題目列表(包括答案和解析)
板長L/cm | 25 | 50 | 80 | 100 | 120 | 150 |
周期計算值T0/s | 0.70 | 1.00 | 1.27 | 1.41 | 1.55 | 1.73 |
周期測量值T/s | 0.81 | 1.16 | 1.47 | 1.64 | 1.80 | 2.01 |
學(xué)過單擺的周期公式以后,有的同學(xué)對鐘擺產(chǎn)生了興趣,他們先研究用厚度和質(zhì)量分布均勻的方木塊(如一把米尺)做成的擺(這種擺被稱為復(fù)擺),如圖所示.讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動,C點(diǎn)為重心,板長為L,周期用T表示.
甲同學(xué)猜想:復(fù)擺的周期應(yīng)該與板的質(zhì)量有關(guān).
乙同學(xué)猜想:復(fù)擺的擺長應(yīng)該是懸點(diǎn)到重心的距離L/2.
丙同學(xué)猜想:復(fù)擺的擺長應(yīng)該大于L/2.
為了研究以上猜想是否正確,他們進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)探索:
①把兩個相同的木板完全重疊在一起,用透明膠(質(zhì)量不計)粘好,測量其擺動周期,發(fā)現(xiàn)與單個木板擺動時的周期相同,重做多次仍有這樣的特點(diǎn).則證明了甲同學(xué)的猜想是________的(選填“正確”或“錯誤”).
②用T0表示板長為L的復(fù)擺看成擺長為L/2單擺的周期計算值,用T表示板長為L復(fù)擺的實(shí)際周期測量值.計算與測量的數(shù)據(jù)如下表:
由上表可知,復(fù)擺的等效擺長________L/2(選填“大于”、“小于”或“等于”).
③為了進(jìn)一步定量研究,同學(xué)們用描點(diǎn)作圖法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,所選坐標(biāo)如圖.請在坐標(biāo)上作出T-T0圖,并根據(jù)圖象中反映出的規(guī)律求出=________(結(jié)果保留三位有效數(shù)字,其中L等是板長為L時的等效擺長,).
學(xué)過單擺的周期公式以后,物理興趣小組的同學(xué)們對鐘擺產(chǎn)生了興趣,老師建議他們先研究用厚度和質(zhì)量分布均勻的方木條(如一把米尺)做成的擺(這種擺被稱為復(fù)擺),如圖所示。讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動,C點(diǎn)為重心,板長為L,周期用T表示。
甲同學(xué)猜想:復(fù)擺的周期應(yīng)該與板的質(zhì)量有關(guān)。
乙同學(xué)猜想:復(fù)擺的等效擺長L等應(yīng)該是懸點(diǎn)到重心的距離L/2。
丙同學(xué)猜想:復(fù)擺的等效擺長L等應(yīng)該大于L/2。
為了研究以上猜想是否正確,同學(xué)們進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)探索:
(1)把兩個相同的木板完全重疊在一起,用透明膠(質(zhì)量不計)粘好,測量其擺動周期,發(fā)現(xiàn)與單個木板擺動時的周期相同,重做多次仍有這樣的特點(diǎn)。則證明了甲同學(xué)的猜想是_______________的(選填“正確”或“錯誤”)。
(2)將板長為L的復(fù)擺看作是擺長是L/2的單擺,利用單擺的周期公式可計算出其周期T0=2,填入下表第二行;另外將板長為L的復(fù)擺的實(shí)際周期測量值用T表示,填入下表第三行。比較下表中T0與T的數(shù)據(jù)可知,復(fù)擺的等效擺長L等_________L/2(選填“大于”、“小于”或“等于”)。
板長L/cm |
25 |
50 |
80 |
100 |
120 |
150 |
周期計算值T0/s |
0.70 |
1.00 |
1.27 |
1.41 |
1.55 |
1.73 |
周期測量值T/s |
0.81 |
1.16 |
1.47 |
1.64 |
1.80 |
2.01 |
(3)為了進(jìn)一步定量研究,同學(xué)們用描點(diǎn)作圖法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,做出的T-T0關(guān)系圖線如右圖,請根據(jù)圖線求出復(fù)擺的等效擺長L等跟板長L的關(guān)系表達(dá)式為__________
題號
1
2
3
4
5
6
答案
B
D
C
A
B
BC
題號
7
8
9
答案
BC
