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擺鐘問題 單擺的一個重要應(yīng)用就是利用單擺振動的等時性制成擺鐘.在計算擺鐘類的問題時.利用以下方法比較簡單:在一定時間內(nèi).擺鐘走過的格子數(shù)n與頻率f成正比(n可以是分鐘數(shù).也可以是秒數(shù).小時數(shù)--).再由頻率公式可以得到: [例6]有一擺鐘的擺長為ll時.在某一標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)快amin.若擺長為l2時.在同一標(biāo)準(zhǔn)時間內(nèi)慢bmin..求為使其準(zhǔn)確.擺長應(yīng)為多長?(可把鐘擺視為擺角很小的單擺). [解析]設(shè)該標(biāo)準(zhǔn)時間為ts.準(zhǔn)確擺鐘擺長為lm.走時快的鐘周期為T1s.走慢時的周期為T2s.準(zhǔn)確的鐘周期為T3.不管走時準(zhǔn)確與否.鐘擺每完成一次全振動.鐘面上顯示時間都是Ts. 由各擺鐘在ts內(nèi)鐘面上顯示的時間求解. 對快鐘: t+60a=T, 對慢鐘: t- 60a=T 聯(lián)立解.可得== 最后可得L=. 由各擺鐘在ts內(nèi)的振動次數(shù)關(guān)系求解: 設(shè)快鐘的 t s內(nèi)全振動次數(shù)為 nl.慢鐘為 n2.準(zhǔn)確的鐘為n.顯然.快鐘比準(zhǔn)確的鐘多振動了60a/T次.慢鐘比準(zhǔn)確的鐘少振動60b/T次.故: 對快鐘:nl=t/T1=n+60a/T=t/T+60a/T 對慢鐘:n2=t/T2=n-60b/T=t/T-60b/T 聯(lián)解①②式.并利用單擺周期公式T=2同樣可得L= 點竅:對走時不準(zhǔn)的擺鐘問題.解題時應(yīng)抓住:由于擺鐘的機(jī)械構(gòu)造所決定.鐘擺每完成一次全振動.擺鐘所顯示的時間為一定值.也就是走時準(zhǔn)確的擺鐘的周期T. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

I.一礦區(qū)的重力加速度偏大,某同學(xué)“用單擺測定重力加速度”實驗探究該問題.]
(1)用最小分度為毫米的米尺測得擺線的長度為990.8mm,用10分度的游標(biāo)卡尺測得擺球的直徑如圖1所示,擺球的直徑為
 
mm.
(2)把擺球從平衡位置拉開一個小角度由靜止釋放,使單擺在豎直平面內(nèi)擺動,用秒表測出單擺做50次全振動所用的時間,秒表讀數(shù)如圖2所示,讀出所經(jīng)歷的時間,單擺的周期為
 
s.
(3)測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?!--BA-->
 
m/s2.(保留3位有效數(shù)字)
II.一塊電流表的內(nèi)阻大約是幾百歐,某同學(xué)用如圖3電路測量其內(nèi)阻和滿偏電流,部分實驗步驟如下:
①選擇器材:兩個電阻箱、2節(jié)干電池(每節(jié)電動勢為1.5V,內(nèi)阻不計)、2個單刀單擲開關(guān)和若干導(dǎo)線;
②按如圖3所示的電路圖連接好器材,斷開開關(guān)S1、S2,將電阻箱1的電阻調(diào)至最大;
③閉合開關(guān)S1,調(diào)節(jié)電阻箱1,并同時觀察電流表指針,當(dāng)指針處于滿偏刻度時,讀取電阻箱1的阻值為500Ω;
④保持電阻箱1的電阻不變,再閉合開關(guān)S2,只調(diào)節(jié)電阻箱2,并同時觀測電流表指針,當(dāng)指針處于半偏刻度時,讀取電阻箱2的阻值為250Ω.
通過分析與計算可知:
(1)電流表內(nèi)阻的測量值 RA=
 
