2.4科學(xué)測量：用單擺測量重力加速度同步練習(xí)（word版含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁2.4科學(xué)測量：用單擺測量重力加速度同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊一、選擇題（共15題）1．在“用單擺測量重力加速度的大小”的實驗中，擺球擺動穩(wěn)定后，當(dāng)它到達(dá)最低點時啟動秒表開始計時，并記錄此后擺球每次經(jīng)過最低點的次數(shù)n（n=1、2、3...），當(dāng)數(shù)到n=40時剛好停表，此時秒表讀數(shù)為t。則該單擺的周期為（）A． B． C． D．2．某學(xué)生用單擺測定重力加速度，測得數(shù)值偏大些，可能是下列哪些原因引起的（）A．量擺長時沒有把小球半徑算進去B．?dāng)[球的質(zhì)量測得不準(zhǔn)確C．?dāng)[角小，使周期變小D．應(yīng)當(dāng)測振動30次的時間求其周期，結(jié)果把29次當(dāng)作30次計算周期3．某同學(xué)做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，下列做法正確的是（）A．?dāng)[線要選擇伸縮性大些的，并且盡可能短一些B．?dāng)[球要選擇質(zhì)量大些、體積小些的C．?dāng)[長一定的情況下，擺的振幅盡量大D．拉開擺球，在釋放擺球的同時開始計時，當(dāng)擺球回擺到開始位置時停止計時，記錄的時間作為單擺周期的測量值4．某同學(xué)利用單擺測量重力加速度，為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是（）A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B．組裝單擺細(xì)線要輕C．實驗時須使擺球可旋轉(zhuǎn)D．?dāng)[長一定的情況下，擺的振幅盡量大5．有兩位同學(xué)利用假期分別參觀了位于哈爾濱市的“哈爾濱工業(yè)大學(xué)”和上海市的“復(fù)旦大學(xué)”，他們各自利用那里實驗室中的DIS系統(tǒng)探究了單擺周期T和擺長L的關(guān)系。然后通過微信交流實驗數(shù)據(jù)，并用計算機繪制了如圖甲所示的圖像。另外，去“復(fù)旦大學(xué)”做研究的同學(xué)還利用計算機繪制了他實驗用的a、b兩個擺球的振動圖像，如圖乙所示。下列說法正確的是：（）A．甲圖中“復(fù)旦大學(xué)”的同學(xué)所測得的實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是BB．甲圖中圖線的斜率表示對應(yīng)所在位置的重力加速度的倒數(shù)C．由乙圖可知，a、b兩擺球振動頻率之比為3∶2D．由乙圖可知，時b球振動方向沿y軸正方向6．學(xué)生通過學(xué)習(xí)知道北京的重力加速度約為，赤道上的重力加速度約為，學(xué)生想到利用自由落體運動相關(guān)知識測量達(dá)州的重力加速度，一頻閃照相機的頻閃周期為，如圖所示為學(xué)生用該照相機拍得的一張小鋼珠自由下落過程中的頻閃照片（已旋轉(zhuǎn)為水平放置），現(xiàn)已在刻度尺上標(biāo)出小鋼珠影像在不同時刻所在的位置，根據(jù)該學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)可知（所有數(shù)據(jù)保留2為小數(shù)）（）A．達(dá)州的重力加速度約為B．達(dá)州的重力加速度約為C．照相機拍攝左邊第一個小鋼珠影像時，小鋼珠的速度為零D．理論上講，連續(xù)曝光時間內(nèi)相鄰位移差值與頻閃周期成正比7．下列關(guān)于單擺實驗過程的具體步驟中，你覺得存在明顯問題的是（）A．將細(xì)線穿過金屬小球上的小孔，在細(xì)線的一端打一個稍大一點的結(jié)，制成一個單擺B．將單擺平躺在桌上，用刻度尺、游標(biāo)卡尺分別測量擺線長度和直徑，取半徑加線長為擺長C．鐵架臺放在桌邊，使固定的鐵架伸出桌面，然后把單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂D．當(dāng)擺動穩(wěn)定后擺球經(jīng)過最低點時開始計時，測30~50次全振動的時間，并求出周期8．在用單擺測量重力加速度的實驗中，用多組實驗數(shù)據(jù)做出周期（T）的平方和擺長（L）的T2-L圖線，可以求出重力加速度g。