题目内容

在测量重力加速度的实验中，某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆．他已经测得此单摆20个周期的时间为t，从悬挂点到小球顶端的线长为l，还需要测量的物理量为________．将g用测得量表示，可得g=________．

 

答案：
解析：

小球直径d

 


提示：


练习册系列答案
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（1）在测定金属丝电阻率的实验中，如图甲所示，用螺旋测微器测得金属丝的直径d=
0.730
0.730
mm．如图乙所示，用多用电表的“×1”欧姆挡，调零后测得金属丝阻值R=
8.0
8.0
Ω，若实验中测出金属丝的长度为L，则该金属丝电阻率的表达式ρ=
πRd2
4L
πRd2
4L
（用符号表示）．

（2）如图丙所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率．在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让人射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3．图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点．设AB的长度为l1、AO的长度为l2，CD的长度为l3，出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量
l1和l3
l1和l3
（用上述所给物理量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为
l1
l3
l1
l3
．
（3）某同学用如图丁所示的装置测定重力加速度．
①打出的纸带如图戊所示，实验时纸带的
乙
乙
端通过夹子和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
②纸带上1至9各点为计时点，由纸带所示数据可算出实验时的重力加速度为
9.4
9.4
m/s2．
③若当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量当地重力加速度的值有差异的一个原因
纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力
纸带和打点计时器间的摩擦阻力、空气阻力
．
（1）①测定玻璃的折射率时，为了减小实验误差，应该注意的是：
ACD
ACD

A．玻璃砖的宽度宜大些              B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直的插在纸面上        D．大头针P1、P2及P3、P4之间的距离适当大些
②某同学在画界面时，不小心将两界面aa′、bb′间距画得比玻璃砖宽度大了些，其他操作均正确，则他测得的折射率与实际折射率比较结果是：
偏小
偏小
（选填“偏小”、“偏大”或“不变”）
（2）①几位同学进行“用单摆测定重力加速度”的实验，黄同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，记录的实验测量数据如下，若要比较准确的计算当地的重力加速度值，应选用第
2
2
组实验数据．
组别 摆球材料 摆长L/m 最大摆角 全振动次数N/次
1 铜 0.40 15° 20
2 铁 1.00 5° 50
3 铝 0.40 15° 10
4 木 1.00 5° 50
②马同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图1中T2-L图象中的实线OM，罗同学也进行了与马同学同样的实验，但实验后他才发现自己测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学当时做出的T2-L图象应该是
B
B

A．虚线①，不平行OM        B．虚线②，平行OM
C．虚线③，平行OM          D．虚线④，不平行OM
（3）①在“测金属电阻率”实验中，螺旋测微器测金属丝的直径的读数如图2，则直径d=
0.900
0.900
mm．
②已知金属丝电阻大约为10Ω．在用伏安法准确测其电阻时，有下列器材可供选择，除必选电源（电动势1.5V，内阻很小）、导线、开关外，电流表应选
A2
A2
，电压表应选
V2
V2
，滑动变阻器应选
R1
R1
．（填代号）
A1电流表（量程400mA，内阻约0.5Ω）  A2电流表（量程100mA，内阻约0.6Ω）
V1电压表（量程6V，内阻约30kΩ）    V2电压表（量程1V，内阻约的20kΩ）
R1滑动变阻器（范围0-10Ω）R2滑动变阻器（范围0-2kΩ）
③将设计好的测量电路原理图画在图3虚框内．
（2012?金山区一模）在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下．
组别 摆球材料 摆长L/m 最大摆角 全振动次数
N/次
1 铜 0.40 15° 20
2 铁 1.00 5° 50
3 铝 0.40 15° 10
4 木 1.00 5° 50
若要计算当地的重力加速度值，应选用第
2
2
组实验数据． 
（2）甲同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2-L图象中的实线OM，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g=
4π2
k
4π2
k
（用符号表示）．
（3）乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学做出的T2-L图象为
B
B