;電流表的滿偏電流值 Ig=
 
;
(2)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)電流表滿偏刻度的標(biāo)稱值為“3A”,與測量值完全不符.于是將一個電阻箱與電流表并聯(lián)進(jìn)行改裝,使改裝后的電流表量程與滿偏刻度的標(biāo)稱值相符,則改裝后的電流表的內(nèi)阻
R
/
A
=_
 
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(選3-4)
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(1)判斷以下說法的正誤,在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”
A.光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波
 

B.電磁波是振蕩電路中電子的周期性運動產(chǎn)生的
 

C.單擺做簡諧運動的回復(fù)力大小總與偏離平衡位置的位移大小成正比
 

D.激光具有單色性好、方向性強(qiáng)、亮度高等特點,是進(jìn)行全息照相的理想光源
 

E.地面上靜止的人觀察一條沿自身長度方向高速運動的桿,其長度總比桿靜止時的長度小
 

F.如圖甲為一列沿x軸正方向傳播的簡諧波在t=0時刻的波形圖,已知波速為10m/s,則圖中P質(zhì)點的振動方程為y=10sin5πt(cm)
 

(2)據(jù)報道:2008年北京奧運會時,光纖通信網(wǎng)將覆蓋所有奧運場館,為各項比賽提供安全可靠的通信服務(wù).光纖通信可利用光的全反射將大量信息高速傳輸.如圖乙所示,一根長為L的直光導(dǎo)纖維,它的折射率為n.如果把該光纖放在空氣中,要使從它的一個端面進(jìn)入光纖的光發(fā)生全反射,最大的入射角是多少(用該角的正弦函數(shù)值表示)?為簡化問題,光纖外套忽略不計.

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有人說礦區(qū)的重力加速度偏大,某同學(xué)“用單擺測定重力加速度”的實驗探究該問題.他用最小分度為毫米的米尺測得擺線的長度為800.0mm,用游標(biāo)為10分度的卡尺測得擺球的直徑如圖1所示,擺球的直徑為
20.2
20.2
mm.他把擺球從平衡位置拉開一個小角度由靜止釋放,使單擺在豎直平面內(nèi)擺動,當(dāng)擺動穩(wěn)定后,在擺球通過平衡位置時啟動秒表,并數(shù)下“0”,直到擺球第30次同向通過平衡位置時按停秒表,秒表讀數(shù)如圖2所示,讀出所經(jīng)歷的時間t,則單擺的周期為
1.80
1.80
s,該實驗測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?!--BA-->
9.86
9.86
m/s2.(保留3位有效數(shù)字)

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(1)有同學(xué)利用如圖1的裝置來驗證力的平行四邊形定則:在豎直木板上鋪有白紙,固定兩個光滑的滑輪A和B,將繩子打一個結(jié)點O,每個鉤碼的質(zhì)量相等,當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時,根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA、TOB和TOC,回答下列問題:
a改變鉤碼個數(shù),實驗?zāi)芡瓿傻氖?!--BA-->
 

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A.鉤碼的個數(shù)N1=N2=2,N3=4
B.鉤碼的個數(shù)N1=N3=3,N2=4
C.鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=4
D.鉤碼的個數(shù)N1=3,N2=4,N3=5
b在拆下鉤碼和繩子前,應(yīng)該做好三個方面的記錄:
 
;
 
;
 

(2)如圖2所示裝置,在探究影響平行板電容器電容的因素實驗中,①充好電的平行板電容器的極板A與一靜電計相接,極板B接地.若極板B稍向上移動一點,由觀察到的靜電計指針變化分析平行板電容器電容變小結(jié)論的依據(jù)是
 

A.兩極板間的電壓不變,極板上的電量變大
B.兩極板間的電壓不變,極板上的電量變小
C.極板上的電量幾乎不變,兩極板間的電壓變大
D.極板上的電量幾乎不變,兩極板間的電壓變小
②如圖3所示為電容式傳感器構(gòu)件的示意圖,工作時動片(電極板A)沿平行于定片(電極板B)的方向發(fā)生一小段位移s,電容C便發(fā)生變化,通過測量電容C的變化情況就可以知道位移s.如果忽略極板的邊緣效應(yīng),那么在圖中,能正確反映電容C和位移s間函數(shù)關(guān)系的是
 
