选考题
典例1 (湖南省岳阳市一中2012届高三下学期第二次周考理综卷)下列有关振动和波的说法中,正确的是( )
A.做简谐运动的物体在个周期的时间内通过的路程一定等于振幅
B.单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零
C.绳波上的质点在一个周期的时间内沿波的传播方向迁移一个波长的距离[来源:21世纪教育网]
D.无论是机械波还是电磁波,其波长、频率和波速都满足v=λf
解析:做简谐运动的物体离平衡位置越近时速度越大,所以在个周期的时间内通过的路程不一定等于振幅,而是物体从平衡位置的一侧运动到另一侧时路程大于振幅,物体需要跨过最大位移处时路程小于振幅,选项A错误;单摆的摆球在通过最低点时合外力提供其做圆周运动的向心力,合外力不等于零,选项B错误;绳波上的质点并不随波沿波的传播方向迁移,而是在平衡位置附近振动,选项C错误;无论是机械波还是电磁波,其波长、频率和波速都满足v=λf,选项D正确。本题答案为D。
点评:本题考查考生对物理概念或规律的理解能力;需要考生掌握物体在一次全振动过程中各物理量(位移、速度、回复力、加速度等)的变化情况,机械波传播的特点(特别是介质中各质点并不随波迁移,而是在平衡位置附近振动),机械波和电磁波的波长、频率和波速间的关系等。
典例2 (上海市崇明县2012届高三第一学期期末测试)若单摆的摆长适当变大,摆球的质量由20g增加为40g,摆球离开平衡位置的最大角度不变,则单摆振动的( )[来源:21世纪教育网]
A.频率不变,振幅不变 B.频率变小,振幅变大
C.频率变小,振幅不变 D.频率变大,振幅变大
解析:根据单摆周期公式可知,摆长l变大,g不变时,周期T变大,频率f=1/T变小;摆长l变大,摆角不变时,振幅变大。所以,只有选项B正确。本题答案为B。
点评:单摆周期公式是高考查考的热点和重点,此外,它也是用单摆测定重力加速度实验的实验原理,所以考生要谨记公式的表达式。
备考必知:(1)简谐振动的力学特征:振动物体离开平衡位置,受到的回复力与位移大小成正比,方向始终相反,即F=-kx,回复力产生的加速度为,以上两式中的“-”表示F(或a)与x方向相反.
(2)简谐振动的对称性:做简谐运动的物体经过关于平衡位置对称的两位置时,振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度等都是等大的(其中位移、回复力、加速度的方向相反,速度的方向不确定)。运动时间也具有对称性,即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。
(3)简谐振动的能量特征:振动能量与振幅有关,随着振幅的增大而增大.振动系统的动能和势能相互转化,机械能总量保持恒定。
(4)单摆模型:单摆是实际摆的理想化模型;单摆做简谐运动的条件是振动中的最大摆角不超过10°;单摆的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力F=mgsinθ提供;当最大摆角α<10°时,单摆的振动是简谐运动,其振动周期T=。
(5)受迫振动和共振:质点做受迫振动时,它的振动频率等于驱动力的频率,而与物体的固有频率无关;当驱动力的频率越接近于物体的固有频率时,物体的振幅越大,当驱动力的频率等于物体的固有频率时,物体的振幅最大,即发生共振。
预测题1 (湖北省武昌区2012届高三年级元月调研测试理综卷)一振动周期为T、位于x=0处的波源从平衡位置开始沿y轴正方向做简谐运动,该波源产生的简谐横波沿x轴正方向传播,波速为v,关于在x=5vT/2处的质点P,下列说法正确的是( )
A.质点P振动周期为T,速度的最大值为v
B.若某时刻质点P的速度方向沿y轴负方向,则该时刻波源速度方向沿y轴正方向
预测题2 (江西省重点中学协作体2012届高三第二次联考理综卷)如图所示。曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把,转速为240r/min。则 ( )
21世纪教育网
A.当振子稳定振动时,它的振动周期是0.5s
B.当振子稳定振动时,它的振动频率是4Hz
C.当转速增大时,弹簧振子的振幅增大
D.当转速减小时,弹簧振子的振幅增大
