2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题:50 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:2020-10-30 类型:一轮复习

一、单选题

  • 1. 在“用单摆测定重力加速度”实验中,下列操作正确的是(   )
    A、须选用轻且不易伸长的细线 B、须选用密度和直径都较小的摆球 C、摆长必须大于1m,摆角必须小于5º D、如果用DIS实验系统做实验,光电门应放在摆球摆动过程的最高点
  • 2. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中,用力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图象如图所示,已知单摆的摆长为l,则重力加速度g为( )

    A、4π2lt2 B、π2lt2 C、4π2l9t2 D、π2l4t2
  • 3. 某同学在用单摆测定重力加速度时,由于摆球质量分布不均匀,无法确定其重心位置,他第一次取悬线长为L1 , 测得单摆振动周期为T1;第二次取悬线长为L2 , 测得单摆振动周期为T2。由此可计算重力加速度g为(   )
    A、4π2(L1+L2)T12+T22 B、4π2(L1L2)T12T22 C、4π2(L1+L2)T12T22 D、4π2L1L2T1T2

二、填空题

  • 4. 某同学利用单摆测定当地重力加速度,发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方,他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L,通过改变摆线的长度,测得6组L和对应的周期T,画出L一T2图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图所示.他采用恰当的数据处理方法,则计算重力加速度的表达式应为g= . 请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比,将 . (填“偏大”、“偏小”或“相同”)

三、实验探究题

  • 5. 在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。
    (1)、安装好实验装置后,先用游标卡尺测量摆球直径d,再测量摆线长 l0 ,则单摆摆长L=(用d、l0表示);
    (2)、摆球摆动稳定后,当它到达最低点时启动秒表开始计时,并记录此后摆球再次经过最低点的次数n(n=1、2、3…),当数到n=40时刚好停表,此时秒表读数为t,该单摆的周期为T=
    (3)、计算重力加速度测量值的表达式为g=(用T、L表示),如果测量值小于真实值,可能原因是

    A.将摆线长当成了摆长

    B.将摆线长和球的直径之和当成了摆长

    C.计时开始时,秒表启动稍晚

    D.摆长将摆球经过最低点的次数n计少了

  • 6. 在“用单摆测重力加速度”的实验中:
    (1)、从下列器材中选用最合适的(填写器材代号)

    A.小铁球

    B.小塑料球

    C.30 cm长的摆线

    D.长100 cm的摆线

    E.手表

    F.秒表

    G.米尺

    H.铁架台

    (2)、某次测定单摆完成50次全振动的时间为99.8 s,单摆的周期为s。
    (3)、若在某次实验中,测得的g值偏小,可能的原因是(_____)。
    A、单摆振动过程中振幅有减小 B、测摆长时,仅测了摆线长度 C、测摆长时,将摆线长加了小球直径 D、测周期时,把N次全振动误记为N+1
  • 7. 某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d.
    (1)、用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
    (2)、实验结束后,某同学用公式法测得的重力加速度总是偏大,其原因可能是下述原因中的______
    A、单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了 B、把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间 C、以摆线长作为摆长来计算 D、以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
  • 8. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
    (1)、以下实验测量工具中,本实验不需要的是_______(选填选项前的字母)
    A、米尺 B、停表 C、游标卡尺 D、天平
    (2)、组装单摆时,应在下列器材中选用_______(选填选项前的字母)

    ①长度为 100cm 左右的细线  ②长度为 10cm 左右的细线

    ③直径约为 1cm 的塑料球    ④直径约为 1cm 的钢球

    A、①③ B、①④ C、②③ D、②④
    (3)、某次实验中,记录下单摆的摆长为 90.00cm ,50次全振动的时间为 95.0s ,据此可算得重力加速度 g= m/s2 。(保留三位有效数字,取 π=3.14
    (4)、改变摆长L,测得相应的振动周期T,用多组实验数据作出 T2L 图像,也可以求出重力加速度g.两位同学作出的 T2L 图线如图乙中的a、b所示,已知图线a对应的g值最接近当地重力加速度的值,其斜率为k,据图线a可求得重力加速度的表达式为;相对于图线a,出现图线b的原因可能是。(选填选项前的字母)

