2022-2023学年第二学期高二物理下学期选择性必修一 2.5 实验：用单摆测重力加速度 过关检测

试卷更新日期：2023-03-04 类型：同步测试

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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

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  • 2. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值偏小，可能是因为（   ）
    A、摆球的质量太大 B、测摆长时，将线长加小球直径作为摆长 C、测周期记录全振动次数时，将n次全振动误记为（n+1）次 D、摆球上端未固定牢固，摆动中出现松动，摆线变长

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  • 3. 有两位同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自利用那里的实验室中 DIS 系统探究了单摆周期T和摆长L的关系。然后通过互联网交流实验数据，并用计算机绘制了如图甲所示的 T2−L 图像。另外，去“复旦大学”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图像，如图乙所示。下列说法正确的是（   ）

    A、甲图中“南开大学”的同学所测得的实验结果对应的图线是A B、甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度的倒数 C、由乙图可知，a、b两摆球振动周期之比为 3：2 D、由乙图可知， t=1s 时b球振动方向沿y轴负方向

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二、实验探究题

  • 4. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中。
    (1)、下列说法正确的是_______。
    A、摆线要选择适当细些、伸缩性小些的，并且适当长一些 B、为了使周期测量更加准确，应从摆球释放处开始计时 C、单摆的摆长等于摆线上端的悬点到摆球最低端的距离 D、摆球在摆角小于5°摆动的过程中，摆球受到的合力充当回复力
    (2)、用毫米刻度尺测得单摆的摆线长，用游标卡尺测出摆球的直径如图甲所示，则摆球的直径为cm。
    (3)、实验中改变摆长L获得多组实验数据，正确操作后作出的T2-L图像为图乙中图线②。某同学误将摆线长当作了摆长L，由数据描述T2-L图像得到的图线可能是图乙中的（选填①、③、④），利用该图线求得的重力加速度 （选填“大于”、“等于”、“小于”）真实值。

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  • 5. 小华同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中：
    (1)、以下做法正确的是________；
    A、测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长 B、测量周期时，从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50 次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间 C、要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动 D、单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于10°
    (2)、该同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球的直径为cm；

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  • 6. 某同学用单摆测定当地的重力加速度。
    (1)、他在组装单摆时，在摆线上端的悬点处，采用了甲乙两种方式，正确的方式是（填“甲”或“乙”）；

    (2)、该同学组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度为l，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图丙所示，则该摆球的直径d为mm，单摆摆长L=（用l、d表示）。

    (3)、该同学通过多次实验得出数据画出摆长L和周期T2图像，如图，请根据图像求出重力加速度的值m/s2。（已知π2≈9.86，结果保留三位有效数字）

     

    (4)、如果测得的g值偏大，可能的原因是_____（填序号）。
    A、计算摆长时用摆线长度 B、开始计时时，停表没有及时按下 C、摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加 D、实验中误将30次全振动记为31次

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  • 7. 某物理兴趣小组在学完“单摆”这节内容后到钟表店看到一个如图所示的摆钟引起了强烈兴趣。通过查资料得知这样的摆叫“复摆”，轻质细线改为刚性重杆。有同学提出用这个摆来测当地的重力加速度，通过进一步研究查资料得知，这样做成的摆做简谐运动的周期为T=2πIc+mr2mgr ， 式中Ic为由该摆决定的常量，m为摆的质量，g为重力加速度，r为转轴到重心C的距离。如图（a），实验时在杆上不同位置打上多个小孔，将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上，使杆做简谐运动，测量并记录r和相应的运动周期T；然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验，实验数据见下表，并测得摆的质量m=0.05kg。

    r/m

    0.45

    0.40

    0.35

    0.30

    0.25

    0.20

    T/s

    2.11

    2.14

    2.20

    2.30

    2.43

    2.64
    (1)、由实验数据得出图（b）所示的拟合直线，图中横轴表示；

    (2)、由拟合直线得到Ic的值为kg⋅m2（保留二位有效数字）；
    (3)、若摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

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  • 8. 在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
    (1)、甲同学用秒表测得完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得的摆线长（悬点到摆球上端的距离）为L0 ， 已知摆球的半径为R ， 用上述物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式g=。
    (2)、乙同学将摆线的悬点固定在力传感器上，得到了拉力随时间的变化曲线，已知摆长L1=0.99m ， 根据图中的信息可得，单摆的周期T=s，重力加速度g=m/s2。（取π2=9.87 ， 结果均保留两位有效数字）

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