2.BD 解析:匀速转动摇把时,振子做受迫振动,当振子稳定振动时,它的振动频率C.单摆的摆动周期 D.单摆向右或向左摆过C点时,摆线的拉力一样大
3.ABC 解析:因为洛伦兹力始终不做功,所以摆球在摆动过程中,只有重力做功,机械能守恒,A点和B点处在同一水平面上,选项A正确;在A点和B点,摆球速度为零,不受洛伦兹力,摆线的拉力大小均为F=mgcosθ(其中θ为摆角),选项B正确;根据机械能守恒,摆球处在左右两边相同高度处的速度大小相等,即磁场的存在不影响摆球的运动,所以单摆的摆动周期仍然是,选项C正确;单摆向右或向左摆过C点时,摆球的速度方向相反,洛伦兹力的方向也相反,根据摆球在竖直方向上合力为零可知,摆线的拉力不一样大,选项D错误。本题答案为ABC。
高频考点2 振动图像和波动图像
典例1 (甘肃省天水市一中2012届高三上学期期末考试)如图所示,波源S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动,产生的简谐横波向右传播,经过0.1s后,沿波的传播方向上距S为2m的P点开始振动.若以P点开始振动的时刻作为计时的起点,P点的振选项A错误;波速v=d/t=2m/0.1s=20m/s,选项B正确;由振动图象知,波的周期为T=0.4s,所以波长λ=vT=20×0.4=8m,选项C错误;障碍物的尺寸小于波的波长,则可以观察到明显的衍射现象,选项D错误。本题答案为B。
点评:根据简谐振动图象分析简谐运动情况,关键是弄清楚振动图象能够直接表示出哪些物理量,我们根据这些物理量又能间接得到或计算出哪些物理量,物理依据又是什么;振动图象反映的是某振动质点在各个时刻相对于平衡位置的位移的变化情况,由定量画出的简谐运动的振动图象可以得到:振幅A;周期T;某时刻质点相对于平衡位置的位移;某时刻质点的振动方向;某一阶段质点的位移、速度、加速度、回复力、振动的能量形式等物理量的变化情况。
典例2 (安徽省合肥市2012届高三第一次教学质量检测)一列简谐横波沿x轴正方向传播,在t=0的时刻,波恰好传到x=2m处,波形如图所示,波速v=5m/s,质点P平衡位置的坐标为(9,0),则( )
A.形成该波的波源起振方向沿y轴正方向 B.该波频率为0.4Hz
C.t=1.8s时,质点P开始振动 D.t=1.7s时,质点P第一次到达波峰
质,真空中不能传播机械波(介质依存性);机械波传播的是振动的形式,因此机械波可以传递能量、信息(能量信息性);在波的传播方向上,各质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波定向迁移(传播不移性);机械波传播时,介质中的质点不断地重复着波源的振动形式,虽然距离波源由近及远振动依次落后,但振动的快慢完全一致,具有时间上的重复性——周期,而介质中的不同位置处的一些特定质点具有完全相同“步调”的振动形式,这些相邻的特定质点形成波的空间上的重复性——波长(时空重复性);介质(包括在不同的介质中)中各质点的振动周期和频率等于振源的振动周期和频率,而且在传播过程中保持不变(周期、频率同源性);各质点开始振动的方向与振源开始振动的方向相同(起振同向性)。
(3)波的传播方向与质点振动方向的判断 已知波的传播方向判断质点振动方向或已知质点振动方向判断波的传播方向是机械波学习中常见的问题,既是学习的重点也是难点。判断的方法很多,比如“上下坡法”、“同侧法”、“微平移法”和“带动法”等。本人比较推崇“带动法”:波的形成和传播过程中,前一质点的振动带动后一相邻质点的振动,后一质点重复前一质点的振动形式。只要知道某点振动方向或波的传播方向,再通过比较某质点的位移与它相邻质点的位移,即可判断波的传播方向或确定该质点的振动方向。
预测题1 (上海市杨浦区2012届高三第一学期期末抽测物理试卷)如图所示为沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形,质点P位于x=lm处,质点Q位于x=7m处,A错误,C正确;质点P和Q的间距为6m,等于1.5λ,所以它们的运动步调刚好相反,位移在任何时候都是大小相等,方向相反,选项D错误。本题答案为C。
预测题2 (北京市东城区2012届高三第一学期期末检测)一列简谐横波以1m/s的速度沿绳子由A向B传播,A、B间的距离为3m,如图甲所示。若质点B的振动图象如图乙所示,则质点A的振动图象为丙图中的( )