已知兩位同學(xué)做出的T2-L圖線如圖中的a、b所示，其中a和b平行，圖線a對應(yīng)的g值很接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。相對于圖線a，關(guān)于圖線b的分析正確的是（）A．可能是誤將繩長記為擺長LB．可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長LC．可能是誤將49次全振動記為50次D．根據(jù)圖線b不能準(zhǔn)確測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?．如圖所示為同一地點的兩個單擺甲、乙的振動圖像，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩單擺的擺長不相等B．甲擺的機械能比乙擺的大C．在t=0.5s時有正向最大加速度的是乙擺D．由圖像可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?0．馬玲同學(xué)周末用單擺測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋瑢螖[固定好，用米尺測繩長，用游標(biāo)卡尺測擺球直徑，用秒表測出50個周期的時間然后算出周期T。改變擺長l，重復(fù)實驗，得到多組實驗數(shù)據(jù)后，在坐標(biāo)紙上做出如圖所示的圖像。下列敘述正確的是（）A．圖像不過原點的原因可能是誤將繩長加擺球直徑當(dāng)成擺長B．如果馬玲同學(xué)把繩長當(dāng)成了擺長（沒加擺球半徑），則用此圖像算出的重力加速度偏小C．如果馬玲同學(xué)把繩長當(dāng)成了擺長（沒加擺球半徑），則用此圖像算出的重力加速度不受影響D．圖像的斜率等于重力加速度11．用單擺測重力加速度的實驗中，測出的重力加速度的值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，下列原因中可能的是（）A．振幅太小導(dǎo)致測得的周期偏小B．計算擺長時，只考慮線長，沒有加上擺球半徑C．將n次全振動誤記為（n－1）次全振動D．將n次全振動誤記為（n＋1）次全振動12．用圖示的裝置做“用單擺測重力加速度”的實驗。操作正確的是（）A．實驗中應(yīng)該在擺球擺動到最低點時開始計數(shù)B．組裝單擺時，應(yīng)該選用長度為30cm左右的細(xì)線C．組裝單擺時，應(yīng)該選用直徑約為1.8cm的塑料球D．?dāng)[長測定后，擺動計數(shù)過程中擺線松動，對測量結(jié)果沒影響13．利用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。已知擺線長度為L，小球直徑為d，實驗中測出擺球完成50次全振動的時間為t，則下列說法中正確的是（）A．?dāng)[線與豎直方向的夾角應(yīng)盡量大些B．應(yīng)從擺球處于最高點開始計時C．實驗測出當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹镈．誤把49次全振動記為50次全振動會導(dǎo)致g的測量值偏大14．某實驗小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛?，用游?biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為0.97cm。小組成員在實驗過程中有如下說法，其中正確的是（）A．把單擺從平衡位置拉開30°的擺角，并在釋放擺球的同時開始計時B．測量擺球通過最低點100次的時間t，則單擺周期為C．用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大D．選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小15．在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，有人提出以下幾點建議，其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是（）A．適當(dāng)加長擺線B．質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的C．單擺偏離平衡位置的角度越大越好D．當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動的周期二、填空題（共4題）16．科學(xué)探險隊員探究珠穆朗瑪峰山腳與山頂重力加速度的差值。在山腳處，他用一個小鐵球與一條細(xì)線、支架組成一個單擺裝置，通過改變擺長L，測出相應(yīng)單擺的周期T，用測出的L與T的值，作出了T2－L圖像如圖中直線c所示。