XX選考高考物理一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系夯基提能作業(yè)本

XX選考版高考物理一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系夯基提能作業(yè)本XX選考版高考物理一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系夯基提能作業(yè)本PAGEXX選考版高考物理一輪復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系夯基提能作業(yè)本實(shí)驗(yàn)14研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系1.在“用單擺測(cè)定重力加快度”的實(shí)驗(yàn)中(1)(多項(xiàng)選擇)以下對(duì)于本實(shí)驗(yàn)的舉措中正確的選項(xiàng)是。

A.擺角應(yīng)盡量大些B.擺線應(yīng)適合長(zhǎng)些C.擺球應(yīng)選擇密度較大的實(shí)心金屬小球D.用停表丈量周期時(shí),應(yīng)取擺球擺至最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)(2)用50分度游標(biāo)卡尺丈量小球的直徑,如圖1所示的讀數(shù)是mm,用停表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間如圖2所示,讀數(shù)為s。

圖1圖2(3)考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后,同學(xué)甲說(shuō):因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反,它對(duì)球的作用相當(dāng)于重力加快度變小,所以振動(dòng)周期變大,乙同學(xué)說(shuō):浮力對(duì)擺球的影響憂如用一個(gè)輕一些的擺球做實(shí)驗(yàn),所以振動(dòng)周期不變,這兩個(gè)同學(xué)說(shuō)法中。

A.甲正確B.乙正確C.兩同學(xué)的說(shuō)法都錯(cuò)誤答案(1)BC(2)17.50(17.46~17.54)100.2s(3)A分析(1)在擺角不超出5°的狀況下單擺的運(yùn)動(dòng)才可以看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),實(shí)驗(yàn)時(shí)擺角不可以太大,不可以超出5°,故A錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中,擺線的長(zhǎng)度應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于擺球的直徑,適合增添擺線的長(zhǎng)度,可以減小實(shí)驗(yàn)偏差,故B正確。減小空氣阻力的影響,選擇密度較大的實(shí)心金屬小球作為擺球,故C正確。用停表丈量周期時(shí),應(yīng)從球抵達(dá)均衡地點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),這樣偏差小一些,故D錯(cuò)誤;應(yīng)選B、C。(2)由圖1可看出,游標(biāo)尺上的第25條刻度線與主尺上的4.2cm刻度線對(duì)齊了,則游標(biāo)尺的零刻度線與現(xiàn)在度線之間的距離為25×mm=24.50mm,因4.2cm-24.50mm=17.50mm,則游標(biāo)卡尺讀數(shù)為17.50mm;由圖2可知,停表示數(shù)為60s+40.2s=100.2s;(3)考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后,擺球不但受重力了,加快度也不是重力加快度,實(shí)質(zhì)加快度要減小,所以振動(dòng)周期變大,甲同學(xué)說(shuō)法正確,故A正確。2.在做“研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)(1)為了利用單擺較正確地測(cè)出重力加快度,可供采納的器械為。

A.20cm長(zhǎng)的細(xì)線、小木球、停表、米尺、鐵架臺(tái)B.100cm長(zhǎng)的細(xì)線、小鋼球、停表、米尺、鐵架臺(tái)C.100cm長(zhǎng)的細(xì)線、大木球、停表、量程為50cm的刻度尺、鐵架臺(tái)D.10cm長(zhǎng)的細(xì)線、大鋼球、大掛鐘、米尺、鐵架臺(tái)(2)為了減小丈量周期的偏差,擺球應(yīng)在經(jīng)過(guò)最(填“高”或“低”)點(diǎn)的地點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),并計(jì)數(shù)為零,擺球每次經(jīng)過(guò)該地點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)加1,當(dāng)計(jì)數(shù)為60時(shí),所用的時(shí)間為t,則單擺周期為s。

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)某同學(xué)測(cè)得的重力加快度g值偏小,其原由可能是。