B. 两列波在传播过程中,若遇到大于1m的障碍物,不能发生明显的衍射现象
C. 在两列波相遇过程中,AB连线中点C处的质点的振动速度始终为零
D. t2=0. 8 s时刻,B处质点经过平衡位置且振动方向向下
3.C 解析:两列波相向传播,它们的相遇时刻为t1=8/20s=0. 4s时刻,选项A错误;两列波的周期均为T=0.2s,又已知波速均为v=10 m/s,所以波长均为λ=vT=2m,因为障碍物的尺寸1m小于这两列波的波长,所以这两列波均能发生明显的衍射现象,选项B错误;AB连线中点C到两个波源的距离都等于2个波长,并且两列波同时传播到C点,若从两列波传播到C点开始计时,那么左右两列波在该质点处的振动图象分别如题图甲、乙所示,显然,在两列波相遇过程中,中点C始终处在平衡位置,选项C正确; t2=0. 8 s时刻,从振源A发出的机械波刚好传播到B点,所以此时B处质点的振动方向与振源A的起振方向相同,B处质点从平衡位置向上振动,选项D错误。本题答案为C。
高频考点3 光的反射、折射和全反射
典例1 (四川省泸州市2012届高三第二次诊断性考试理综试题)如图所示,AOB为透明扇形玻璃砖,圆心角,OM为AOB的角平分线,一束平行于OM的单色光在空气中由OA边射入玻璃砖,经OA面折射后的光线恰平行于OB。则下列说法中正确的是( )
A.该玻璃的折射率为2
B.经OA面折射后的光线射到AMB面都将发生全反射
C.该入射光在空气中的波长与玻璃砖中的波长相等
D.该入射光在空气中的频率与玻璃砖中的频率相等
解析:画出光路图,并根据几何关系标出角度如上图所示,由图象可知,介质的折射n=sin60°/sin30°=,选项A错误;画出经OA面折射后的折射光线中恰好射到M点的光线,如上图所示,根据几何关系可知,该折射光线射到AMB面的入射角为30°,因为sin30°=<==sinC,所以该折射光线射到AMB面不能发生全反射,选项B错误;入射光在空气中的波速与玻璃砖中的波速不同,但频率相等,所以波长不相等,选项C错误,D正确。本题答案为D。
点评:纵观近几年高考命题,高考对几何光学(包括光的直线传播、平面镜成像、光的反射、折射、全反射、色散等内容)的考查,基本上淡化了“像”的概念,侧重于“光路”的考查(折射、全反射、棱镜等),一般是以定律分析为主,考查光线的去向和定量计算问题。解决这类试题的基本思路是:首先根据光的折射或反射定律,准确画出光路图,然后,结合几何关系,找出入射角、折射角,根据折射定律计算出光的折射率,最后,已知光的折射率,再进行其他方面的分析和判断。
典例2 (浙江省宁波市八校2012届高三下学期期初测试)如图所示是一观察太阳光谱简易装置,一加满清水的碗放在有阳光的地方,将平面镜M斜放入水中,调整其倾斜角度,使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射,最后由水面折射回空气射到室内白墙上,即可观察到太阳光谱的七色光带。逐渐增大平面镜的倾斜角度,各色光将陆续消失,则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是( )
因为紫光的折射率n最大,根据公式sinC=1/n可知,其从水中射线水平面时发生全反射的临界角最小,所以最先消失。综上分析,本题答案为C。
点评:本题除了考查光路图、光的折射规律外,还要求我们掌握七种单色光的异同,比如,在可见光中,对于同种均匀介质,红光的折射率n最小,频率ν最小,传播速度v最大,波长λ最大,从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角).
备考必知:(1)折射定律的各种表达形式:(θ1为入、折射角中的较大者,c为光在真空中的光速,λ为光在真空中的波长,C为临界角),折射光路也是可逆的。
(2)全反射现象:光传播到两种介质的表面时,通常要同时发生反射和折射现象,若满足了某种条件,光线不再发生折射现象,而要全部返回原介质中传播的现象叫全反射现象。
(3)发生全反射的条件:光从光密介质入射到光疏介质;入射角等于或者大于临界角。二者缺一不可。临界角C的大小计算公式:sinC=1/n。
(4)光导纤维:光导纤维是利用全反射原理制成的,光纤有内、外两层材料,其中内层是光密介质,外层是光疏介质;光导纤维的优点是信息量大,能量损耗小,抗干扰性强.
