不计光子的动量）

 

 

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