A.擺球太重B.計(jì)算時(shí)誤將小球的直徑與擺線長(zhǎng)相加C.測(cè)出n次全振動(dòng)時(shí)間為t,誤作為(n+1)次全振動(dòng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算D.擺線上端未堅(jiān)固地系于懸點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)了松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增添了(4)有兩位同學(xué)利用假期分別去觀光北京大學(xué)和廈門(mén)大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)室,各自在那里利用傳感器較為正確地研究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”(北京大學(xué)所在地的緯度比廈門(mén)大學(xué)高),并繪制了T2-L圖像,如圖甲所示,去廈門(mén)大學(xué)的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是(填A(yù)或B)。其他在廈門(mén)大學(xué)做研究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了a、b兩種單擺的振動(dòng)圖像,如圖乙所示,由圖可知a、b兩單擺的擺長(zhǎng)之比為。

答案(1)B(2)低(3)D(4)A4∶9分析(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采納長(zhǎng)1m左右、不易形變的細(xì)線,小球采納體積小質(zhì)量大的小鋼球,應(yīng)選B;(2)擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的地點(diǎn)時(shí)速度最大,所以為了減小丈量周期的偏差,擺球應(yīng)選經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的地點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)。由題分析可知,單擺全振動(dòng)的次數(shù)N==30,周期為T(mén)=;(3)擺球的重力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響,故A錯(cuò)誤;計(jì)算時(shí)誤將小球的直徑與擺線長(zhǎng)相加,則擺長(zhǎng)丈量值偏大,依據(jù)T=2π可知g=,則重力加快度的丈量值偏大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中誤將n次全振動(dòng)計(jì)為n+1次,依據(jù)T=求出的周期偏小,g偏大,故C錯(cuò)誤;擺線上端未堅(jiān)固地系于懸點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增添了,測(cè)得的單擺周期變大,依據(jù)g=,可知獲得的g值偏小,故D正確。應(yīng)選D。(4)由T=2π得,T2=L,知T2-L圖像的斜率越大,則重力加快度越小,因?yàn)閺B門(mén)當(dāng)?shù)氐闹亓涌於刃∮诒本?則廈門(mén)的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線的斜率較大,為A圖線,由圖乙知,兩單擺的周期之比為=,由T=2π知,兩單擺擺長(zhǎng)之比=。3.甲、乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組分別利用單擺丈量重力加快度。圖(a)圖(b)(1)甲組同學(xué)采納如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置。①因?yàn)闆](méi)有游標(biāo)卡尺,沒(méi)法丈量小球的直徑d,實(shí)驗(yàn)中將懸點(diǎn)到小球最低點(diǎn)的距離作為擺長(zhǎng)l,測(cè)得多組周期T和l的數(shù)據(jù),作出l-T2圖像,如圖(b)所示。A.實(shí)驗(yàn)獲得的l-T2圖像是;

B.小球的直徑是cm。

②在丈量擺長(zhǎng)后,丈量周期時(shí),擺球搖動(dòng)過(guò)程中懸點(diǎn)O處擺線的固定點(diǎn)出現(xiàn)松動(dòng),擺長(zhǎng)稍微變長(zhǎng),這將會(huì)致使所測(cè)重力加快度的數(shù)值(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。

(2)乙組同學(xué)在圖(a)所示裝置的基礎(chǔ)上再增添一個(gè)速度傳感器,如圖(c)所示。將擺球拉開(kāi)一個(gè)小角度使其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),速度傳感器記錄了擺球在搖動(dòng)過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的關(guān)系,如圖(d)所示。圖(c)圖(d)①由圖(d)可知,該單擺的周期T=s。

②改變擺線長(zhǎng)度l后,多次丈量,依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)作出T2-l圖線(l為擺線長(zhǎng)),并依據(jù)圖線擬合獲得方程T2=4.04l+0.024(s2)。由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓涌於萭=m/s2。(取π2=9.86,結(jié)果保存3位有效數(shù)字)

答案(1)①A.cB.1.2②偏小(2)①2.0②9.76分析(1)①單擺的周期T=2π,所以l=T2+,則l-T2圖線為傾斜的直線,其斜率k=,縱軸截距b=>0,所以圖像為c,因截距=0.6cm,則d=1.2cm