题目内容
15.在用单摆测定重力加速度实验中:(1)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,除秒表外,还应选用下列所给器材中的哪些?将你所选用的器材前的字母填在题后的横线上.
A.长1m左右的细绳;
B.长10cm左右的细绳;
C.直径约2cm的钢球;
D.直径约2cm的木球;
E.分度值是1cm的直尺;
F.分度值是1mm的直尺;
所选器材是ACF
(2)用10分度的游标卡尺测量摆球的直径如图1所示,可读出摆球的直径为2.05cm.
把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L.
(3)用秒表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,单摆每经过最低点记一次数,当数到n=60时秒表的示数如图2所示,该单摆的周期是T=2.29s(结果保留三位有效数字).
(4)测量出多组周期T、摆长L的数值后,画出T2-L图线如图3,此图线斜率的物理意义是C
A.g B.$\frac{L}{g}$ C.$\frac{4{π}^{2}}{g}$ D.$\frac{g}{4{π}^{2}}$
(5)在(4)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过原点,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小C
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.都有可能
(6)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度,他采用的方法是:先测出一个摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度△L,再测出其振动周期T2.用该同学测出的物理量表示重力加速度g=$\frac{4{π}^{2}•△L}{{{T}_{1}}^{2}-{{T}_{2}}^{2}}$.
分析 (1)根据实验原理、实验器材与实验注意事项选择实验器材;
(2)游标卡尺等于主尺读数加上游标读数,不需估读.
(3)根据全振动的次数,结合时间求出单摆的周期.
(4、5)根据单摆的周期公式得出T2-L的关系式,从而确定图线斜率的物理含义,结合图线判断重力加速度的误差.
(6)根据单摆的周期公式联立方程组求出重力加速度的表达式.
解答 解:(1)用单摆测重力加速度实验,为减小实验误差,摆线应选:A、长1m左右的细线;
实验时应使用质量大体积小,即密度大的摆球,故摆球应选:C、直径2cm左右的钢球;
测摆长时为减小实验误差,应选择:F、分度值是1mm的直尺;
故选:ACF.
(2)游标卡尺的主尺读数为20mm,游标读数为0.1×5mm=0.5mm,则摆球的直径为20.5mm=2.05cm.
(3)秒表的读数为60+7.5s=67.5s,一个周期内两次经过最低点,有:59×$\frac{T}{2}$=67.5s,解得T=2.29s.
(4)根据T=$2π\sqrt{\frac{L}{g}}$得,${T}^{2}=\frac{4{π}^{2}L}{g}$,可知图线的斜率k=$\frac{4{π}^{2}}{g}$,故选:C.
(5)描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的直线将不通过原点,
T2=$\frac{4{π}^{2}}{g}$(L线+$\frac{d}{2}$),即作出T2-L线的图象,斜率不变,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小不变.故选:C.
(6)根据${T}_{1}=2π\sqrt{\frac{L}{g}}$,${T}_{2}=2π\sqrt{\frac{L-△L}{g}}$得,重力加速度g=$\frac{4{π}^{2}•△L}{{{T}_{1}}^{2}-{{T}_{2}}^{2}}$.
故答案为:(1)ACF,(2)2.05,(3)2.29,(4)C,(5)C,(6)$\frac{4{π}^{2}•△L}{{{T}_{1}}^{2}-{{T}_{2}}^{2}}$
点评 常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.掌握单摆的周期公式,从而求解加速度,摆长、周期等物理量之间的关系.
| A. | 失重且机械能增加 | B. | 失重且机械能减少 | ||
| C. | 超重且机械能增加 | D. | 超重且机械能减少 |
| A. | 凡是与热有关的自发的宏观现象都是不可逆的 | |
| B. | 第二类永动机不可能实现是因为违背了能量守恒定律 | |
| C. | 在火力发电机中,燃气燃烧产生的内能不可能全部变成电能 | |
| D. | 在热传导中,热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体 |
| A. | 这群氢原子辐射出的光中共有4种频率的光能使金属A发生光电效应 | |
| B. | 如果辐射进来一个能量为2.6eV的光子,可以使一个氢原子从n=2能级向n=4能级 跃迁 | |
| C. | 如果辐射进来一个能量大于1.32eV的光子,可以使处于n=4能级的一个氢原子发生电离 | |
| D. | 用氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射出的光照射金属A,所产生的光电子的最大初动能为10.2eV |
| A. | 物体通过平衡位置时,合外力一定为零 | |
| B. | 振子做减速运动时,加速度在减小 | |
| C. | 振子向平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反 | |
| D. | 振子远离平衡位置运动时,加速度方向与速度方向相反 |
| A. | 电熨斗 | B. | 电风扇 | C. | 电视机 | D. | 收音机 |
| A. | 外力的大小 | |
| B. | 匀速运动的速度大小 | |
| C. | 通过磁场区域的过程中产生的焦耳热 | |
| D. | 进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量 |
| A. | 小球以后将向左做平抛运动 | |
| B. | 小球将做自由落体运动 | |
| C. | 此过程小球对小车做的功为$\frac{2M{{v}_{0}}^{2}}{9}$ | |
| D. | 小球在弧形槽上上升的最大高度为$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{4g}$ |