新教材2025版高中物理課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)10實(shí)驗(yàn)：用單擺測量重力加速度教科版選擇性必修第一冊

課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)10試驗(yàn)：用單擺測量重力加速度A組合格性考試練1．關(guān)于“用單擺測量重力加速度”的試驗(yàn)，下列說法正確的是()A．把單擺從平衡位置拉開30°的擺角，并在釋放擺球的同時(shí)起先計(jì)時(shí)B．測量擺球通過最低點(diǎn)100次的時(shí)間t，則單擺周期為〖(t)/(100)〗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(jì)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2．在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”的試驗(yàn)中，擺球在垂直紙面的平面內(nèi)搖擺，如圖甲所示，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻．光敏電阻(光照時(shí)電阻比較小)與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t的變更圖線如圖乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為________．若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行試驗(yàn)，則該單擺的周期將________(選填“變大”“不變”或“變小”)．3．在用單擺測量重力加速度大小的試驗(yàn)中．(1)為了比較精確地測量出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，在下列所給的器材中，應(yīng)選用________(填序號(hào))；A．長約1m的細(xì)線B．長約20m的細(xì)線C．直徑為1cm的鐵球D．直徑為1cm的木球E．秒表F．時(shí)鐘G．最小分度值為1dm的直尺H．最小分度值為1mm的直尺(2)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，同學(xué)們在懸掛小球時(shí)，采納了兩種不同的方式，分別如圖甲中的1、2所示，應(yīng)當(dāng)選用________(填“1”或“2”)；(3)某同學(xué)測出不同擺長時(shí)對(duì)應(yīng)的周期T，作出T2－L的圖像如圖乙所示，再利用圖線上的兩點(diǎn)A、B的坐標(biāo)(x1，y1)，(x2，y2)，可求得重力加速度大小g＝________．若該同學(xué)計(jì)算擺長時(shí)干脆用擺線長度加上小球的直徑，而其他測量、計(jì)算均無誤，也不考慮試驗(yàn)誤差，則用上述方法算得的g值________(填“大于”“小于”或“等于”)真實(shí)值．4．如圖甲為用單擺測重力加速度的試驗(yàn)裝置，在試驗(yàn)中用最小刻度為1mm的刻度尺測擺長，測量狀況如圖乙所示．(1)下列說法正確的有________．(填字母)A．測擺長時(shí)，擺線應(yīng)接好擺球，使擺球處于自然下垂?fàn)顟B(tài)B．?dāng)[長等于擺線的長度加上擺球的直徑C．測單擺的周期時(shí)，應(yīng)從擺球經(jīng)過最高點(diǎn)速度為0時(shí)起先計(jì)時(shí)D．假如有兩個(gè)大小相等且都帶孔的銅球和木球，應(yīng)選用木球作擺球(2)O為懸掛點(diǎn)，從圖乙可知單擺的擺長為________m.(3)若用l表示單擺的擺長，T表示單擺振動(dòng)周期，可求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮＝________．(4)若把該單擺放在月球上，則其搖擺周期________(填“變大”“變小”或“不變”)．B組選擇性考試練5.傳感器在物理試驗(yàn)探討中具有廣泛的應(yīng)用．單擺在運(yùn)動(dòng)過程中，擺線的拉力在做周期性的變更，這個(gè)周期性變更的力可用力傳感器顯示出來，從而可進(jìn)一步探討單擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．(1)試驗(yàn)時(shí)用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，示數(shù)如圖所示，該擺球的直徑d＝________mm.(2)接著測量了擺線的長度為l0，試驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時(shí)間t變更的圖像如圖所示，則重力加速度的表達(dá)式g＝________(用題目和圖中的已知物理量表示)．(3)某小組變更擺線長度l0，測量了多組數(shù)據(jù)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，甲同學(xué)把擺線長l0作為擺長，干脆利用公式求出各組重力加速度值再求出平均值；乙同學(xué)作出T2－l0圖像后求出斜率，然后算出重力加速度．兩同學(xué)處理數(shù)據(jù)的方法對(duì)結(jié)果的影響是：甲________，乙________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)．6．