當(dāng)他成功攀登到山頂后，他又重復(fù)了在山腳做的實驗。并用L與T的測量值在同一坐標(biāo)系中作出了另一條T2－L圖像。則利用山頂實驗數(shù)據(jù)作出的圖線可能是圖中的直線_____；在山腳做實驗測擺長時若沒加小球的半徑。作出的圖線可能是直線______；測擺長時沒加小球半徑，用測量數(shù)據(jù)通過作T2－L圖像測出的重力加速度值____（“偏大”“偏小”或“不變”）17．（1）利用單擺測重力加速度的實驗中，偏角小于50，但測出的重力加速度的數(shù)值偏大，可能原因是_____A．振幅較小B．測擺長時，只量出擺線的長度，沒有從懸掛點量到擺球中心C．?dāng)?shù)振動次數(shù)時，少計了一次D．?dāng)?shù)振動次數(shù)時，多計了一次(2)利用單擺測重力加速度的實驗中，為了減小測量周期的誤差，應(yīng)在______位置（填“最低點”或“最高點”）開始計時和結(jié)束計時.18．某同學(xué)在家里測重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖所示。由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺。于是他在細(xì)線上的A點做了一個標(biāo)記，使得懸點O到A點間的細(xì)線長度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長度不變，通過改變O、A間細(xì)線長度以改變擺長。實驗中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長度分別為l1、l2時，測得相應(yīng)單擺的周期為T1、T2。由此可得重力加速度g＝________(用l1、l2、T1、T2表示)。19．（1）在“用單擺測定重力架速度”的實驗中，下列做法正確的是________.A．測量擺長的方法：用刻度尺量出從懸點到擺球之間的細(xì)線的長度B．測量周期時，從擺球經(jīng)過平衡位置開始計時，測出擺球完成50次全振動所需的時間，再求出擺球的振動周期的平均值C．保證單擺自始至終在同一豎直平面內(nèi)擺動D．單擺振動時，應(yīng)使它的偏角嚴(yán)格等于50（2）下表是該實驗中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長l/m0.50.60.81.1周期T2/s22.22.43.24.81）利用上述數(shù)據(jù)在右側(cè)的坐標(biāo)系中描出l—T2圖象．2）利用圖線，取T2=4.2s2時，l=______m，重力加速度g=________m/s2．三、綜合題（共3題）20．單擺是常見的一種簡諧運動，如圖所示。已知質(zhì)量為m的擺球，擺長為l，完成N次全振動的時間是t，請根據(jù)以上數(shù)據(jù)完成以下問題：（1）畫出擺角為θ時，小球的受力圖，并求出此刻回復(fù)力的大小和方向（可在圖中畫出）；（2）當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭是多大；（3）很多同學(xué)認(rèn)為直接測量一次全振動時間既簡單又節(jié)省時間，你同意這個觀點嗎？請簡要分析說明。21．北京和廣州的兩位同學(xué)，分別探究單擺的周期T與擺長l的關(guān)系，通過網(wǎng)絡(luò)交流繪制了T2-l圖像，如圖（a）所示。(1)北京的同學(xué)所測實驗結(jié)果可能對應(yīng)的圖像是A和B中的哪一個？請說明理由。(2)廣州的同學(xué)還繪制了不同擺長的單擺的板動圖像，如圖（b）所示。由圖可知兩單擺擺長之比為多少？22．李磊同學(xué)利用單擺測量重力加速度。他測出擺線長度l=99cm，擺球直徑d=2cm。擺動過程中，擺球完成20次全振動的時間為40s，偏離最低點的最大距離A=10cm。若整個擺動過程可視為簡諧運動，規(guī)定從最低點向右擺動時為正方向。(1)求李磊同學(xué)測出的重力加速度的大?。ńY(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；(2)從小球經(jīng)過最低點向右擺動時開始計時，寫出擺球的振動方程。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C2．D3．B4．B5．C6．A7．B8．B9．C10．C11．D12．A13．D14．C15．A16．a(chǎn)b不變17．D最低點18．19．（1）BC；（2）1）；2）1.05m；約9.86.2