XX選考高考物理一輪復(fù)習(xí)實驗探究單擺周期與擺長關(guān)系夯基提能作業(yè)本

XX選考版高考物理一輪復(fù)習(xí)實驗研究單擺周期與擺長的關(guān)系夯基提能作業(yè)本XX選考版高考物理一輪復(fù)習(xí)實驗研究單擺周期與擺長的關(guān)系夯基提能作業(yè)本PAGEXX選考版高考物理一輪復(fù)習(xí)實驗研究單擺周期與擺長的關(guān)系夯基提能作業(yè)本實驗14研究單擺周期與擺長的關(guān)系1.在“用單擺測定重力加快度”的實驗中(1)(多項選擇)以下對于本實驗的舉措中正確的選項是。

A.擺角應(yīng)盡量大些B.擺線應(yīng)適合長些C.擺球應(yīng)選擇密度較大的實心金屬小球D.用停表丈量周期時,應(yīng)取擺球擺至最高點時開始計時(2)用50分度游標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50次所用的時間如圖2所示,讀數(shù)為s。

圖1圖2(3)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后,同學(xué)甲說:因為空氣浮力與擺球重力方向相反,它對球的作用相當(dāng)于重力加快度變小,所以振動周期變大,乙同學(xué)說:浮力對擺球的影響憂如用一個輕一些的擺球做實驗,所以振動周期不變,這兩個同學(xué)說法中。

A.甲正確B.乙正確C.兩同學(xué)的說法都錯誤答案(1)BC(2)17.50(17.46~17.54)100.2s(3)A分析(1)在擺角不超出5°的狀況下單擺的運動才可以看做簡諧運動,實驗時擺角不可以太大,不可以超出5°,故A錯誤;實驗中,擺線的長度應(yīng)遠遠大于擺球的直徑,適合增添擺線的長度,可以減小實驗偏差,故B正確。減小空氣阻力的影響,選擇密度較大的實心金屬小球作為擺球,故C正確。用停表丈量周期時,應(yīng)從球抵達均衡地點時開始計時,這樣偏差小一些,故D錯誤;應(yīng)選B、C。(2)由圖1可看出,游標尺上的第25條刻度線與主尺上的4.2cm刻度線對齊了,則游標尺的零刻度線與現(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)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后,擺球不但受重力了,加快度也不是重力加快度,實質(zhì)加快度要減小,所以振動周期變大,甲同學(xué)說法正確,故A正確。2.在做“研究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實驗時(1)為了利用單擺較正確地測出重力加快度,可供采納的器械為。

A.20cm長的細線、小木球、停表、米尺、鐵架臺B.100cm長的細線、小鋼球、停表、米尺、鐵架臺C.100cm長的細線、大木球、停表、量程為50cm的刻度尺、鐵架臺D.10cm長的細線、大鋼球、大掛鐘、米尺、鐵架臺(2)為了減小丈量周期的偏差,擺球應(yīng)在經(jīng)過最(填“高”或“低”)點的地點時開始計時,并計數(shù)為零,擺球每次經(jīng)過該地點時計數(shù)加1,當(dāng)計數(shù)為60時,所用的時間為t,則單擺周期為s。

(3)實驗時某同學(xué)測得的重力加快度g值偏小,其原由可能是。

A.擺球太重B.計算時誤將小球的直徑與擺線長相加C.測出n次全振動時間為t,誤作為(n+1)次全振動時間進行計算D.擺線上端未堅固地系于懸點,振動中出現(xiàn)了松動,使擺線長度增添了(4)有兩位同學(xué)利用假期分別去觀光北京大學(xué)和廈門大學(xué)的物理實驗室,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L的關(guān)系”(北京大學(xué)所在地的緯度比廈門大學(xué)高),并繪制了T2-L圖像,如圖甲所示,去廈門大學(xué)的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是(填A(yù)或B)。其他在廈門大學(xué)做研究的同學(xué)還利用計算機繪制了a、b兩種單擺的振動圖像,如圖乙所示,由圖可知a、b兩單擺的擺長之比為。

答案(1)B(2)低(3)D(4)A4∶9分析(1)實驗中應(yīng)采納長1m左右、不易形變的細線,小球采納體積小質(zhì)量大的小鋼球,應(yīng)選B;(2)擺球經(jīng)過最低點的地點時速度最大,所以為了減小丈量周期的偏差,擺球應(yīng)選經(jīng)過最低點的地點時開始計時。由題分析可知,單擺全振動的次數(shù)N==30,周期為T=;(3)擺球的重力對實驗結(jié)果沒有影響,故A錯誤;計算時誤將小球的直徑與擺線長相加,則擺長丈量值偏大,依據(jù)T=2π可知g=,則重力加快度的丈量值偏大,選項B錯誤;實驗中誤將n次全振動計為n+1次,依據(jù)T=求出的周期偏小,g偏大,故C錯誤;擺線上端未堅固地系于懸點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增添了,測得的單擺周期變大,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,因為廈門當(dāng)?shù)氐闹亓涌於刃∮诒本?則廈門的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(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,兩單擺擺長之比=。3.甲、乙兩個學(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)所示的實驗裝置。①因為沒有游標卡尺,沒法丈量小球的直徑d,實驗中將懸點到小球最低點的距離作為擺長l,測得多組周期T和l的數(shù)據(jù),作出l-T2圖像,如圖(b)所示。A.實驗獲得的l-T2圖像是;

B.小球的直徑是cm。

②在丈量擺長后,丈量周期時,擺球搖動過程中懸點O處擺線的固定點出現(xiàn)松動,擺長稍微變長,這將會致使所測重力加快度的數(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)上再增添一個速度傳感器,如圖(c)所示。將擺球拉開一個小角度使其做簡諧運動,速度傳感器記錄了擺球在搖動過程中速度隨時間變化的關(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改變擺線長度l后,多次丈量,依據(jù)實驗數(shù)據(jù),利用計算機作出T2-l圖線(l為擺線長),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