南山中學(xué)某物理課外活動(dòng)小組打算測量南山公園處的重力加速度，其中一小組同學(xué)將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開口向下的小筒中(單擺的下半部分露于筒外)，如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺搖擺過程中懸線不會(huì)遇到筒壁．本試驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心的距離L，并通過變更L而測出對(duì)應(yīng)的搖擺周期T，再以T2為縱軸、L為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖像，那么就可以通過此圖像得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.(1)試驗(yàn)時(shí)用10分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，示數(shù)如圖所示，該擺球的直徑d＝________mm.(2)測量單擺的周期時(shí)，某同學(xué)在擺球某次通過最低點(diǎn)時(shí)按下停表起先計(jì)時(shí)，同時(shí)數(shù)0，當(dāng)擺球其次次通過最低點(diǎn)時(shí)數(shù)1，依此法往下數(shù)，當(dāng)他數(shù)到60時(shí)，按下停表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間t，則該單擺的周期為________．A．t29B．t29.5C．t(3)假如試驗(yàn)中所得到的T2－L關(guān)系圖線如圖乙中的________所示(選填“a”“b”或“c”)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________m/s2(π取3.14，結(jié)果取小數(shù)點(diǎn)后兩位)．課時(shí)素養(yǎng)評(píng)價(jià)10試驗(yàn)：用單擺測量重力加速度1．解析：單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)的條件是擺線偏離平衡位置的夾角小于5°，并從平衡位置起先計(jì)時(shí)，A錯(cuò)誤；若擺球第一次過平衡位置時(shí)記為“0”，則周期T＝t50，若擺球第一次過平衡位置時(shí)記為“1”，則周期T＝t49.5，B錯(cuò)誤；由T＝2πl(wèi)g得g＝4π2l答案：C2．解析：單擺在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過平衡位置，每次經(jīng)過平衡位置，單擺會(huì)攔住細(xì)激光束，從R－t圖線可知周期為2t0.擺長等于擺線的長度加上小球的半徑，依據(jù)單擺的周期公式T＝2πl(wèi)g答案：2t0變大3．解析：(1)為了減小誤差，比較精確地測量出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，應(yīng)選用長約1m的細(xì)線和直徑為1cm的鐵球組成單擺，AC正確，BD錯(cuò)誤；為了提高測量精度，應(yīng)選用秒表和最小分度值為1mm的直尺，EH正確，F(xiàn)G錯(cuò)誤．(2)為避開擺線晃動(dòng)導(dǎo)致擺長發(fā)生變更，應(yīng)采納圖甲中的第2種方案．(3)單擺的周期公式為T＝2πLg，整理可得T2＝4π2gL，故圖像的斜率為k＝解得重力加速度大小為g＝4π2x2-x1y2-y1；若該同學(xué)計(jì)算擺長時(shí)干脆用擺線長度加上小球的直徑，而其他測量、計(jì)算均無誤，也不考慮試驗(yàn)誤差，T2－L關(guān)系變?yōu)門2＝4答案：(1)ACEH(2)2(3)4π2·x24．解析：(1)測擺長時(shí)擺線應(yīng)接好擺球，使擺球處于自然下垂?fàn)顟B(tài)，否則，擺長的測量不精確，A正確；擺長等于擺線的長度加上擺球的半徑，B錯(cuò)誤；計(jì)時(shí)應(yīng)從擺球經(jīng)過平衡位置(或最低點(diǎn))時(shí)起先計(jì)時(shí)，測多次全振動(dòng)所用時(shí)間后求出周期的平均值，C錯(cuò)誤；擺球應(yīng)選擇質(zhì)量大一些、體積小一些的小球，假如有兩個(gè)大小相等且都帶孔的銅球和木球，應(yīng)選用銅球作擺球，D錯(cuò)誤．(2)從懸點(diǎn)到球心的距離即為擺長，由圖可讀出擺長L＝0.9980m.(3)若用l表示單擺的擺長，T表示單擺振動(dòng)周期，由單擺的周期公式T＝2πLg，可求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮＝4(4)由于月球上的重力加速度比地球上的重力加速度小，所以將同一單擺放在月球上時(shí)，其搖擺周期將變大．答案：(1)A(2)0.9980(0.9970～0.9980均可)(3)4π5．解析：(1)主尺示數(shù)是15mm，游標(biāo)尺示數(shù)是4×0.1mm＝0.4mm，擺球的直徑為15mm＋0.4mm＝15.4mm.(2)在單擺搖擺的過程中，每一個(gè)周期中有兩次拉力的最大值，由F－t圖像可知，單擺周期T＝4t0，依據(jù)T＝2πl(wèi)g整理得：g＝π(3)依據(jù)公式①甲同學(xué)把擺線長l0作為擺長，則擺長的測量值偏小，則g的測量值偏??；乙同學(xué)作出T2－l0圖像后求出斜率，k＝4π2g，重力加速度：g答案：(1)15.4(2)π26．解析：(1