备考2019年高考物理一轮专题: 第52讲 实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度
试卷更新日期:2018-11-27 类型:一轮复习
一、实验探究题
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1. 某课外兴趣小组做“用单摆测定重力加速度”的实验。(1)、下列选项是小组成员提出的建议,其中正确的是________;A、为了防止断裂,摆线要选择长些的、伸缩性大些的细绳 B、为了减小阻力,摆球尽量选择质量大些、体积小些的钢球 C、为了方便测量,应使摆线偏离竖直位置30°角静止释放 D、为了减小误差,在摆球经过平衡位置时开始计时,经过多次全振动后停止计时(2)、该小组成员用10分度的游标卡尺测摆球直径如图所示,摆球的直径为mm;(3)、该小组成员测出了摆线的长为l , 摆球的直径为d , n次全振动的总时间为t , 则当地的重力加速度g=。2. 在做“用单摆测定重力加速度”的实验中.(1)、如果测得的g值偏大,可能的原因是 (填写字母代号)A、测摆长时,忘记了摆球的半径 B、摆线上端悬点未固定牢,摆动中出现松动,使摆线长度增加了 C、开始计时时,秒表过早按下 D、实验中误将49次全振动次数记为50次(2)、某同学在实验中,测量6种不同摆长l情况下单摆的振动周期T,记录实验数据如下:
l/m
0.4
0.5
0.8
0.9
1.0
1.2
T/s
1.26
1.42
1.79
1.90
2.00
2.20
T2/s2
1.59
2.02
3.20
3.61
4.00
4.84
请以l为横坐标,T2为纵坐标,在如图1中作出T2﹣l图线 , 并利用此图线得重力加速度g=m/s2 . (取π2=9.86,结果保留三位有效数字)
(3)、一位同学查阅资料得知,单摆在最大摆角θ较大时周期公式可近似表述为T=2π(1+ sin2 ) .为了用图象法验证单摆周期T和最大摆角θ的关系,他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T,并根据实验数据描绘出如图2所示的图线.根据所给周期公式可知,图中的纵轴表示的是 , 图线延长后与横轴交点的横坐标为 .3. 利用单摆测重力加速度的实验中,(1)、根据测量结果计算重力加速度的数学表达式是A、g= B、g= 、 C、g= D、g=(2)、若测量值偏小,可能是由于A、计算摆长时,只考虑悬线长,而未加小球半径. B、测量周期时,将n次全振动误记成n+1次全振动. C、计算摆长时,用悬线长加小球的直径 D、单摆振动时,振幅较小.4. 某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时:(1)、如果他测得的g值偏小,可能的原因是 .A、振幅偏小 B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,使周期变大了 C、开始计时时,秒表过迟按下. D、实验中误将49次全振动数次数记为50次(2)、此同学用游标卡尺测一小球直径如图甲,已知游标尺为20等份,则读数应为 .(3)、测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2﹣L图象如图乙,此图线斜率的物理意义是A、g B、 C、 D、 .5. 根据所学知识完成填空:(1)、在利用单摆测定重力加速度的实验中.若测得的g值偏大.可能的原因是:A、摆球质量过大 B、单摆振动时振幅较小 C、测量摆长时.只考虑了线长.忽略了小球的半径 D、测量周期时.把n个全振动误认为(n+1)个全振动.使周期偏小 E、测量周期时.把n个全振动误认为(n﹣1)个全振动.使周期偏大(2)、若单摆是一个秒摆.将此摆移到月球上.(g月= g地).其周期是(3)、实验中游标尺(50分度)和秒表的读数如图.分别是 mm. s.6.根据所学知识完成题目:
(1)、我校有五组同学用单摆测成都的重力加速度g,各组实验器材和实验数据如下表所示,若各组同学实验操作水平一样,那么第组同学测定的结果最准确.若该组同学根据自己测得的实验数据做出单摆的振动图象如图1,那么该组同学测出的重力加速度g大小是m/s2 .组数
摆球材料
最大偏角
摆长
测全振动次数
1
木
4°
0.64m
10
2
木
30°
0.64m
10
3
铁
4°
0.81m
50
4
铁
30°
0.81m
50
(2)、如果测得的g值偏小,可能的原因是A、测摆线长时摆线拉得过紧 B、开始计时,秒表过迟按下 C、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了 D、实验中误将49次全振动数为50次 E、振幅过小(3)、小白同学在学校利用图象法较准确地测出了成都的加速度,假期去参观北大的物理实验室时也做了同样的实验,并在同一张纸上绘制了T2~L图象,如图2所示.在北大所测实验结果对应的图线是(选填“A”或“B”).7. 某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.