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（ 1 ）某研究性學習小組想利用秒表，鐵架臺（帶鐵夾）和下表中所列器材探究單擺的周期與哪些因素有關，經小組討論分析認為，影響單擺周期的因素可能有振幅、擺球質量和擺長等．他們在實驗探究過程中，始終保持單擺的最大擺角小于 100． ①甲同學探究單擺的周期與振幅的關系，他用下表中器材 1 和 4 組裝單擺，通過改變擺角，多次實驗，測出周期，得到的結論是單擺的周期與其振幅無關． ②乙同學想探究單擺的周期跟擺球質量的關系．請你為他設計探究思路：
他用下表中器材1和4、1和5、1和6分別組裝3個擺長相等的單擺，使它們作最大擺角小于100的單擺，并分別測得它們的周期
他用下表中器材1和4、1和5、1和6分別組裝3個擺長相等的單擺，使它們作最大擺角小于100的單擺，并分別測得它們的周期

乙同學在實驗探究的基礎上，得到的正確結論應該是：
單擺的周期與其質量無關
單擺的周期與其質量無關

1 長l1的細線
2 長l2的細線
3 長l3的細線
4 質量m1的小球
5 質量m2的小球
6 質量m3的小球
（ 2 ）在確定了單擺周期的關系之后，該實驗小組同時利用單擺測定了當地的重力加速度，有個同學發(fā)現自己測得的重力加速度偏大，其原因可能是下述原因中的
CD
CD

A、所用擺球質量太大
B、擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現松動，使擺線長度增加了
C、開始計時，秒表過遲按下
D、把 n 次全振動的時間 t 誤作為（ n+l ）次全振動的時間．
分析：（1）探究單擺周期與擺球質量的關系，應控制擺長于擺角相等而擺球質量不相等，測出單擺的周期，然后分析實驗數據得出實驗結論．
（2）根據單擺周期公式（實驗結論）分析誤差產生的原因．
解答：解：（1）探究單擺的周期跟擺球質量的關系，應控制擺長于擺角相等而擺球質量不相等，測出單擺的周期；實驗設計如下：用下表中器材 1 和 4、1 和 5、1 和6分別組裝3個擺長相等的單擺，使它們作最大擺角小于100的單擺，并分別測得它們的周期；實驗結論：單擺的周期與其質量無關．
（2）用秒表測出單擺完成n次全振動的時間t，則單擺的周期T=
t
n
；
單擺擺長等于擺線長度l與擺球的半徑r之和，即L=l+r；
由單擺周期公式T=2π
L
g
，可知重力加速度：g=
4π2L
T2
=
4π2(l+r)
(
t
n
)2
=
4π2n2(l+r)
t2
，
A、單擺的周期與擺球質量無關，由g=
4π2L
T2
可知擺球質量不影響實驗結果，故A錯誤；
B、擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現松動，使擺線長度增加了，實際擺長l偏大，由T=2π
L
g
可知，單擺實際周期變大．由g=
4π2L
T2
可知，所測重力加速度偏小，不符合題意，故B錯誤；
C、開始計時，秒表過遲按下，所測時間t偏小，由g=
4π2n2(l+r)
t2
可知，所測重力加速度偏大，符合題意，故C正確；
D、把n次全振動的時間t誤作為（ n+l ）次全振動的時，n偏大，由g=
4π2n2(l+r)
t2
可知所測重力加速度片大，符合題意，故D正確；
故答案為：（1）他用下表中器材 1 和 4、1 和 5、1 和6分別組裝3個擺長相等的單擺，使它們作最大擺角小于10°的單擺，并分別測得它們的周期；單擺的周期與其質量無關；（2）CD．
點評：（1）應用控制變量法是正確設計實驗方案的關鍵．
（2）先求出重力加速度的表達式，然后根據重力加速度的表達式分析實驗誤差．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學習小組在學完“測定金屬絲電阻率”實驗后，想利用下列器材測定自來水的電阻率：

①用毫米刻度尺測量如圖甲所示的一段自來水管上兩接線柱間距離為L；
②用游標卡尺測量水管內徑為d，如圖乙所示的讀數為
21.4
21.4
mm；
③用多用電表測量兩接線柱間裝滿自來水時電阻約20KΩ；
④為提高實驗結果的準確程度，電流表應選用
A
 
1
A
 
1
，電壓表應選用
V
 
2
V
 
2
（以上均填器材代號）；
⑤為了達到上述目的，某同學設計出正確的電路原理圖并按電路圖連接好實物圖如丙圖所示，接通電路后，當調節(jié)滑動變阻器的滑動片時，發(fā)現電壓表、電流表有示數但幾乎不變，請指出哪一根導線發(fā)生了斷路？
c
c
（只要填寫圖中導線字母代號）；
⑥若實驗電路中電流表示數為I，電壓表示數為U，可求得自來水的電阻率ρ=
πd
2
 
