題目列表(包括答案和解析)
(14分)學(xué)過(guò)單擺的周期公式以后,物理興趣小組的同學(xué)們對(duì)鐘擺產(chǎn)生了興趣,老師建議他們先研究用厚度和質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)木條(如一把米尺)做成的擺(這種擺被稱(chēng)為復(fù)擺),如圖 所示。讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng),C 點(diǎn)為重心,木條長(zhǎng)為 L ,周期用 T 表示 。
甲同學(xué)猜想:復(fù)擺的周期應(yīng)該與木條的質(zhì)量有關(guān)。
乙同學(xué)猜想:復(fù)擺的擺長(zhǎng)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(zhǎng)應(yīng)該大于 L/2 。理由是:若 OC 段看成細(xì)線(xiàn),線(xiàn)栓在C處,C點(diǎn)以下部分的重心離O點(diǎn)的距離顯然大于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(gè)相同的長(zhǎng)木條完全重疊在一起,用透明膠(質(zhì)量不計(jì))粘好,測(cè)量其擺動(dòng)周期,發(fā)現(xiàn)與單個(gè)長(zhǎng)木條擺動(dòng)時(shí)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(cuò)誤”) 。
(2) 用 To 表示木條長(zhǎng)為 L 的復(fù)擺看成擺長(zhǎng)為 L/2 單擺的周期計(jì)算值(To = 2π ),用 T 表示木條長(zhǎng)為 L 復(fù)擺的實(shí)際周期測(cè)量值。計(jì)算與測(cè)量的數(shù)據(jù)如下表:
由上表可知,復(fù)擺的等效擺長(zhǎng) 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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,所選坐標(biāo)
如圖 13 所示。請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上作出 T – To圖線(xiàn),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 是木條長(zhǎng)為L時(shí)的等效擺長(zhǎng)。T = 2π) 。
板長(zhǎng)L(cm) | 25 | 50 | 80 | 100 | 120 | 150 |
周期計(jì)算值To /(s) | 0.70 | 1.00 | 1.27 | 1.41 | 1.55 | 1.73 |
周期測(cè)量值T/(s) | 0.81 | 1.16 | 1.47 | 1.64 | 1.80 | 2.01 |
(14分)學(xué)過(guò)單擺的周期公式以后,物理興趣小組的同學(xué)們對(duì)鐘擺產(chǎn)生了興趣,老師建議他們
先研究用厚度和質(zhì)量分布均勻的長(zhǎng)木條(如一把米尺)做成的擺(這種擺被稱(chēng)為復(fù)擺),如圖
所示。讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng),C 點(diǎn)為重心,木條長(zhǎng)為 L ,周期用 T 表示 。
甲同學(xué)猜想:復(fù)擺的周期應(yīng)該與木條的質(zhì)量有關(guān)。
乙同學(xué)猜想:復(fù)擺的擺長(zhǎng)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(zhǎng)應(yīng)該大于 L/2 。理由是:若 OC 段看成細(xì)線(xiàn),線(xiàn)栓在C處,
C點(diǎn)以下部分的重心離O點(diǎn)的距離顯然大于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(gè)相同的長(zhǎng)木條完全重疊在一起,用透明膠(質(zhì)量不計(jì))粘好,測(cè)量其擺動(dòng)周期,發(fā)現(xiàn)與單個(gè)長(zhǎng)木條擺動(dòng)時(shí)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(cuò)誤”) 。
(2) 用 To 表示木條長(zhǎng)為 L 的復(fù)擺看成擺長(zhǎng)為 L/2 單擺的周期計(jì)算值(To = 2π ),用 T 表示木條長(zhǎng)為 L 復(fù)擺的實(shí)際周期測(cè)量值。計(jì)算與測(cè)量的數(shù)據(jù)如下表:
板長(zhǎng)L(cm) | 25 | 50 | 80 | 100 | 120 | 150 |
周期計(jì)算值To /(s) | 0.70 | 1.00 | 1.27 | 1.41 | 1.55 | 1.73 |
周期測(cè)量值T/(s) | 0.81 | 1.16 | 1.47 | 1.64 | 1.80 | 2.01 |
由上表可知,復(fù)擺的等效擺長(zhǎng) 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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,所選坐標(biāo)
如圖 13 所示。請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)紙上作出 T – To圖線(xiàn),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 是木條長(zhǎng)為L時(shí)的等效擺長(zhǎng)。T = 2π) 。