A．虚线①，不平行实线OM  B．虚线②，平行实线OM
C．虚线③，平行实线OM    D．虚线④，不平行实线OM．
Ⅰ．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，其结构如图甲如示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两上光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2．
（1）用游标卡尺测量窄片K的宽度d（已知L＞＞d），光电门1，2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1、t2．则窄片K通过光电门1的速度表达式v1=
d
t1
d
t1
．
（2）用米尺测量两光电门间距为L，则小车的加速度表达式a=
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2L
t
2
1
?
t
2
2
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2L
t
2
1
?
t
2
2
．
（3）该实验中，为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力，正确的做法是
不挂砂和砂桶，调节长木板的倾角，轻推小车让其下滑，直至两个光电门的读数相等为止
不挂砂和砂桶，调节长木板的倾角，轻推小车让其下滑，直至两个光电门的读数相等为止
_．
（4）实验中，有位同学通过测量，把砂和砂桶的重力当作小车的合外力F，作出a-F图线，如图丙中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是
平衡摩擦力时木板倾角太大
平衡摩擦力时木板倾角太大
；曲线上部弯曲的原因
没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量
没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量
．

Ⅱ．（1）电磁打点计时器是一种计时的仪器，使用时要注意调节好振针的高度，如果振针的位置过低，打出的纸带的点迹是
短线
短线
，还会对纸带产生
较大阻力
较大阻力
，对实验结果有较大的影响．利用打点计时器和如图1的其它器材可以开展多项实验探究，其主要步骤如下：
a、按装置安装好器材并连好电路
b、接通电源，释放纸带，让重锤由静止开始自由下落
c、关闭电源，取出纸带．更换纸带，重复步骤b，打出几条纸带
d、选择一条符合实验要求的纸带，数据如图2（相邻计数点的时间为T），
（2）进行数据处理

①若是探究重力做功和物体动能的变化的关系．需求出重锤运动到各计数点的瞬时速度，试表示在B点时重锤运动的瞬时速度VB=
s2+s3
2T
s2+s3
2T
．
②若是测量重力加速度g．为减少实验的偶然误差，采用逐差法处理数据，则加速度大小可以表示为g=
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2
．
③如果求出的加速度值与当地重力加速度公认的值g′有较大差距，说明实验过程存在较大的阻力，若要测出阻力的大小，则还需测量的物理量是
重锤的质量m
重锤的质量m
．试用这些物理量和纸带上的数据符号表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小F=
m〔g′-
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2
〕
m〔g′-
(S3+S4)-(S1+S2 )
4T2
〕
．
I．在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么
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（1）计算B点瞬时速度时，甲同学用
v
2
B
=2gSOB，乙同学用vB=
SAC
2T
．其中所选择方法正确的是
 
（填“甲”或“乙”）同学．
（2）同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为
 
m/s2，从而计算出阻力f=
 
N．
（3）若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断，他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的？
 
．（填“能”或“不能”）
II．物理兴趣小组的同学们从实验室中找到一只小灯泡，其标称功率值为0.75W，额定电压值已模糊不清．他们想测定其额定电压值，于是先用欧姆表直接测出该灯泡的电阻约为2Ω，然后根据公式计算出该灯泡的额定电压U=
PR
=
2×0.75
V=1.22V．他们怀疑所得电压值不准确，于是，再利用下面可供选择的实验器材设计一个电路，测量通过灯泡的电流和它两端的电压．根据测量数据已绘出灯泡的U-I图线，如图所示．
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A．电压表V（量程3V，内阻约3kΩ）
B．电流表A1（量程150mA，内阻约2Ω） 
C．电流表A2（量程500mA，内阻约0.6Ω）
D．滑动变阻器R1（0～20Ω）
E．滑动变阻器R2（0～100Ω）
F．电源E（电动势4.0V，内阻不计）
G．开关S和导线若干
H．待测灯泡L（额定功率0.75W，额定电压未知）
（1）在下面所给定的实线框中画出他们进行实验的电路原理图，指出上述器材中，电流表选择
 
（填“A1”或“A2”）；滑动变阻器选择
 
（填“R1”或“R2”）．
（2）从图线上分析该灯泡的额定电压应为
 
V；这一结果大于开始时的计算结果，原因是
 
．

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