BD
AD
10.(8分)8.472;10.040;
11. (10分)(1)從實(shí)驗(yàn)裝置看,該同學(xué)所用交流電的電壓為 _220 伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應(yīng)該是 _先接通電源后釋放紙帶 (每空1分,共2分)
(2)從數(shù)據(jù)處理方法看,在S1、S2、S3、S4、S5、S6中,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果起作用的,方法A中有 _ S1、S6; 方法B中有S1、S2、S3、S4、S5、S6。因此,選擇方法 _B (A或B)更合理,這樣可以減少實(shí)驗(yàn)的 _偶然 (系統(tǒng)或偶然)誤差。(每空1分,共4分)
(3)本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來源有(試舉出兩條). (每答對1條得2分,共4分)
重物下落過程中受到阻力; S1、S2、S3、S4、S5、S6 長度測量;
交流電頻率波動; 數(shù)據(jù)處理方法等。
12、(11分)
(1)水果電池的內(nèi)阻太大。(1分)
(2)(6分)曉宇的方法不正確(1分),因水果電池本身有電動勢(1分),當(dāng)用歐姆表直接接“土豆電池”的兩極時,歐姆表內(nèi)部的電源與水果電池的電動勢正向或反向串聯(lián),影響測量的結(jié)果,故測不準(zhǔn)(1分)。
小麗同學(xué)測量的誤差也很大(1分)。理想狀態(tài)下用電流表測得的是短路電流,伏特表測得的應(yīng)當(dāng)是電源電動勢,但由于水果電池的內(nèi)阻很大,伏特表的內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于水果電池的內(nèi)阻(1分),故其測得的電動勢誤差大,算得的內(nèi)阻亦不準(zhǔn)確(1分)。
(3)①B(1分)、G(1分)
②(2分)
13.(14分)(1)
14.(14分)
解析:(1)由0-v2=-2as 得
加速度大小a===
(2)由牛頓第二定律得
f阻+F附=ma
故f阻=ma-F附=3×106×0.05-9×104=6×104N (4分)
(3)由P=Fv得
P=f阻?vm
故P=6×104×20=1.2×106W (4分)
(4)由動能定理得:
Pt-f阻s1=mv
代入數(shù)據(jù)解得:s1=
故總行程s=s1+s2=
15. (16分)解:對薄板由于Mgsin37?m(M+m)gcos37故滑塊在薄板上滑動時,薄板靜止不動.
對滑塊:在薄板上滑行時加速度a=gsin37=
滑塊由B至C時的加速度a= gsin37-mgcos37=
即t+6t-7=0 解得t=1s
對薄板:滑塊滑離后才開始運(yùn)動,加速度a= gsin37-mgcos37=
故滑塊、平板下端B到達(dá)斜面底端C的時間差是△t= t-t=-1=1.65s
16.(16分) (1)設(shè)A、B下落H高度時速度為υ,由機(jī)械能守恒定律得: (1分)
B著地后,A先向下運(yùn)動,再向上運(yùn)動到,當(dāng)A回到B著地時的高度時合外力為0,對此過程有: (1分)
解得: (1分)
(2)B物塊恰能離開地面時,彈簧處于伸長狀態(tài),彈力大小等于mg,B物塊剛著地解除彈簧鎖定時,彈簧處于壓縮狀態(tài),彈力大小等于mg.因此,兩次彈簧形變量相同,則這兩次彈簧彈性勢能相同,設(shè)為EP. (2分)
又B物塊恰能離開地面但不繼續(xù)上升,此時A物塊速度為0.
從B物塊著地到B物塊恰能離開地面但不繼續(xù)上升的過程中,A物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,即:
(2分)解得:Δx=H (2分)
(3)因?yàn)锽物塊剛著地解除彈簧鎖定時與B物塊恰能離開地面時彈簧形變量相同,所以彈簧形變量 (1分)
第一次從B物塊著地到彈簧恢復(fù)原長過程中,彈簧和A物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒: (2分)
第二次釋放A、B后,A、B均做自由落體運(yùn)動,由機(jī)械能守恒得剛著地時A、B系統(tǒng)的速度為 (1分)
從B物塊著地到B剛要離地過程中,彈簧和A物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒: (2分)
聯(lián)立以上各式得: (1分)
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