(2)用秒表测量单摆的周期.当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=1,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的数值后,画出T-L图线如图丙,此图线斜率的物理意义是( )
A.g C.4π
2
2
1B. gg D.
g4π
2 (4)在(3)中,描点时若误将摆线长当作摆长,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与原来相比,其大小( )
A.偏大 C.不变
B.偏小 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示重力加速度g=________.
1
【解析】 (1)摆球的直径为d=20 mm+6× mm=20.6 mm=2.06 cm.
10
60-1592t(2)秒表的读数为t=60 s+7.4 s=67.4 s,根据题意t=T=T,所以周期T=2259≈2.28 s.
(3)根据单摆周期公式T=2π
LT24π2
,可得==k(常数),所以选项C正确. gLg22
T24π2ΔT4π
(4)因为==k(常数),所以==k,若误将摆线长当作摆长,画出的直线
LgΔLg22
T24π1-T2
将不通过原点,但图线的斜率仍然满足==k,所以由图线的斜率得到的重力加速
L1-L2g度不变.
ΔT4π4πΔL4πΔL(5)根据(4)的分析,=,所以g=2=2.
ΔLgΔTT21-T24πΔL【答案】 (1)2.06 (2)2.28 (3)C (4)C (5)22 T1-T2
10.(12分)一列简谐横波,沿波的传播方向依次有P、Q两点,平衡位置相距5.5 m,其振动图象如图5甲所示,实线为P点的振动图象,虚线为Q点的振动图象.
2
2
2
2
2
甲 乙
图5
(1)图乙是t=0时刻波形的一部分,若波沿x轴正向传播,试在给出的波形上用黑点标明P、Q两点的位置,并写出P、Q两点的坐标(横坐标用λ表示);
(2)求波的最大传播速度.
【解析】 (1)P、Q两点的位置如图所示P(0,0)、Q(
11λ,5) 12
(2)由题图甲可知,该波的周期T=1 s
11
由P、Q的振动图象可知,P、Q之间的距离是(n+)λ=5.5 m
12当n=0时,λ有最大值6 m. 此时对应波速最大,v==6 m/s. 【答案】 (1)见解析 (2)6 m/s
11.(14分)如图6所示为沿x轴向右传播的简谐横波在t=1.2 s时的波形,位于坐标原点处的观察者测到在4 s内有10个完整的波经过该点.
λT
图6
(1)求该波的振幅、频率、周期和波速;
(2)画出平衡位置在x轴上P点处的质点在0.6 s内的振动图象. 【解析】 (1)由题图可知该波的振幅A=0.1 m 波长λ=2 m
10
由题意可知,f= Hz=2.5 Hz
4
T==0.4 s f1
波速v=λf=5 m/s. (2)振动图象如图所示.
【答案】 (1)0.1 m 2.5 Hz 0.4 s 5 m/s (2)见解析
12.(14分)如图7所示,△ABC为一直角三棱镜的横截面,∠BAC=30°,现有两条间距为d的平行单色光线垂直于AB面射入三棱镜,已知棱镜对该单色光的折射率为3.
图7
(1)若两条单色光线均能从AC面射出,求两条单色光线从AC面射出后的距离; (2)两条单色光线的入射方向怎样变化才可能使从AB面折射到AC面的光线发生全反射?
【解析】 (1)如图所示,两条单色光线在AC面的折射点分别为D、E,由图中几何关系可知,入射角i=30°
sin r则根据光的折射定律有=n
sin i得r=60°
在直角三角形DEF中∠EDF=30° 11d3
所以EF=DE=·=d.
22cos 30°3
(2)当入射光线绕AB面上的入射点向上转动时,折射光线入射到AC面上的入射角变大,才有可能发生全反射.
【答案】 (1)
3
d (2)见解析 3

