【題目】在“探究單擺擺長與周期關(guān)系”的實驗中,某同學(xué)的主要操作步驟如下:
A.取一根符合實驗要求的擺線,下端系一金屬小球,上端固定在O點;
B.在小球靜止懸掛時測量出O點到小球球心的距離;
C.拉動小球使細(xì)線偏離豎直方向一個不大的角度(小于5°),然后由靜止釋放小球;
D.用秒表記錄小球完成n次全振動所用的時間t.
(1)若該同學(xué)測得的重力加速度數(shù)值偏大,可能的原因是___________。(選選項前的序號)
A. 擺球的質(zhì)量過大
B. 測量擺長時,把擺線的長度當(dāng)成了擺長
C. 擺線上端未牢固地固定于O點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線越擺越長
D. 測周期時,誤將(n-1)次全振動記為了n次全振動,并由計算式T=t/n求得周期
(2)在與其他同學(xué)交流實驗方案并糾正了錯誤后,為了減小實驗誤差,他測得了多組擺長和對應(yīng)的周期T,并用這些數(shù)據(jù)作出了T2- 圖象如圖甲所示。若圖線的斜率為k,則重力加速度的測量值表達(dá)式為g=_________。
(3)這位同學(xué)查閱資料得知,單擺在擺角θ較大時周期公式可近似表述為,為了用圖象法驗證單擺周期T和最大擺角θ的關(guān)系,他測出擺長為的同一單擺在不同擺角θ時的周期T,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線。根據(jù)周期公式可知,該圖線延長后與橫軸交點的橫坐標(biāo)為_________________________。
【答案】 (1)D (2) (3)
【解析】(1)根據(jù)單擺的周期公式推導(dǎo)出重力加速度的表達(dá)式,從上面的表達(dá)式可得,重力加速度與小球的質(zhì)量、擺的振幅都無關(guān),故A錯誤;測量擺長時,把擺線的長度當(dāng)成了擺長,沒有加小球的半徑,使L變小,代入公式使g值偏小,故B錯誤;擺線上端未牢固地固定于O點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線越擺越長,則測得的周期變大,則g值偏小,選項C錯誤;
單擺振動n-1次的時間t,單擺的周期 ,若誤記做n次,則: ,即周期的測量值小于真實值,所以重力加速度的測量值偏大.故D正確.故選D.
(2)根據(jù),可知,則.
(3)實驗中得到的線性圖線,根據(jù)為 ,得 ,所以 時可得,即圖線延長后與橫軸交點的橫坐標(biāo)為.
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【題目】某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌上滑塊間的碰撞來尋找物體相互作用過程中的“不變量”,實驗裝置如圖所示,實驗過程如下(“+、-”表示速度方向):
實驗1 使m1=m2=0.25kg,讓運動的m1碰靜止的m2,碰后兩個滑塊分開.?dāng)?shù)據(jù)如表1.
表1
碰前 | 碰后 | |||
滑塊m1 | 滑塊m2 | 滑塊m1 | 滑塊m2 | |
速度v/(m·s-1) | +0.110 | 0 | 0 | +0.109 |
(1)根據(jù)這個實驗可推知,在實驗誤差允許的范圍內(nèi):
①碰前物體的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物體的速度;
②碰前物體的動能________(填“等于”或“不等于”)碰后物體的動能;
③碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv.
實驗2 使m1=m2=0.25kg,讓運動的m1碰靜止的m2,碰后m1、m2一起運動.?dāng)?shù)據(jù)如表2.
表2
碰前 | 碰后 | |||
滑塊m1 | 滑塊m2 | 滑塊m1 | 滑塊m2 | |
速度v/(m·s-1) | +0.140 | 0 | +0.069 | +0.069 |
(2)根據(jù)這個實驗可推知
①碰前物體的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物體速度的矢量和;
②碰前物體的動能________(填“等于”或“不等于”)碰后物體動能的和;
③碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和.
實驗3 使2m1=m2=0.5kg,讓運動的m1碰靜止的m2,碰后m1、m2分開.?dāng)?shù)據(jù)如表3.
表3
碰前 | 碰后 | |||
滑塊m1 | 滑塊m2 | 滑塊m1 | 滑塊m2 | |
速度v/(m·s-1) | +0.120 | 0 | -0.024 | +0.071 |
(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)可推知,在誤差允許范圍內(nèi):
①碰前物體的速度________(填“等于”或“不等于”)碰后物體速度的矢量和;
②碰前物體的動能________(填“等于”或“不等于”)碰后物體動能的和;
③碰前物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv________(填“等于”或“不等于”)碰后物體的質(zhì)量m與速度v的乘積mv的矢量和.