    A.每次都误将49次全振动记为50次   B.每次都误将51次全振动记为50次

  • 9. 用“单摆测定重力加速度”的实验中。
    (1)、测周期的器材为 , 测绳长的器材为。(填选项字母)

    A.时钟    B.秒表

    C.最小刻度为cm的米尺

    D.最小刻度为mm的米尺

    (2)、用螺旋测微器测量摆球直径示数如图所示,该球的直径为mm;

    (3)、他测得的g的值偏小,可能的原因是______________。
    A、测摆线长时摆线拉得过紧 B、开始计时,秒表过早按下
  • 10. 用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。

    ①组装单摆时,应在下列器材中选用(选填选项前的字母)。

    A.长度为1m左右的细线                   B.长度为30cm左右的细线

    C.直径为2cm左右的塑料球                D.直径为2cm左右的铁球

    ②选择好器材,将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上,应采用图2中(选填“甲”或者“乙”)所示的固定方式。

    ③将单摆正确组装后进行如下操作,其中正确的是:(选填选项前的字母)。

    A.测出摆线长作为单摆的摆长

    B.把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动

    C.在摆球经过平衡位置时开始计时

    D.用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期

    ④甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为d,用秒表测得摆球完成N次全振动所用的时间为t,用米尺测得摆线长为 l0 ,根据以上数据,可得到当地的重力加速度g为

    ⑤乙同学多次改变单摆的摆长l并测得相应的周期T,他根据测量数据画出了如图3所示的图像。你认为横坐标所代表的物理量应为(选填“l2”、“l”“l”  )。

  • 11. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
    (1)、为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,除秒表外,还应选用下列所给器材中的。(将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 10cm 左右的细绳;

    C .直径约 2cm 的钢球;

    D .直径约 2cm 的木球;

    E .分度值是 1cm 的米尺;

    F .分度值是 1mm 的米尺;

    (2)、将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是____________(选填选项前的字母)
    A、把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放,使之做简谐运动 B、在摆球到达最高点时开始计时 C、用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期 D、用秒表测量单摆完成30 次全振动所用的总时间,用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期
    (3)、若测出单摆的周期T、摆线长 l、摆球直径 d,则当地的重力加速度 g =(用测出的物理量表示)。
    (4)、若测量出多组周期T、摆长 L 的数值后,画出 T2L 图线如图,此图线斜率的物理意义是_________。

     

    A、g B、gL C、4π2g D、g4π2  
    (5)、在(4)中,描点时若误将摆线长当作摆长,那么画出的图线将不通过原点,由图线斜率得到的重力加速度与原来相比,其大小 (____________)
    A、偏大 B、偏小 C、不变 D、都有可能
  • 12. 某实验小组同学利用单摆测当地重力加速度:
    (1)、为比较准确地测量出当地重力加速度的数值,除秒表外,在下列器材中,还应该选用________。(用器材前的字母表示)
    A、长约1.0m的柔软细线 B、长约30cm的柔软细线 C、直径约为1.8cm的塑料球 D、直径约为l.8cm的铁球 E、最小刻度为1cm的米尺 F、最小刻度为1mm的米尺
    (2)、小组同学实验装置如图乙所示,将摆球拉开一小角度使其做简谐运动并测量其周期T,改变摆线长度L多次实验,获得多组T、L数据,根据实验数据,利用计算机作出 T2L 图线,并根据图线拟合得到方程 T2=4.04L+0.035 。由此可以得出当地的重力加速度g=m/s2。(取 π2=9.86 ,结果保留3位有效数字)