(5)各种色光性质比较:在可见光中,红光的折射率n最小,频率v最小,在同种介质中(除真空外)传播速度v最大,波长λ最大,从同种介质射向真空时发生全反射的临界角C最大,以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角)。
预测题1 (广西区南宁市2012届高三上学期期末测试理综卷、广西区柳铁一中2012届高三第三次月考理综卷)如图所示,一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的a、b、c三束单色光。比较a、b、c三束光,可知( )21世纪教育网
A.当它们在真空中传播时,c光的波长最长
B.当它们在玻璃中传播时,c光的速度最大
C.若它们都从玻璃射向空气,c光发生全反射的临界角最大
D.若它们都能使某种金属产生光束电效应,c光照射出光电子的最在初动能最大
预测题2 (广西柳铁一中2012届高三第四次月考理综卷)一束红、紫两色的混合光,从某种液体射向空气,当研究在界面上发生的折射和反射现象时. 可能发生的情况是下图中的( )
的折射率较大,临界角较小,紫光更容易发生全反射,而选项B中的红光首先发生了全反射,所以可排除;两种色光在界面处都要发生光的反射,所以选项D也可排除。本题答案为C。
预测题3 (安徽省六校教育研究会2012届高三上学期测试)公园里灯光喷泉的水池中有处于同一深度若干彩灯,在晚上观察不同颜色彩灯的深度和水面上被照亮的面积,下列说法正确的是( )
A.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较小 B.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较小
C.红灯看起来较浅,红灯照亮的水面面积较大 D.红灯看起来较深,红灯照亮的水面面积较大
高频考点4 光的干涉、衍射
典例1 (河北省唐山市2012届高三上学期期末统一考试试题)用a、b两束单色光分别照射同一双缝干涉装置,在距双缝恒定距离的屏上得到如图所示的干涉图样,其中甲图是a光形成的,乙图是b光形成的。则关于a、b两束单色光,下述正确的是( )
A.a光的频率较高 B.a光的波长较长
C.a光光子的能量较大 D.a光在水中传播的速度较大
解析:根据双缝干涉条纹间距公式可知,甲图的条纹间距较大,所以a光的波长比b光的波长长,选项B正确;根据公式c=λf可知,波长与频率成反比,a光的波长较长,其频率较低,选项A错误;根据光子能量公式E=hν可知,光子的能量与频率成正比,所以a光的频率较低,其光子的能量较小,选项C错误;a光的频率较低,在水中的折射率较小,再根据v=c/n可知,其在水中传播的速度较大,选项D正确。本题答案为BD。
点评:本题主要考查波动光学中的几个重要结论或关系式,如光的双缝干涉条纹间距公式为,光速、波长和频率之间的关系式为c=λf,光子能量公式E=hν=hc/λ和光在介质中的光速公式v=c/n,以上几个关系式,考生务必牢记。
典例2 (山西省忻州一中等四校2012届高三第二次联考理综卷)下列说法正确的是( )
A.光纤通信的工作原理是全反射的原理,具有容量大、抗干扰性强等优点
B.自然光斜射到玻璃、水面、木质桌面时,反射光和折射光都是偏振光
C.经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度
D.紫外线比红外线更容易发生衍射现象
解析:显然,选项AB正确;红光的波长比绿光的波长长,根据双缝干涉条纹间距公式可知,经过同一双缝所得干涉条纹,红光条纹宽度大于绿光条纹宽度,选项C正确;衍射现象的明显程度与缝的宽度(或障碍物的尺寸)和光的波长有关,缝越窄(或障碍物的尺寸越小),波长越长,衍射现象越明显,与红外线相比,紫外线的波长更短,更不容易发生衍射现象,选项D错误。本题答案为ABC。
点评:本题考查了光钎通信的原理、光的偏振、双缝干涉条纹间距公式和光发生明显衍射现象的条件等,重在考查考生的理解能力,难道不大。
备考必知:(1)相干光的条件:频率相等、相差恒定、振动方向相同。
(2)双缝干涉图样:入射光为白光时,中央是白色条纹,两边是彩色直条纹,并且各色光的条纹间距不同;入射光为单身光时,中央为亮条纹,两侧是等宽的明暗相间的直条纹,换用不同色光入射时,条纹间距不同,波长越长的条纹间距越大(可由光的双缝干涉条纹间距公式为判断)。
(3)光的双缝干涉条纹间距公式为,其中d为两缝间距离、L为狭缝到屏的距离、λ为入射光波的波长有关。
(4)产生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸跟光的波长差不多或者比光的波长还小。光的波长越长越容易发生衍射现象。如可见光中,红光波长最长,最容易发生衍射现象。
(5)光的偏振现象说明光是一种横波;激光是相干光,其特点有相干性好、方向性好和亮度高等。
