新教科版課時(shí)39機(jī)械波作業(yè)

課時(shí)規(guī)范練39機(jī)械波1.在“探究單擺周期和擺長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中。(1)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下步驟:A.組合單擺:用線的一端穿過小球的小孔,然后打一個(gè)線結(jié),做成單擺,用繩的上端纏繞在圓柱形的鐵棒上(如圖甲所示);B.測擺長l:用刻度尺量出擺線長度l',用游標(biāo)卡尺測出擺球的直徑d,擺長l=l'+d2C.測周期T:將擺球拉起一個(gè)角度,然后放開,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)按下停表,測量單擺30次全振動(dòng)的時(shí)間t,算出單擺周期T=t30(如圖乙所示D.將所測得的l和T填入表格,分析數(shù)據(jù)得出單擺的周期和擺長的關(guān)系;E.改變擺長,重復(fù)步驟BCD。甲乙從上面操作步驟中找出兩處錯(cuò)誤的地方,寫出該步驟的字母,并加以改正。;。

(2)用游標(biāo)卡尺測小球直徑時(shí)(如圖丙所示),其讀數(shù)為cm,用停表測出小球完成30次全振動(dòng)(如圖丁所示)的時(shí)間為s。

丙丁答案(1)A.細(xì)線懸掛點(diǎn)應(yīng)該固定C.細(xì)線與豎直方向偏角應(yīng)小于5°(2)1.16041.6解析(1)線另一端纏繞在鐵架臺細(xì)桿上,小球擺動(dòng)時(shí),擺長會發(fā)生變化,所以線不應(yīng)纏繞在鐵桿上,應(yīng)將懸點(diǎn)固定;擺角較大,擺球的運(yùn)動(dòng)不能看成簡諧運(yùn)動(dòng),所以擺角一般不超過5°。(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm,游標(biāo)尺讀數(shù)為12×0.05mm=0.60mm,所以最終讀數(shù)為11.60mm=1.160cm;由題圖丁所示停表可知,分針示數(shù)為0.5min=30s,秒針示數(shù)為11.6s,則停表示數(shù)為30s+11.6s=41.6s。2.(2023云南昆明模擬)為了研究滑塊的運(yùn)動(dòng),選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細(xì)線構(gòu)成的單擺等組成如圖甲所示裝置,實(shí)驗(yàn)中,滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)讓單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)方向做小幅度擺動(dòng),漏斗可以漏出很細(xì)的有色液體,在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置,如圖乙所示。甲乙(1)漏斗和細(xì)線構(gòu)成的單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與下列哪個(gè)儀器相同?(填寫儀器序號)

A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.停表C.天平(2)已知單擺周期T=2s,在圖乙中l(wèi)AB=24.1cm,lBC=27.9cm、lCD=31.8cm、lDE=35.5cm,則單擺在經(jīng)過D點(diǎn)時(shí),滑塊的瞬時(shí)速度為vD=m/s,滑塊的加速度為a=m/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

答案(1)A(2)0.340.038解析(1)單擺振動(dòng)具有周期性,擺球每隔半個(gè)周期經(jīng)過紙帶中線一次,單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同,A正確。(2)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度大小,故有vD=lCET=(31根據(jù)逐差法計(jì)算加速度,有l(wèi)CE-lAC=a·T2代入數(shù)據(jù)得a=0.038m/s2。3.(2023上海黃浦區(qū)模擬)將一單擺豎直懸掛于某一深度未知且開口向下的小桶中,如圖甲所示。將懸線拉離平衡位置一小角度后由靜止釋放,單擺擺動(dòng)過程中懸線不與桶壁相碰。改變擺球球心到桶口的距離L,測出對應(yīng)的擺動(dòng)周期T,作出的T2-L關(guān)系圖像應(yīng)為圖乙中的(選填“①”“②”或“③”),可求出桶的深度hx為m(小數(shù)點(diǎn)后保留三位)。答案①0.300解析單擺擺動(dòng)過程中懸線不與桶壁相碰,則單擺擺長為L+hx,則有T=2πL可得T2=4可知T2-L關(guān)系圖像應(yīng)為題圖乙中的①。由題圖乙可知圖像斜率為k=4π2g=可得hx=1.24m=04.用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。甲乙丙(1)用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出T2-L圖像,可以求出重力加速度g。已知三位同學(xué)作出的T2-L圖像的示意圖如圖乙中的a、b、c所示,其中,a和b都過原點(diǎn),b和c平行,圖像b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠t相對于圖像b,下列分析正確的是(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.圖像a對應(yīng)的g值小于圖像b對應(yīng)的g值B.出現(xiàn)圖像c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次C.出現(xiàn)圖像c的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長LD.假設(shè)a和b是小南和小昌分別在北京和南昌用同樣的實(shí)驗(yàn)裝置描繪的圖像,不考慮其他誤差,則圖像a是小南所繪(2)某同學(xué)在家里測重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖,制成一個(gè)單擺,如圖丙所示。由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺,于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記,使得O點(diǎn)到A點(diǎn)間的細(xì)線長度等于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長度不變,分別以O(shè)點(diǎn)和A點(diǎn)為懸點(diǎn),測得相應(yīng)單擺的周期為1.5s、1s。由此可得重力加速度g=(結(jié)果保留2位小數(shù),π2=9.86)。

答案(1)CD(2)9.47m/s2解析(1)根據(jù)單擺的周期公式T=2πLg得,T2=4π2Lg,根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知,T2-L圖像的斜率k=4π2g,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=4π2k。若測量擺長時(shí)忘了加上擺球的半徑,則擺長變成擺線的長度L,根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知,對T2-L圖像來說,T2=4π2Lg+4π2rg,與T2=4π2Lg斜率相等,兩者應(yīng)該平行,4π2rg是截距;故作出的T2-L圖像中c的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長L,C正確。實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)記為50次,則周期的測量值偏小,導(dǎo)致重力加速度的測量值偏大,圖像的斜率k偏小,B錯(cuò)誤。由題圖乙可知,圖像a(2)設(shè)以A點(diǎn)為懸點(diǎn),單擺的擺長為l,則以O(shè)點(diǎn)和A點(diǎn)為懸點(diǎn),單擺的周期有T代入數(shù)據(jù)可計(jì)算得g=9.47m/s2。5.用單擺測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng),在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置激光光源與光敏電阻。光敏電阻(光照增強(qiáng)時(shí),其電阻變小)與自動(dòng)記錄儀相連,記錄儀可以顯示光敏電阻的阻值R隨時(shí)間t的變化圖線。將擺球拉離平衡位置一個(gè)較小角度釋放,記錄儀顯示的R-t圖線如圖乙所示。請回答下面問題:甲乙丙(1)實(shí)驗(yàn)前先用游標(biāo)卡尺測出小球直徑d,如圖丙所示,則小球的直徑d=mm。(2)該單擺的振動(dòng)周期為。

(3)實(shí)驗(yàn)中用刻度尺測得擺線長為L,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=。(用測得物理量的符號表示)

答案(1)11.70(2)2t0(3)π解析(1)由題圖丙所示可知,小球的直徑為d=11mm+14