(4)還進(jìn)行了其他情景的實驗,最終在實驗中發(fā)現(xiàn)的“不變量”是________.
(5)在“探究碰撞中的不變量”實驗中,關(guān)于實驗結(jié)論的說明,正確的是________.
A.只需找到一種情景的“不變量”即可,結(jié)論對其他情景也同樣適用
B.只找到一種情景的“不變量”還不夠,其他情景未必適用
C.實驗中要尋找的“不變量”必須在各種碰撞情況下都不改變
D.進(jìn)行有限次實驗找到的“不變量”,具有偶然性,結(jié)論還需要檢驗
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑半球的半徑為R,球心為O,固定在水平面上,其上方有一光滑曲面軌道AB,高度為。軌道底端水平并與半球頂端相切,質(zhì)量為m的小球從A點由靜止滑下,最后落在水平面上C點,重力加速度為g,則
A. 小球?qū)⒀匕肭虮砻孀鲆欢螆A周運動后斜拋至C點
B. 小球?qū)?/span>B點開始做平拋運動到達(dá)C點
C. OC之間的距離為2R
D. 小球運動到C點時的速率為
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【題目】在坐標(biāo)原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,波速v=200 m/s,已知t=0時波剛好傳到x=40 m處,如圖所示。在x=400 m處有一接收器(圖中未畫出),則下列說法正確的是( )
A. 波源的起振方向沿y軸正方向
B. 接收器在t=2 s時才能接收到此波
C. 從t=0開始經(jīng)0.15 s,x=40 m處的質(zhì)點運動的路程為30cm
D. 若波源向x軸正方向移動,接收器收到的波的頻率可能為12Hz
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【題目】如圖所示,傾角為θ的斜面體c置于水平地面上,小物塊b置于斜面上,通過細(xì)繩跨過光滑的輕質(zhì)定滑輪與容器a連接,連接b的一段細(xì)繩與斜面平行.在a中緩慢注入沙子的過程中,a、b、c均一直處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是
A. 繩子的拉力保持不變
B. b對c的摩擦力一直變大
C. 繩對滑輪的作用力方向始終不變
D. 地面對c的支持力始終不變
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【題目】如圖所示,兩根足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌間距l=0.9m,與水平面夾角θ=30°,正方形區(qū)域abcd內(nèi)有勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=2T,方向垂直于斜面向上.甲、乙是兩根質(zhì)量相同、電阻均為R=4.86Ω的金屬桿,垂直于導(dǎo)軌放置.甲置于磁場的上邊界ab處,乙置于甲上方l處.現(xiàn)將兩金屬桿由靜止同時釋放,并立即在甲上施加一個沿導(dǎo)軌方向的拉力F,甲始終以a=5m/s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運動,乙進(jìn)入磁場時恰好做勻速運動,g=10m/s2.則
A. 甲穿過磁場過程中拉力F不變
B. 每根金屬桿的質(zhì)量為0.2kg
C. 乙穿過磁場過程中安培力的功率是2W
D. 乙穿過磁場過程中,通過整個回路的電荷量為C
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【題目】A、B兩列火車,在同一軌道上同向行駛,A車在前,其速度vA=10 m/s,B車在后,速度vB=30 m/s,因大霧能見度很低,B車在距A車x0=75 m時才發(fā)現(xiàn)前方有A車,這時B車立即剎車,但B車要經(jīng)過180 m才能停止,問:B車剎車時A車仍按原速率行駛,兩車是否會相撞?若會相撞,將在B車剎車后多長時間相撞?若不會相撞,則兩車最近距離是多少?
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【題目】如圖所示,兩平行金屬板間有一勻強電場,板長為,板間距離為d,在板右端處有一豎直放置的熒光屏M.一帶電量為q、質(zhì)量為m的粒子從兩極板中央射入板間,最后垂直打在M屏上,則下列結(jié)論正確的是( )
A. 板間電場強度大小為mg/q
B. 板間電場強度大小為2mg/q
C. 粒子在板間運動的時間跟它從板的右端運動到光屏的時間相等
D. 粒子在板間運動的時間大于它從板的右端運動到光屏的時間
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【題目】如圖所示,半圓形容器固定在地面上,一物塊從容器邊緣A點以向下的初速度開始運動,恰好能沿容器內(nèi)壁以大小不變的速度運動到容器底部O點,則在物塊下滑過程中,下列說法正確的是( )
A.滑塊受到的合外力越來越小
B.重力做功的功率越來越小
C.重力與摩擦力的合力越來越大
D.克服摩擦力做功的功率越來越大
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