9屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講練測：專題12.55探究單擺的周期與擺長的關(guān)系用單擺測定重力加速度(練)(原卷版)

1、專題希探究單擺的周期與擺長的關(guān)系用單擺測定重力加速度練1在“用單擺測定重力加速度”的實驗中(1) 以下關(guān)于本實驗的措施中準(zhǔn)確的是(選填下列選項前的序號)A. 擺角應(yīng)盡量大些B. 擺線應(yīng)適當(dāng)長些C. 擺球應(yīng)選擇密度較大的實心金屬小球D. 用停表測量周期時，應(yīng)取擺球擺至最高點時開始計時(2) 為了減少實驗誤差，該同學(xué)采用圖象法處理數(shù)據(jù)，通過多次改變擺長，測得多組擺長L和對應(yīng)的周期T,并作出T2L圖象，如圖所示。若圖線的斜率為k,則用k表示重力加速度2在探究單擺周期與擺長關(guān)系的實驗中，有如下器材供選用，請把應(yīng)選用的器材填在橫線上(填字母)。A. 1m長的粗繩C.半徑為lcm的小木球E. 時鐘G.最小

2、刻度為mm的米尺I.鐵架臺B. 1m長的細線D.半徑為lcm的小鉛球F. 秒表H.最小刻度為cm的米尺J附砝碼的天平3. 在“用單擺測重力加速度”的實驗中，小明同學(xué)的操作步驟為：A. 取一根細線，下端系著直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上；B. 用刻度尺量得細線長度I;C. 在細線偏離豎直方向角度很小時釋放小球；D. 用秒表記錄小球完成n次全振動所用的總時間t，得到周期T=-;n_4n2|E. 用公式g=了廠計算重力加速度(1) 為減小實驗誤差，小明同學(xué)應(yīng)在小球經(jīng)過(選填“釋放位置”或“平衡位置”)時開始計時。(2) 按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比(選填“偏大”、“相同”或“偏小

3、”)。4用單擺測重力加速度時，(1) 發(fā)現(xiàn)測出的重力加速度值偏小，這可能是因為()A. 測量周期T時，把N次全振動的次數(shù)誤數(shù)為N-I次B. 錯把擺線長當(dāng)了擺長C. 把擺球直徑當(dāng)作了半徑D. 測量過程懸點松動導(dǎo)致擺線長度變化(2) 測出擺線長L和周期T的幾組數(shù)據(jù)，作出T2-L圖像如圖所示。則小球的直徑是cm,所測的重力加速度是m/s2(該空保留兩位小數(shù))。-05W99.55在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，(1) 測擺長時，若準(zhǔn)確測出懸線長L和擺球直徑d,則擺長為；(2) 測周期時，當(dāng)擺球經(jīng)過位置(填平衡位置或最高點)時開始計時并計數(shù)1次，測出經(jīng)過該位置N次(約60100次)的時間為t，則周期

4、為。d6在“用單擺測量重力加速度”的實驗中，因為沒有游標(biāo)卡尺，無法測量小球的直徑d，實驗中將懸點到小球最低點的距離作為擺長I，測得多組周期T和I的數(shù)據(jù)，作出t2-i圖像，如圖所示：di.：:11】K*>1-Hn*F(1) 實驗得到的t2t圖像是；(2) 小球的直徑是cm;(3) 實驗測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮∈莔/s2(取三位有效數(shù)字)1有一測量微小時間差的裝置，是由兩個擺長略有微小差別的單擺同軸水平懸掛構(gòu)成兩個單擺擺動平面前后相互平行（1）現(xiàn)測得兩單擺完成50次全振動的時間分別為50.0s和49.0s,則兩單擺的周期差A(yù)T=s;（2）某同學(xué)利用此裝置測量小于單擺周期的微小時間差，具體操作如

5、下：把兩擺球向右拉至相同的擺角處，先釋放長擺擺球，接著再釋放短擺擺球，測得短擺經(jīng)過若干次全振動后，兩擺恰好第一次同時同方向通過某位置，由此可得出釋放兩擺的微小時間差若測得釋放兩擺的時間差住=0.165s,則在短擺釋放s（填時間）后，兩擺恰好第一次同時向（填方向）通過（填位置）;（3）為了能更準(zhǔn)確地測量微小的時間差，你認為此裝置還能夠做的改進是.2甲乙兩個學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測量重力加速度。（1）甲組同學(xué)采用圖甲所示的實驗裝置。A. 因為沒有游標(biāo)卡尺，無法測小球的直徑d，實驗中將懸點到小球最低點的距離作為擺長I,測得多組周期T和I的數(shù)據(jù)，作出T2I圖象，如圖乙所示。實驗得到的T2I圖象是;小球的

6、直徑是cm;卄更I豈盤甲B. 在測量擺長后，測量周期時，擺球振動過程中懸點O處擺線的固定出現(xiàn)松動，擺長略微變長，這將會導(dǎo)致所測重力加速度的數(shù)值。（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）（2）乙組同學(xué)在圖甲所示裝置的基礎(chǔ)上再增加一個速度傳感器，如圖丙所示。將擺球拉開一小角度使其做簡諧運動，速度傳感器記錄了擺球振動過程中速度隨時間變化的關(guān)系，如圖丁所示的v-t圖線。A. 由圖丙可知，該單擺的周期T=s；2B. 更換擺線長度I后，多次測量，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用計算機作出TI圖線（I為擺線長），=9.86，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）3用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。（1）測出懸點0到小球球心的距離（擺長

7、）L及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度g=（用L、n、t表示）（2）用多組實驗數(shù)據(jù)做出T2-L圖像，也能夠求出重力加速度g，已知三位同學(xué)做出的T2-L圖線的示意圖如圖3中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線b，下列分析準(zhǔn)確的是（選填選項前的字母）A. 出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LB. 出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次C. 圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值（3）某同學(xué)在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖所示，因為家里只有一根量程為30cm的刻度尺，于