  • 13. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
    (1)、下列关于单摆实验的操作,正确的是_________
    A、摆球运动过程中摆角应大于30° B、摆球到达平衡位置时开始计时 C、摆球应选用泡沫小球 D、保证摆球在同一竖直平面内摆动
    (2)、正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺量出从悬点到摆球最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测出摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为mm,单摆摆长l为m。

    (3)、实验中,测出不同摆长l对应的周期值T,作出T2—l图象,如图所示,已知图线上A、B两点的坐标分别为(x1 , y1)、(x2 , y2),可求出g=

  • 14. 用如图所示实验装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。

    (1)、组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用米尺测出摆线长为l,用游标卡尺测量摆球直径为d。则单摆摆长为(用字母l、d表示)。再用秒表记录单摆n次全振动所用的时间为t,用上述测得的物理量符号写出重力加速度的表达式g=
    (2)、为了提高实验精确度,下列说法正确的是_______(选填字母代号)。
    A、用塑料球做摆球 B、当摆球经过平衡位置时开始计时 C、把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放 D、测量一次全振动的周期,根据公式计算重力加速度g
    (3)、若测量的重力加速度g值偏小,可能的原因是____________(选填字母代号)。
    A、把悬点到摆球下端的长度记为摆长 B、当小球摆到最高点时开始计时 C、实验中误将摆球经过平衡位置49次数为50次 D、摆线上端未牢固地系于悬点,在振动过程中出现松动,使摆线长度增加了
    (4)、某同学测重力加速度,他用长细线和小铁球做了一个单摆,手头却只有一根量程为30cm的刻度尺和一个秒表,于是他先用此单摆进行实验,测得单摆的周期为T1 , 然后将摆线长度减小 ΔlΔl 小于刻度尺量程)再次实验,测得相应单摆的周期为T2。由此可得重力加速度g=(用字母 Δl 、T1、T2表示)。
  • 15. 用单摆测量重力加速度的实验中
    (1)、为了提高周期的测量精度,下列哪种做法是可取的________。
    A、用秒表直接测量一次全振动的时间 B、用秒表测30至50次全振动的时间,计算出周期的平均值 C、在小球经过平衡位置时,启动秒表和结束计时 D、在小球经过最大位移处时,启动秒表和结束计时
    (2)、某位同学先测出悬点到小球球心的距离L,然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式 g= (用所测物理量表示)。
    (3)、测量摆长后,在测量周期时,摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将导致所测重力加速度的数值(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
  • 16. 某物理实验小组在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:
    (1)、以下关于本实验的措施中正确的是_____。
    A、摆角应尽量大些 B、摆线应适当长些 C、摆球应选择密度较大的实心金属小球 D、用停表测量周期时,应从摆球摆至最高点时开始计时
    (2)、实验小组的甲同学用游标卡尺测摆球的直径,示数如图所示,则摆球直径是 mm

    (3)、该实验小组实验时,测得摆线长为 l=1.0m ,小球的直径甲同学已经在第(2)问中测出,单摆完成50次全振动所用的时间为 100sπ29.6 )则重力加速度大小 g= m/s2 。(结果保留三位有效数字)
    (4)、实验小组中乙同学和丙同学在运用图像法处理实验数据时,乙同学实验后方才发现自己测量摆长时忘了加上摆球的半径,已知图中虚线②、③与 ON 平行,则乙同学当时作出的 T2L 图象应该是图中虚线

  • 17. 在用单摆测量重力加速度的实验中
    (1)、教师拍摄了甲、乙两小组细线上端的两种不同的悬挂方式。你认为应该选用(选填“甲”或“乙”)的绕法。用游标卡尺测量小球的直径如图所示,其读数为mm;

    (2)、用秒表测量周期时,应在小球经过(选填“最低点”或“最高点”)计时。
    (3)、实验中,某小组测量周期T和摆长l两个物理量时,得到了6组实验数据,为了测定重力加速度大小,你认为作图象更好。