在測(cè)定《梯形玻璃磚的折射率》實(shí)驗(yàn)中
(1)四位同學(xué)分別在白紙上畫(huà)出了測(cè)量梯形玻璃磚折射率的光路圖,光路圖如圖甲、乙、丙、丁所示,直線(xiàn)aa/、bb/、cc/、dd/代表梯形玻璃磚在白紙上的界面。其中p1、p2、p3、p4為4枚大頭針?biāo)逦恢玫耐队包c(diǎn),光線(xiàn)的箭頭沒(méi)有畫(huà)出。能比較準(zhǔn)確測(cè)量折射率的光路圖可以是
(2)為了探究折射角(r)與入射角(i)的關(guān)系,已作 出折射角隨入射角的變化曲線(xiàn),如圖所示,請(qǐng)指出圖線(xiàn)的特征 。
你猜想一下,入射角與折射角 之比 是一個(gè)常數(shù)。(猜對(duì)給分,猜不對(duì)不給分)
在測(cè)定《梯形玻璃磚的折射率》實(shí)驗(yàn)中
(1)四位同學(xué)分別在白紙上畫(huà)出了測(cè)量梯形玻璃磚折射率的光路圖,光路圖如圖甲、乙、丙、丁所示,直線(xiàn)aa/、bb/、cc/、dd/代表梯形玻璃磚在白紙上的界面。其中p1、p2、p3、p4為4枚大頭針?biāo)逦恢玫耐队包c(diǎn),光線(xiàn)的箭頭沒(méi)有畫(huà)出。能比較準(zhǔn)確測(cè)量折射率的光路圖可以是
(2)為了探究折射角(r)與入射角(i)的關(guān)系,已作 出折射角隨入射角的變化曲線(xiàn),如圖所示,請(qǐng)指出圖線(xiàn)的特征 。
你猜想一下,入射角與折射角 之比 是一個(gè)常數(shù)。(猜對(duì)給分,猜不對(duì)不給分)
1.A 2.D 3.B 4.AC 5.B 6.B 7.B 8.AC 9.ABD 10.BD
11.⑴①③②④ (2分)
⑵D (2分)
⑶是n個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓心角,t是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔 (2分)
⑷沒(méi)有影響 (1分)
12.⑴乙同學(xué)的猜想是對(duì)的,當(dāng)新彈簧所受拉力為F時(shí),其中A彈簧的伸長(zhǎng)量,B彈簧的伸長(zhǎng)量,而,可得 (3分)
⑵鐵架臺(tái),刻度尺 (2分)
⑶①將新彈簧懸掛在鐵架臺(tái)上,用刻度尺測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度
②在彈簧下端掛上n個(gè)鉤碼,測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度
③將測(cè)量結(jié)果代入得到的值
④改變n的值,多測(cè)幾次,取的平均值代入進(jìn)行驗(yàn)證 (3分)
13.解:設(shè)軌道ab與水平面間的夾角為θ,由幾何關(guān)系可知:
軌道ab的長(zhǎng)度 (3分)
由牛頓第二定律可得,小球下滑的加速度 (2分)
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得 (2分)
聯(lián)立以上各式解得 (2分)
14.解:⑴設(shè)中央恒星O的質(zhì)量為M,A行星的質(zhì)量為m,則由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得 (3分)
解得 (1分)
⑵由題意可知:A、B相距最近時(shí),B對(duì)A的影響最大,且每隔時(shí)間相距最近,設(shè)B行星的周期為,則有 (1分)
解得 (1分)
設(shè)B行星的運(yùn)行軌道半徑為,根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有 (2分)
解得 (1分)
15.解:⑴被困人員在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),在豎直方向上被困人員的位移
,由此可知,被困人員在豎直方向上做初速度為零、加速度的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) (2分)
由牛頓第二定律可得 (1分 )
解得懸索的拉力 (1分)
⑵被困人員5s末在豎直方向上的速度為 (1分)
合速度 (1分)
豎直方向的位移 ,水平方向的位移,合位移
(2分)
⑶時(shí)懸索的長(zhǎng)度,旋轉(zhuǎn)半徑,由
解得 (2分)
此時(shí)被困人員B的受力情況如圖所示,由圖可知
解得 (2分)
16.⑴米袋在AB上加速時(shí)的加速度 (1分)
米袋的速度達(dá)到時(shí),滑行的距離,因此米袋在到達(dá)B點(diǎn)之前就有了與傳送帶相同的速度 (2分)
設(shè)米袋在CD上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律得
(1分)
代入數(shù)據(jù)得 (1分)
所以能滑上的最大距離 (1分)
⑵設(shè)CD部分運(yùn)轉(zhuǎn)速度為時(shí)米袋恰能到達(dá)D點(diǎn)(即米袋到達(dá)D點(diǎn)時(shí)速度恰好為零),則米袋速度減為之前的加速度為
(1分)
米袋速度小于至減為零前的加速度為
(1分)
由 (2分)
解得 ,即要把米袋送到D點(diǎn),CD部分的速度 (1分)
米袋恰能運(yùn)到D點(diǎn)所用時(shí)間最長(zhǎng)為 (1分)
若CD部分傳送帶的速度較大,使米袋沿CD上滑時(shí)所受摩擦力一直沿皮帶向上,則所用時(shí)間最短,此種情況米袋加速度一直為。
由 (1分)
所以,所求的時(shí)間t的范圍為 (1分)
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