8、是他在細線上的A點做了一個標(biāo)記，使得懸點O到A點間的細線長度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細線長度不變，通過改變O、A間細線長度以改變擺長。實驗中，當(dāng)O、A間細線的長度分別為l1和l2時，測得相對應(yīng)單擺的周期為T1、T2。由此可得重力加速度g=（用l1、l2、T2表示）。4. 某同學(xué)利用如圖所示的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。實驗步驟如下：A. 按裝置圖安裝好實驗裝置；B. 用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d;C. 用米尺測量懸線的長度I;D. 讓小球在豎直平面內(nèi)小角度擺動。當(dāng)小球經(jīng)過最低點時開始計時，并計數(shù)為0,此后小球每經(jīng)過最低點一次，依次計數(shù)1、2、3。當(dāng)數(shù)到20時，停止計時，測得時間為t;E.

9、多次改變懸線長度，對應(yīng)每個懸線長度，都重復(fù)實驗步驟C、D;F. 計算出每個懸線長度對應(yīng)的t2；G. 以t2為縱坐標(biāo)、I為橫坐標(biāo)，作出t2l圖線。結(jié)合上述實驗，完成下列任務(wù):（1）該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用計算機作出t記錄時間應(yīng)從擺球經(jīng)過開始計時，小球直徑為cm,測得重力加速度g值為m/s2（保留小數(shù)點后兩位有效數(shù)字）如果他在實驗中誤將49次全振動數(shù)為50次，測得的g值（填“偏大”或“偏小”或“準(zhǔn)確”）如果該同學(xué)在測擺長時忘記了加擺球的半徑，則測量結(jié)果（填“偏大”或“偏小”或“準(zhǔn)確”）；但是他以擺長（I）為縱坐標(biāo)、周期的二次方（T2）為橫坐標(biāo)作出了IT2圖線，由圖象測得的圖線的斜率為k,則測得的重

10、力加速度g=。（用字母表示即可）。此時他用圖線法求得的重力加速度。（選填“偏大”，“偏小”或“準(zhǔn)確”）-圖線如圖所示。根據(jù)圖線擬合得到方程t2=404.01+2.0。由此能夠得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=m/s2。（取，=9.86,結(jié)果保留3位有效數(shù)字）（2）從理論上分析圖線沒有過坐標(biāo)原點的原下列分析準(zhǔn)確的是（）A. 不應(yīng)在小球經(jīng)過最低點時開始計時，應(yīng)該在小球運動到最高點開始計時；B. 開始計時后，不應(yīng)記錄小球經(jīng)過最低點的次數(shù)，而應(yīng)記錄小球做全振動的次數(shù)；2C. 不應(yīng)作t-圖線，而應(yīng)作t-圖線；、221D. 不應(yīng)作t-圖線，而應(yīng)作t-（1d）圖線。25. 某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”實驗中，先

11、測得擺線長為97.20cm;用20分度的游標(biāo)卡尺測小球直徑如圖4所示，然后用秒表記錄了單擺全振動50次所用的時間為100.0s.則345(cm)11111miII111.111111nIlliiih(iiri(11ir3510Illi20圖41. 【2019天津9(2)】16.某同學(xué)利用單擺測量重力加速度(1) 為了使測量誤差盡量小，下列說法準(zhǔn)確的是A. 組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B. 組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線C. 實驗時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動D. 擺長一定的情況下，擺的振幅盡量大(2) 如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約為1m的單擺，實驗時，因為僅有量程為20

12、cm、精度為1mm的鋼板刻度尺，于是他先使擺球自然下垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點，測出單擺的周期T；;然后保持懸點位置不變，設(shè)法將擺長縮短一些，再次使擺球自然下垂，用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點，并測出單擺周期T2;最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點之間的距離L,用上述測量結(jié)果，寫出重力加速度的表達式g=2. 【2019北京21(2)】用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。(1)組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用(選填選項前的字母)A.長度為1m左右的細線B.長度為30cm左右的細線C. 直徑為1.8cm的塑料球D.直徑為1.8cm的鐵球(2)測出懸點O到小

13、球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度g=(用L、n、t表示)組次1ji擺長L/cmS0.0090.00100.00丸次全振動所用的時間r590.095.5100.5振動周期Ps1.S019重力加速度s2）9.49.73（3）下表是某同學(xué)記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理。請計算出第3組實驗中的T=s,g=m/s2（4）用多組實驗數(shù)據(jù)做出T-L圖像，也能夠求出重力加速度g,已知三位同學(xué)做出的T-L圖線的示意圖如圖3中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線b，下列分析準(zhǔn)確的是（選填選項前的字母）。

14、A. 出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LB. 出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次C. 圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值（5）某同學(xué)在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖4所示，因為家里只有一根量程為30cm的刻度尺，于是他在細線上的A點做了一個標(biāo)記，使得懸點0到A點間的細線長度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細線長度不變，通過改變0、A間細線長度以改變擺長。實驗中，當(dāng)0、A間細線的長度分別為11和|2時，測得相對應(yīng)單擺的周期為T,、T2由此可得重力加速度g=（用li、I2、Ti、T2表示）。3. 2019上海卷】（8分）某小組在做“用單擺測重力加速度”試驗后，為進一步研究，將單擺的輕質(zhì)細線改為剛性重桿。通過查資料得知，這樣做成的“復(fù)擺”做簡諧運動的周期hc+mr2-一一-T=2兀J，式中Ic為由該擺決定的常量，m為擺的質(zhì)量，g為重力加速度，r為轉(zhuǎn)軸mgr到重心C的距離。如圖（a）,實驗時在