(1)、下列措施中必要的或做法正确的是 . (选填下列措施前的序号)A、为了便于计时观察,单摆的摆角应尽量大些 B、摆线长应远远大于摆球直径 C、摆球应选择密度较大的实心金属小球 D、用秒表测量周期时,应测量单摆20~30次全振动的时间,然后计算周期,而不能把只测一次全振动时间当作周期 E、将摆球和摆线平放在桌面上,拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长,然后将O点作为悬点(2)、测摆长时测量结果如图1所示(单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐),摆长为 cm;然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示,秒表读数为 s.(3)、他测得的g值偏小,可能的原因是A、测摆线长时摆线拉得过紧 B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现了松动,使摆线长度增加了 C、开始计时时,秒表提前按下 D、实验中误将49次全振动数为50次.8. 某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:(1)、用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为cm.
(2)、小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是 . (填选项前的字母)A、把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,并在释放摆球的同时开始计时 B、测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为 C、用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 D、选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小.9. 下面为用单摆测量当地的重力加速度实验部分操作.(1)、用游标卡尺测量小钢球直径,求数如图所示,读数为mm.(2)、测出单摆偏角小于5°时完成n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺测得摆线长为l,游标卡尺测得摆球直径为d.用上述测得的量写出测量重力加速度的一般表达式:g=(3)、他测得的g值偏小,可能原因是A、计算时将l当成摆长; B、测摆线长时摆线拉得过紧; C、开始计时时,秒表过迟按下; D、实验中误将30次全振动计为29次.10. 在用单摆测定重力加速度实验中:(1)、为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,应选用下列所给器材中的哪些?将你所选用的器材前的字母填在横线上 .A.长1m左右的细绳; B.长30cm左右的细绳;
C.直径2cm的铝球; D.直径2cm的铁球;
E.秒表; F.时钟; G.最小分度值是1cm的直尺;
H.最小分度值是1mm的直尺.
(2)、某同学在利用单摆测重力加速度的实验中,测出多组摆长L与周期T的数据,根据实验数据,作出了T2﹣L的关系图象如图所示,根据图中数据,可算出重力加速度的值为m/s2(取π2=9.86,结果保留三位有效数字).11. 柑橘所学知识完成实验:(1)、在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图12甲、乙所示.测量方法正确的是(选填“甲”或“乙”)(2)、实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图丁所示,则该单摆的振动周期为 . 若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一个小球进行实验,则该单摆的周期将(填“变大”、“不变”或“变小”),(3)、若已正确测出悬线长L和摆球直径d,及图丁中读取的周期,写出求重力加速度的计算式g= .12. 某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中测量了一些数据,其中的一组数据如下所示.(1)、用毫米刻度尺测量摆线的长时,将摆线平放,如图(A)所示,刻度尺读数是cm,用游标卡尺测量摆球直径,卡尺游标位置如图(B)所示,可知摆球直径是 cm,如图所示测出的摆长(偏大,偏小),正确的测量方法是(2)、该同学用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图C所示,则秒表所示读数为 s.单摆的周期是 s(保留三位有效数字)(3)、为了提高实验精度,在试验中可改变几次摆长L,测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数值,再以l为横坐标,T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图D所示,T2与l的关系式T2= , 利用图线可求出图线的斜率k= , 再由k可求出g= .(4)、如果他测得的g值偏小,可能的原因是A、未挂小球就测量绳长,然后与小球半径相加作为摆长 B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了 C、开始计时,秒表过迟按下 D、实验中误将29次全振动数记为30次.