预测题1 (广西区百所高中2012届高三上学期联考理综卷)如图所示,a、b为两束不同频率的单色光,以45°的入射角射到玻璃砖的上表面,直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点,入射点A、B到N点的距离相等,经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点,则下列说法正确的是( )
A.在真空中,a光的传播速度大于b光的传播速度
B.在玻璃中,a光的传播速度小于b光的传播速度
C.同时增大入射角(入射角始终小于90°),则a光在下表面先发生全反射
D.对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹比b光的干涉条纹宽
预测题2 (贵州省五校联盟2012届高三第三次联考理综卷)春节是中国的传统节日,过春节要燃放爆竹、焰火、打礼花,焰火燃放时放出五颜六色的彩光。下列关于光的认识,说法正确的是( )
A.五颜六色的焰火中红光比绿光的衍射效果好
B.在现场观看焰火晚会时,绿光比红光传得快
C.焰火晚会舞台上所用的激光是一种相干光
D.通过电视观看焰火晚会时,所用电视机遥控器是利用紫外线脉冲信号进行遥控的
2.AC 解析:光的波长越长,衍射效果越好,五颜六色的焰火中红光波长比绿光的长,所以红光比绿光的衍射效果好,选项A正确;红光传播的速度比绿光大,所以在现场观看焰火晚会时,绿光比红光传得慢,选项B错误;激光是一种相干光,选项C正确;电视机遥控器是利用红外线工作的,选项D错误。本题答案为AC。
预测题3 (山东省滨州市沾化一中2012届高三上学期期末考试理综)平行玻璃砖放在空气中,一束复色光从玻璃板下表面斜向上射出,变成a、b两束单色光,如图所示。对于a、b两束光,下面说法正确的是( )21世纪教育网
A.b光发生全反射时,临界角较小
B.a光在玻璃中的传播速度较大
C.a光发生双缝干涉时,条纹间距较大
D.若b光是氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出的光,则a光可能是n=2跃迁到n=1能级辐射出的光
高频考点5 用单摆测定重力加速度
典例1 (湖南省宁远一中、舜德学校2012届高三上学期第四次联考)某同学做“探究单摆的周期与摆长的关系”的实验时,测得重力加速度的数值明显大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的可能原因是( )
A.测量摆长时,把悬线状态的摆线长当成摆长
B.测量周期时,当摆球通过平衡位置时启动秒表,此后摆好球第30次通过平衡位置时制动秒表,读出经历的时间为t,并由计算式T=t/30求得周期
C.开始摆动时振幅过小
D.所用摆球的质量过大
解析:根据单摆的周期公式,可得g=,实验测定的g值偏大,可能原因有摆长l的测量值偏大或者测得的周期T偏小;选项A使摆长l的测量值偏小,可排除;选项B中的周期应该是T=t/15,由计算式T=t/30求得的周期偏小,选项B正确;单摆振动的周期与振幅或摆球的质量无关,所以测出的重力加速度g值也与它们无关,选项CD错误。本题答案为B。
点评:本题考查实验原理,即由单摆的周期公式,可得g=。要知道“摆长=摆线长+摆球半径”,每个振动周期内摆球两次经过平衡位置。
典例2 (浙江省任岩松中学、龙岗高中、瑞安十中等五校2012届高三下期初联考理单摆每经过最低点记一次数,当数到n = 60时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=____s(结果保留三位有效数字)。
(3)测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2-L 图像如图丙,此图线斜率的物理意义是( )
A.g B.1/g C.4π2/g D.g/4π2
(4)题(3)中,在描点时若误将摆线长当做摆长,那么画出的直线将不通过原点,由图线斜率得到的重力加速度将因此而产生哪一种结果?( )
A.偏大 B.偏小 C.不变 D.都有可能
(5)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是:先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度Δl,再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g =___ 。
(5)根据(4)题的分析,,所以。
答案:(1)2.06(2.05、2.07均给分) (2)2.28s (3)C (4)C (5)
点评:本题考查秒表的读数方法和图象法计算重力加速度。
