摘要:单摆的周期 实验仪器:数字计时器.铁架台.米尺.挡光片.铁球.细线 教师操作:数字计时器选择T,光电门尽量对准挡光片底端,量出摆长,使单摆振动.摆动10次停止计时.求出周期,改变摆长的长度.重复上述实验. l T 1 2 3 数据处理:研究摆长与周期的关系. 实验结论:T∝

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Ⅰ(8分)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。

①他组装单摆是,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示,这样做的目的是          (填字母代号)

A.保证摆动过程中摆长不变

B.可使周期测量得更加准确

C.需要改变摆长时便于调节

D.保证摆球在同一竖直平面内摆动

②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径为12mm,单摆摆长为        m

③下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标远点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图像,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是            (填字母代号)

Ⅱ(10)在“测定金属的电阻率”实验中,所用测量仪器均已校准.待测金属丝接入电路部分的长度约为50cm.直径为0.396mm

(1)用伏安法测金属丝的电阻Rx.实验所用器材为:电池组(电动势为3V,内阻约1Ω)、电流表(内阻约0.1Ω)、电压表(内阻约3kΩ)、滑动变阻器R(0~20Ω,额定电流2A)、开关、导线若干. 某小组同学利用以上器材正确连接好电路,进行实验测量,记录数据如下:

次数

1

2

3

4

5

6

7

U/V

0.10

0.30

0.70

1.00

1.50

1.70

2.30

I/A

0.020

0.060

0.160

0.220

0.340

0.460

0.520

 

由以上数据可知,他们测量Rx是采用图2中的_________图(选填“甲”或“乙”).

(2)图3是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线,滑动变阻器的滑片P置于变阻器的一端.请根据图(2)所选的电路图,补充完成图3中实物间的连线,并使闭合开关的瞬间,电压表或电流表不至于被烧坏.

(3)这个小组的同学在坐标纸上建立U、I坐标系,如图4所示,图中已标出了测量数据对应的4个坐标点.请在图4中标出第2、4、6次测量数据坐标点,并描绘出U─I图线.由图线得到金属丝的阻值Rx=___________Ω(保留两位有效数字).

(4)根据以上数据可以估算出金属丝的电阻率约为___________(填选项前的符号).

A.1×10-2Ωm        B.1×10-3Ωm        C.1×10-6Ωm        D.1×10-8Ωm

(5)任何实验测量都存在误差.本实验所用测量仪器均已校准,下列关于误差的说法中正确的选项是___________(有多个正确选项).

A.用螺旋测微器测量金属丝直径时,由于读数引起的误差属于系统误差

B.由于电流表和电压表内阻引起的误差属于偶然误差

C.若将电流表和电压表内阻计算在内,可以消除由测量仪表引起的系统误差

D.用U─I图像处理数据求金属丝电阻可以减小偶然误差

 

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(1)如图1所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s,其中s1=5.12cm,s2=5.74cm,s3=6.14cm,s4=7.05cm,s5=7.68cm,s6=8.33cm、则打F点时小车的瞬时速度的大小是    m/s,加速度大小是    m/s2.(计算结果保留两位有效数字)

(2)有人说矿区的重力加速度偏大,某同学“用单摆测定重力加速度”的实验探究该问题.他用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为800.0mm,用游标为10分度的卡尺测得摆球的直径如图2所示,摆球的直径为    mm.他把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,当摆动稳定后,在摆球通过平衡位置时启动秒表,并数下“0”,直到摆球第30次同向通过平衡位置时按停秒表,秒表读数如图3所示,读出所经历的时间t,则单摆的周期为    s,该实验测得当地的重力加速度为    m/s2.(保留3位有效数字)

(3)在测定金属电阻率的实验中,用伏安法测量一个约100Ω电阻丝,可用的仪器:电流表(量程0~30mA,内阻50Ω)、电压表(量程0~3V,内阻5kΩ)、滑动变阻器(最大阻值20Ω)、电源(电动势4V,内阻忽略不计)、开关和导线若干.
①请将你设计的实验电路图画在方框中.
②根据设计的电路图,将下图中的实物连接成实验用的电路.
③为了完成整个实验,除你在电路中已画出的器材外,还需要测量接入电路中的电阻丝长度l的仪器是    ,测量电阻丝直径d的仪器是    .
④计算电阻率的公式是ρ=    .(用直接测量出的物理量表示)
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I、正在修建的房顶上固定的根不可伸长的细线垂到三楼窗沿下,某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度,先将线的下端系上一个小球.发现当小球静止时,细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直.他打开窗子,让小球在垂直于窗子的竖直平面内摆动,如图1.测量周期时计时起点应选择小球通过图中的
B
B
点最为合理(用图中字母表示).该同学测得小球运动的周期T=3s,球在最低点B时球心到窗上沿的距离为1m,则房顶到窗上沿的高度h
3
3
m.(地重力加速度g取π2m/s2).

II、某同学设计了如图2的电路,用来测量未知电阻Rx的阻值,在下列可供选择的器材中:
A.被测电阻Rx,阻值约为50Ω
B.电源(电动势10V,内阻0.5Ω)
C.电流表(量程0-200mA,内阻r2)
D.电流表(量程0-300mA,内阻约为r3)
E.定值电阻500Ω
F.定值电阻100Ω
G.滑动变阻器(0-100Ω,1A)
H.滑动变阻器(0-2000Ω,0.5A)
I.电键,导线若干
测量时,为使结果尽可能精确,电路安全,电流表A1应选用
C
C
,电流表A2应选用
D
D
,R1应选用
F
F
,R2应选用
G
G
.(填所选仪器前面的字母)
将该同学的实验步骤补充完整:
①将滑动变阻器的滑片移到最右端,闭合电键;
②将滑动变阻器的滑片移到适当位置,读出电流表A1、A2的读数;
③
再移动滑片,读出几组A1、A2的读数,算出对应的Rx值,求出平均值
再移动滑片,读出几组A1、A2的读数,算出对应的Rx值,求出平均值
;
④实验完毕后,拆除电路.
若某次测量时电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,则被测电阻的测量值为Rx=
(I2-I1)R1
I1
-r2
(I2-I1)R1
I1
-r2
.
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