题目内容

18．某同学用实验的方法“探究单摆的周期与摆长的关系”．
（1）为测量摆线长，必须使单摆处于B（选填字母代码）状态．
A．水平拉直            B．自然悬垂            C．悬挂拉紧
（2）他用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最高端的长度L0=98.80cm，然后分别用两种仪器甲、乙来测量摆球直径，操作如图，得到摆球的直径为d=2.266cm，此测量数据是选用了仪器甲（选填“甲”或“乙”）测量得到的．
（3）根据上述测量结果，结合误差分析，他得到的摆长L是99.93cm（结果保留四位有效数字）
（4）他改变摆长后，测量6种不同摆长情况下单摆的周期，记录表格如下：
l/cm40.0050.0080.0090.00100.00120.00
T/s1.261.421.791.902.002.20
T2/s21.592.023.203.614.004.84
以摆长l为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-l图线，并利用此图线求重力加速度值为9.86m/s2（结果保留三位有效数字，4π2=39.44）．

分析 （1）单摆的摆长在摆动中不能变化．而摆长是影响周期的因素，应该在研究的时候予以改变；
（2）将给出的数据域游标卡尺域螺旋测微器的最小分度比较，确定是哪一个的测量结果；
（3）摆长为悬点到球心的距离．
（4）根据给出的数据，在坐标系中画出相应的图线，然后从中选取合适的点，求出图线的斜率，然后结合重力加速度的表达式，求出重力加速度．

解答 解：（1）为测量摆线长，必须使单摆处于自然悬垂状态，水平拉直或拉紧都会增大测量的误差．故B正确，AC错误．
故选：B．
（2）图甲是50分度的游标卡尺，最小分度是0.02mm，而螺旋测微器的最小分度是0.001mm，小球的读数是d=2.266cm=22.66mm；符合游标卡尺的读数，不符合螺旋测微器的读数的精确度．故此测量数据是选用了仪器甲；
（3）L=L0+$\frac{d}{2}$=98.80+$\frac{2.266}{2}$≈99.93cm，
（4）以摆长L为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-L图线如图；
根据单摆的周期公式：T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$ 得：g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$．
所以图线的斜率：k=$\frac{{T}^{2}}{L}$=$\frac{4{π}^{2}}{g}$
由图可得：k=$\frac{△{T}^{2}}{△L}$=$\frac{4.8}{1.2}$=4
所以：g=$\frac{4{π}^{2}}{k}$=$\frac{39.44}{4}$=9.86m/s2
故答案为：（1）B； （2）甲；（3）99.93；（4）9.86．

点评 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；摆长要注意是悬点到球心的距离，一般可利用摆线长度加球的半径的方式得到，注意保留有效数字．

练习册系列答案
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C．根据玻尔理论，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，同时电子的动能增大，电势能减小
D．一个处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时最多可以释放3个不同频率的光子
E．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子之间发生碰撞时，将一部分能量转移给电子，所以散射后波长变长
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13．在一次演示实验中，一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体，测得弹簧压缩的距离x和小球在粗糙水平面滑动的距离c/如下表所示．由此表可以归纳出小物体滑动的距离d跟弹簧压缩的距离之间x的关系，并猜测弹簧的弹性势能EP跟弹簧压缩的距离x之间的关系分别是（　　）（选项中幻、是常量）
实验次数1234
x/cm0.501.002.004.00
d/cm4.9820.0280.10319.5
A．d=k1x，EP=k2xB．d=k1x，EP=k2x2C．d=k1x2，EP=k2xD．d=k1x2，EP=k2x2
3．关于能量和能源，以下说法不正确的是（　　）
A．能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性
B．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
C．在利用能源的过程中，总能量在数量上并未减少
D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
10．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和蓝光组成的光从真空沿AO方向从直径面斜射入玻璃，B、C两点为两单色光的射出点．已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为tB，从C点射出的单色光由O到C的传播时间为tC，则（　　）
A．OC光线为红光，tB=tCB．OB光线为红光，tB=tC
C．OC光线为红光，tB＞tCD．OB光线为红光，tB＜tC
5．为了测量某种材料制成的电阻丝Rx的电阻率，提供的器材有：
A．电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA
B．电流表A，内阻约为1Ω，量程为0～0.6A
C．螺旋测微器，刻度尺
D．电阻箱R0（0～9999Ω）
E．滑动变阻器R（最大阻值5Ω）
F．电池组E（3V，0.05Ω）
G．一个开关S和导线若干
某同学进行了以下操作：
（1）用多用电表粗测电阻丝的阻值，当用“×10”档时发现指针偏转角度过大，他应该换用×1档（填“×1”或“×100”），进行一系列正确操作后，指针静止时位置如图1所示．
（2）把电流表G与电阻箱串联改装成量程为3V的电压表使用，则电阻箱的阻值应调为R0=990Ω．
（3）用改装好的电压表和题中提供的器材，设计一个测量电阻Rx阻值的实验，要求电阻丝Rx两端电压能从零连续可调．根据实验要求，请将图中电路图补画完整．
（4）用刻度尺测得电阻丝的长度为L，用螺旋测微器测得电阻丝的直径为d．电路闭合后，调节滑动变阻器的滑片到合适位置，电流表G的示数为I1，电流表A的示数为I2，请用已知量和测量量的字母符号（各量不允许代入数值）写出计算电阻率的表达式ρ=$\frac{π{d}^{2}{I}_{1}（{R}_{g}+{R}_{0}）}{4L（{I}_{2}-{I}_{1}）}$．
5．多用电表是实验室和生产实际中常用的仪器．使用多用电表进行了两次测量，指针所指的位置分别如图中a、b所示．若选择开关处在“×10Ω”的欧姆挡时指针位于a，则被测电阻的阻值是500Ω．若选择开关处在“直流电压2.5V”挡时指针位于b，则被测电压是2.00v．

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