备考必知:(1)实验原理:根据单摆的周期公式,可得g=(公式法)或者(图象法)。(2)摆长的计算:单摆的摆长=摆线长+小球的半径。
(3)注意事项:选取细、轻而不易伸长的线,长度1m左右;小球选择密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2cm;注意摆线摆动时偏离竖直方向不超过5°,可通过估测振幅的办法掌握;使摆球在竖直平面内摆动,不能形成圆锥摆或摆球转动,方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放;测量摆长时,不能漏记摆球的半径;测量周期时,应从摆球经过平衡位置或者最低点时开始计时,并且采用倒数到0即刻停止计时的方法计算。
(4)停表的使用方法:一般的机械停表有两根针,长针是秒表,每转一圈是30s,短针是分针,每转一圈是15min,读数时,所测时间超过半分钟部分由分针读出,不足半分钟的部分由秒针读出,总时间为两针示数之和。
(5)图象法处理数据:理论上,即摆长计算正确的情况下,根据实验所得数据,以摆长l为横坐标,T2为纵坐标作出T2-l图象,得到的是一条经过原点的倾斜直线,若设该直线的斜率为k,则重力加速度;而实际上,在操作过程中某些学生可能将摆线长当作摆长,这样得到的T2-l图象不经过原点,而是与纵轴相交,但得到的直线的斜率与理论值相同,所以测量得到的重力加速度值不变。
(6)在无法确定摆长时测定重力加速度的方法:根据公式可得(常数),所以,可得;具体操作:先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度Δl,再测出其振动周期T2,则重力加速度为。
预测题1 (四川省成都外国语学校2012届高三月考理综卷)某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块大小为3cm左右的土豆代替小球,如图所示。
他设计的实验步骤是:
A.将土豆用细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点
B.用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长
C.将石块拉开一个大约α=5°的角度,然后由静止释放
D.从摆球摆到最低点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=t/30算出周期
E.改变OM间尼龙线的长度再做几次实验,记下相应的L和T
F.求出多次实验中测得的L和T的平均值作为计算时使用的数据,代入公式求出重力加速度g。
(1)你认为该同学以上实验步骤中有错误或操作方法不当的是______(填序号字母)。
(2)该同学用OM的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值与真实值相比________(填偏大、相等、偏小)。
(3)你想办法测量的准确值应为g=_____________(结果用摆长和周期的字母表示)。
1.(1)BF (2)偏小(3)
预测题2 (甘肃省陇东中学2012届高三第四次模拟考试)探究单摆的运动,用单摆测定重力加速度.
(1)某同学通过游标卡尺测定某小球的直径,测量的结果如图所示,则该小球的直径为 B.测摆长时,只量出摆线的长度,没有从悬挂点量到摆球中心
C.数振动次数时,少计了一次
D.数振动次数时,多计了一次
(3)某同学用单摆测重力加速度,他将单摆挂起后,进行了如下实验步骤:
①测摆长l:用米尺量出摆线的长度;
②测周期T:将摆球拉起,摆角小于5°时自由释放摆球,在摆球某次通过最低点时按下秒表开始计时,将此作为第一次,接着一直数到摆球第60次通过最低点时,按下秒表停止计时,读出这段时间t,算出单摆的周期T=;
③将所测量的 l和T值代入单摆周期公式,算出重力加速度g,将它作为实验的最后结果写进实验报告中去。
请在下面的空白处,分别指出各步骤中遗漏或错误的地方。
① ;
② ;
③ 。
2.(1)0.830 cm(2)D (3)①要用卡尺测出摆球的直径d,摆长l等于摆线长加上;② 单摆周期T的计算,应该是T=;③改变摆长,多次测量,取g的平均值作预测题3 (广西南宁二中2012届高三月考理综卷)某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.50厘米,摆球直径为2.0厘米,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间(如左图所示),则:
(1)该摆摆长为 厘米,秒表所示读数为 秒。
(2)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,再以L为横坐标,T2为纵坐标将所得数据连成直线(如右图所示),并求得该直线的斜率为k,则重力加速度g= (用k表示)。