高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)19 用單擺測(cè)量重力加速度高效演練（含解析）-人教版高三物理試題

用單擺測(cè)量重力加速度1．某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素．(1)他組裝單擺時(shí)，在擺線(xiàn)上端的懸點(diǎn)處，用一塊開(kāi)有狹縫的橡皮夾牢擺線(xiàn)，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖甲所示，這相做的目的是________(填字母代號(hào))．甲A．保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變 B．可使周期測(cè)量更加準(zhǔn)確C．需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié) D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)(2)他組裝好單擺后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＝0.9990m，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖乙所示，則該擺球的直徑為_(kāi)_______mm，單擺擺長(zhǎng)為_(kāi)_______m.乙(3)下列振動(dòng)圖象真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過(guò)程．圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開(kāi)始，A、B、C、D均為30次全振動(dòng)的圖象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，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))．ABCD解析(1)橡皮的作用是使擺線(xiàn)擺動(dòng)過(guò)程中懸點(diǎn)位置不變，從而保證擺長(zhǎng)不變，同時(shí)又便于調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)，A、C正確；(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得擺球直徑為d＝12mm＋0.1mm×0＝12.0mm，則單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)0＝L－eq\f(d,2)＝0.9930m(注意統(tǒng)一單位)；(3)單擺擺角不超過(guò)5°，且計(jì)時(shí)位置應(yīng)從最低點(diǎn)(即速度最大位置)開(kāi)始，故A項(xiàng)的操作符合要求．答案(1)AC(2)12.00.9930(3)A2．(2015·天津卷·9(2))某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度．(1)為了使測(cè)量誤差盡量小，下列說(shuō)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．組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)C．實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D．?dāng)[長(zhǎng)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(zhǎng)約1m的單擺．實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于僅有量程為20cm、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(diǎn)，測(cè)出單擺的周期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變，設(shè)法將擺長(zhǎng)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(diǎn)，并測(cè)出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離ΔL.用上述測(cè)量結(jié)果，寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g＝________.解析(1)在利用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)中，為了使測(cè)量誤差盡量小，須選用密度大、半徑小的擺球和不易伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)，擺球須在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，擺長(zhǎng)一定時(shí)，振幅盡量小些，以使其滿(mǎn)足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件，故選B、C．(2)設(shè)第一次擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，第二次擺長(zhǎng)為L(zhǎng)－ΔL，則T1＝2πeq\r(\f(L,g))，T2＝2πeq\r(\f(L－ΔL,g))，聯(lián)立解得g＝eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2)).答案(1)BC(2)eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))3．為了研究滑塊的運(yùn)動(dòng)，選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細(xì)線(xiàn)構(gòu)成的單擺等組成如圖甲所示裝置，實(shí)驗(yàn)中，滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)讓單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)方向做小擺幅擺動(dòng)，漏斗可以漏出很細(xì)的有色液體，在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置，如圖乙所示．(1)漏斗和細(xì)線(xiàn)構(gòu)成的單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與下列哪個(gè)儀器相同？________(填寫(xiě)儀器序號(hào))．A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B．秒表C．毫米刻度尺 D．電流表(2)已知單擺周期T＝2s，在圖乙中AB＝24.10cm，BC＝27.90cm、CD＝31.90cm、DE＝36.10cm，則單擺在經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)，滑塊的瞬時(shí)速度為vD＝________m/s，滑塊的加速度為a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析(1)單擺振動(dòng)具有周期性，擺球每隔半個(gè)周期經(jīng)過(guò)紙帶中線(xiàn)一次，單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同，故選A．(2)在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中，中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度大小，故有vD＝eq\f(xCE,T)＝0.34m/s.據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的推論Δx＝aT2，有：a＝eq\f(\o(CD,\s\up6(—