.(選填選項前面的字母)
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(3)某同學(xué)在探究影響單擺振動周期的因素時,針對自己考慮到的幾個可能影響周期的物理量設(shè)計了實驗方案,并認(rèn)真進(jìn)行了實驗操作,取得了實驗數(shù)據(jù).他經(jīng)過分析后,在實驗誤差范圍內(nèi),找到了在擺角較小的情況下影響單擺周期的一個物理量,并通過作圖象找到了單擺周期與這個物理量的明確的數(shù)量關(guān)系.該同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)記錄如下:
擺長L/m
周期T/s
最大擺角θ
擺球種類及質(zhì)量m/g 
0.7000 0.7500 0.8000 0.8500 0.9000
鋼球A
8.0
3.0 1.69 1.73 1.80 1.86 1.89
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
鋼球B
16.0
3.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
9.0 1.69 1.73 1.80 1.85 1.89
銅球
20.0
3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
鋁球
6.0
3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.69 1.74 1.80 1.86 1.91
①分析上面實驗表格中的數(shù)據(jù),你認(rèn)為在擺角較小的情況下影響單擺周期的這個物理量是:
 

②利用表中給出的數(shù)據(jù),試在圖4中坐標(biāo)紙上畫出T2與L的關(guān)系圖線,該圖線斜率k的表達(dá)式k=
 
,k的數(shù)值為k=
 
.利用圖線斜率k表示重力加速度的表達(dá)式為g=
 
(用字母表示).

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(1)如圖1所示,某同學(xué)在做“研究勻變速直線運動”的實驗中,由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s,其中s1=5.12cm,s2=5.74cm,s3=6.14cm,s4=7.05cm,s5=7.68cm,s6=8.33cm、則打F點時小車的瞬時速度的大小是
0.80
0.80
m/s,加速度大小是
0.64
0.64
m/s2.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)有人說礦區(qū)的重力加速度偏大,某同學(xué)“用單擺測定重力加速度”的實驗探究該問題.他用最小分度為毫米的米尺測得擺線的長度為800.0mm,用游標(biāo)為10分度的卡尺測得擺球的直徑如圖2所示,擺球的直徑為
20.2
20.2
mm.他把擺球從平衡位置拉開一個小角度由靜止釋放,使單擺在豎直平面內(nèi)擺動,當(dāng)擺動穩(wěn)定后,在擺球通過平衡位置時啟動秒表,并數(shù)下“0”,直到擺球第30次同向通過平衡位置時按停秒表,秒表讀數(shù)如圖3所示,讀出所經(jīng)歷的時間t,則單擺的周期為
1.80
1.80
s,該實驗測得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?!--BA-->
9.86
9.86
m/s2.(保留3位有效數(shù)字)

(3)在測定金屬電阻率的實驗中,用伏安法測量一個約100Ω電阻絲,可用的儀器:電流表(量程0~30mA,內(nèi)阻50Ω)、電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻5kΩ)、滑動變阻器(最大阻值20Ω)、電源(電動勢4V,內(nèi)阻忽略不計)、開關(guān)和導(dǎo)線若干.
①請將你設(shè)計的實驗電路圖畫在方框中.
②根據(jù)設(shè)計的電路圖,將下圖中的實物連接成實驗用的電路.
③為了完成整個實驗,除你在電路中已畫出的器材外,還需要測量接入電路中的電阻絲長度l的儀器是
毫米刻度尺
毫米刻度尺
,測量電阻絲直徑d的儀器是
螺旋測微器
螺旋測微器

④計算電阻率的公式是ρ=
πUd2
4IL
πUd2
4IL
.(用直接測量出的物理量表示)

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同步練習(xí)冊答案