高考理科綜合物理選修3-4實(shí)驗(yàn)1

1、選修 34實(shí)驗(yàn) 1 1(2017 屆成都期中 )在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：(1)在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，下列措施對(duì)提高測(cè)量結(jié)果精確度有利的是_a適當(dāng)加長(zhǎng)擺線b質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的c多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，借助t2l 圖像求重力加速度gd為便于觀察和計(jì)數(shù)，應(yīng)在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)(2)實(shí)驗(yàn)中， 在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度l0.961 0 m，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖所示則該擺球的直徑為_(kāi)mm，單擺擺長(zhǎng)為 _m(最后一空保留四位有效數(shù)字)(3)下列振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1 m 的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作

2、過(guò)程圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開(kāi)始，a、b、c 均為 30 次全振動(dòng)的圖像這四種操作過(guò)程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是_(填字母代號(hào)，已知sin 5 0.087，sin 15 0.26)ab cd 【答案】 (1)ac(2)11.200.9554(3)a 【解析】 (1)單擺的擺長(zhǎng)越長(zhǎng)，周期越大適當(dāng)加長(zhǎng)擺長(zhǎng)，便于測(cè)量周期，可以減小測(cè)量的誤差，提高測(cè)量結(jié)果的精確度，故a 正確要減小空氣阻力的影響，應(yīng)選體積較小的擺球，故 b 錯(cuò)誤多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，借助t2l 圖像求重力加速度g，能減少偶然誤差，故c正確單擺周期較小，要從經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以減小實(shí)驗(yàn)的誤差，故d 錯(cuò)誤故選 ac(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為1

3、1 mm，游標(biāo)卡尺的第10 刻度與上邊對(duì)齊，讀數(shù)為0.02 100.20，所以游標(biāo)卡尺示數(shù)為d11 mm0.20 mm11.20 mm0.011 20 m. 單擺的擺長(zhǎng)：lld20.961 0 m0.011 202m0.955 4 m. (3)當(dāng)擺角小于等于5 時(shí)， 我們認(rèn)為小球做單擺運(yùn)動(dòng)，所以振幅約為10.087 m8.7 cm.當(dāng)小球擺到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，誤差較小測(cè)量周期時(shí)要讓小球做3050 次全振動(dòng)，求平均值所以 a 合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小2(2017 屆宜賓校級(jí)期中)在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)甲測(cè)得擺線長(zhǎng)l0，小球直徑d，小球完成n 次全振動(dòng)的時(shí)間t.則實(shí)驗(yàn)測(cè)得的重

4、力加速度的表達(dá)式g_(用題目中所給的物理量表示)(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的重力加速度數(shù)值明顯小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值造成這一情況的可能原因是 _a所用擺球的質(zhì)量過(guò)大b擺線上端未牢固地固定于o 點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線變長(zhǎng)c測(cè)量周期時(shí)，當(dāng)擺球通過(guò)平衡位置時(shí)啟動(dòng)秒表，此后擺球第30 次通過(guò)平衡位置時(shí)停表，讀出經(jīng)歷的時(shí)間為t，并由計(jì)算式tt30求得周期d測(cè)量周期時(shí)，誤將擺球n1 次全振動(dòng)的時(shí)間t 記成了 n 次全振動(dòng)的時(shí)間(3)另一名同學(xué)乙在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度 l 0.999 0 m，再用 _(填寫(xiě)器材名稱)測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖所示. 則擺球的直徑為 _c

5、m，單擺擺長(zhǎng)為 _m將擺球拉開(kāi)一定角度由靜止釋放為了減少誤差，應(yīng)該當(dāng)擺球經(jīng)過(guò)_(填“平衡位置”或“最高點(diǎn)”)才開(kāi)始計(jì)時(shí)【答案】 (1)4n22l0d2t2(2)b(3)游標(biāo)卡尺1.210.993 0平衡位置【解析】 (1)擺線長(zhǎng) l0，小球直徑d，單擺的擺長(zhǎng)是ll0d2.擺動(dòng) n 次時(shí)，所用時(shí)間為t，則根據(jù)單擺的周期公式t2lg，ttn，ll0d2聯(lián)立解得 g42lt24n22l0d2t2. (2)擺球的質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果沒(méi)有影響，故a 錯(cuò)誤擺線上端未牢固地固定于o 點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)使擺線變長(zhǎng)，則小球的實(shí)際周期變大所以根據(jù)上式可知，測(cè)量的加速度變小，故 b 正確測(cè)出 n1 次全振動(dòng)的時(shí)間，誤作

6、為 n 次全振動(dòng)的時(shí)間計(jì)算，則測(cè)量的周期偏小，根據(jù)上式知g 可能偏大同理，當(dāng)擺球通過(guò)平衡位置時(shí)啟動(dòng)秒表，此后擺球第30 次通過(guò)平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，對(duì)應(yīng)的時(shí)間是15 個(gè)周期，因此求得周期偏小，故c、d 錯(cuò)誤故選b(3)游標(biāo)卡尺要先讀出主尺的刻度12 mm；然后讀出游標(biāo)尺的刻度0.1 mm1 0.1 mm；總讀數(shù)： 12 mm0.1 mm12.1 mm1.21 cm. 單擺的擺長(zhǎng)為l ld20.999 0 m1.212102 m0.993 0 m. 將擺球拉開(kāi)一定角度，由靜止釋放擺球后，為了減少誤差， 應(yīng)該當(dāng)擺球經(jīng)過(guò)平衡位置才開(kāi)始計(jì)時(shí)3(2017 屆眉山期末 )某研究性學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行“用單擺測(cè)定重

7、力加速度”的實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示)，已知單擺在擺動(dòng)過(guò)程中的擺角小于5 .在測(cè)量單擺的周期時(shí)，從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)且記數(shù)為1， 到第 n 次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)所用的時(shí)間為t.在測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)時(shí)，先用毫米刻度尺測(cè)得擺球懸掛后的擺線長(zhǎng)(從懸點(diǎn)到擺球的最上端)為 l，再用螺旋測(cè)微器測(cè)得擺球的直徑為d(讀數(shù)如圖乙所示)(1)從乙圖可知，擺球的直徑為d_mm. (2)用上述物理量的符號(hào)寫(xiě)出求重力加速度的一般表達(dá)式g_. (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們?cè)谟懻撊绾文軌蛱岣邷y(cè)量結(jié)果的精確度時(shí)，提出了以下建議，其中可行的是 _a盡可能選擇細(xì)、輕且不易伸長(zhǎng)的線作為擺線b當(dāng)單擺經(jīng)過(guò)最高位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)c質(zhì)量相同、體積不同

8、的擺球，應(yīng)選用體積較大的d測(cè)量多組周期t 和擺長(zhǎng) l，作 lt2關(guān)系圖像來(lái)處理數(shù)據(jù)【答案】 (1)5.980(2)2n 12ld2t2(3)ad 【解析】 (1)螺旋測(cè)微器的主尺讀數(shù)為5.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.0148.0 mm0.480 mm，則最終讀數(shù)為5.980 mm. (2)由題知， 從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)且記數(shù)為1，到第 n 次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)所用的時(shí)間內(nèi)為 t，則單擺全振動(dòng)的次數(shù)為nn12，周期為ttn2tn 1，單擺的長(zhǎng)度為lld2.由單擺的周期公式t2lg得 g2n12ld2t2. (3)公式中，重力加速度的測(cè)量值與擺長(zhǎng)有關(guān)，所以要盡可能選擇細(xì)、輕且不易伸長(zhǎng)的線作為擺線， 故 a