U
4IL
πd
2
 
U
4IL
．（用以上測得的物理量符號表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

學校開展研究性學習，某研究性學習小組的同學根據所學的光學知識，設計了一個測量液體折射率的儀器，如圖所示．在一個圓形木盤上過其圓心O作兩條相互垂直的直徑BC、EF，在半徑OA上垂直圓盤面插下兩枚大頭針P1、P2并保持P1、P2的位置不變，每次測量時，讓圓盤的BFC部分豎直進入液體中，而且總使得液面與直徑BC相平，EF為界面的法線，而后在圖中右上方區(qū)域觀察P1、P2的像，并在圓周上插上大頭針P3，使P3正好擋住P1、P2．同學們通過計算，預先在圓周EC部分刻好了折射率的值．這樣只要根據P所插的位置，就可直接讀出液體折射率的值．則
（1）若∠AOF=30°，OP3與OC的夾角為30°，則P3處所對應的折射率的值為
1.73
1.73
．
（2）作AO的延長線交圓周于K，K處所對應的折射率的值應為
1
1
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?宜昌二模）某研究性學習小組在學完《閉合電路歐姆定律》后，利用如圖所示的電路來探究電路中各部分的電壓、電流隨滑動變阻器R阻值變化的關系．電路中R1、R2、R3為三個定值電阻，四個電表均視為理想電表，當滑動變阻器R的滑片P分別置于a、b兩個位置時，讀出四個電表的兩組數據如下：
P的位置 A1的示數 A2的示數 V1的示數 V2的示數
a 0.42 0.26 3.20 2.00
b 0.48 0.34 2.80 1.70
學習小組的同學們通過對上述兩組數據的分析，發(fā)現其中某個電表的讀數存在偏差，經過仔細檢查，發(fā)現是有個電表的內部接線出現松動，致使其讀出的數值不準確．
（1）有故障的電表是：
V2
V2
；
（2）利用另外三個無故障電表的讀數值，能求出R1、R2、R3這三個定值電阻中哪些電阻的阻值，阻值多大？答：
電阻R3=20Ω
電阻R3=20Ω
；
（3）能否求出所用電源的電動勢E和內阻r的大�。咳缒�，求出其數值．
答：
E=6V
E=6V
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某課外活動小組利用力傳感器和位移傳感器進一步探究變力作用下的“動能定理”．圖（甲）所示，他們用力傳感器通過定滑輪直接拉固定在小車上的細繩，測出拉力F；用位移傳感器測出小車的位移s和瞬時速度v．已知小車質量為200g．精英家教網
①某次實驗得出拉力F隨位移s變化規(guī)律如圖（乙）所示，速度v隨位移s變化規(guī)律如圖（丙）所示，數據如表格．利用所得的F-s圖象，求出s=0.30m到0.52m過程中變力F做功W=
 
J，此過程動能的變化△EK=
 
J（保留2位有效數字）．
s/m F/N v/m′s-1
0.30 1.00 0.00
0.31 0.99 0.31
0.32 0.95 0.44
0.35 0.89 0.67
0.40 0.81 0.93
0.45 0.70 1.10
0.52 0.60 1.30
②指出下列情況可減小實驗誤差的操作是
 
（填選項前的字母，可能不止一個選項）
A．使拉力F要遠小于小車的重力；
B．實驗時要先平衡摩擦力；
C．要使細繩與滑板表面平行．
（2）某研究性學習小組在學完“測定金屬絲電阻率”實驗后，想利用下列器材測定自來水的電阻率：
器材（代號） 規(guī)格
電流表（A1）
電流表（A2）
電壓表（V1）
電壓表（V2）
滑動變阻器（R）
直流電源（E）
開關（S）、導線若干
毫米刻度尺、游標卡尺
多用電表
一節(jié)兩端可封住的絕緣PVC水管		 量程0～1mA，內阻約為50Ω
量程0～0.6A，內阻約為0.1Ω
量程0～3V，內阻約為10kΩ
量程0～15V，內阻約為50kΩ
阻值范圍0～50Ω，允許最大電流0.5A
輸出電壓15V，內阻不計
①用毫米刻度尺測量如圖（甲）所示的一段自來水管上兩接線柱間距離為L；
②用游標卡尺測量水管內徑為d，如圖（乙）所示的讀數為
 
mm；
③用多用電表測量兩接線柱間裝滿自來水電阻約20kΩ；
④為提高實驗結果的準確程度，電流表應選用
 
，電壓表應選用
 
（以上均填器材代號）；
⑤為了達到上述目的，某同學設計出正確的電路原理圖并按電路圖連接好實物圖如（丙）圖所示．接通電路后，當調節(jié)滑動變阻器的滑動片時，發(fā)現電壓表、電流表有示數但幾乎不變，請指出哪一根導線發(fā)生了斷路？
 
（只要填寫圖中導線字母代號）；
⑥若實驗電路中電流表示數為I，電壓表示數為U，可求得自來水的電阻率ρ=
 
．（用以上測得的物理量符號表示）
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科目：高中物理 來源： 題型：

某研究性學習小組在學完《閉合電路歐姆定律》后，利用如圖所示的電路來探究電路中各部分的電壓、電流隨滑動變阻器R阻值變化的關系．電路中R1、R2、R3為三個定值電阻，四個電表均視為理想電表，當滑動變阻器R的滑片P分別置于a、b兩個位置時，讀出四個電表的兩組數據如下：

P的位置

A1的示數

A2的示數

V1的示數

V2的示數

a

0．42

0．26

3．20

2．00

b

0．48

0．34

2．80

1．70

         學習小組的同學們通過對上述兩組數據的分析，發(fā)現其中某個電表的讀數存在偏差，經過仔細檢查，發(fā)現是有個電表的內部接線出現松動，致使其讀出的數值不準確．

         ⑴有故障的電表是：          ；

         ⑵利用另外三個無故障電表的讀數值，能求出R1、R2、R3這三個定值電阻中哪些電阻的阻值，阻值多大？答：      　　　　　　　　　　　　　　　   ；

         ⑶能否求出所用電源的電動勢E和內阻r的大小？如能，求出其數值．

         答：     　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　    ．

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