高考物理复习 金版教程 实验十三 探究单摆运动 用单摆测定重力加速度练习.doc

限时规范特训(时间：45分钟分值：100分)1某同学在做利用单摆测定重力加速度实验中，如果测得的g值偏小，可能原因是()a测摆线长时摆线拉得过紧b摆线上端悬点未固定及振动中出现松动使摆线长度增加了c开始记时时，秒表按下时刻滞后于单摆振动的记数d实验中误将49次全振动记为50次全振动解析：根据g知，g偏小可能原来是l的测量值偏小或t的测量值偏大选项a中摆线拉得过紧，使l变大，因此测得g偏大；选项b中，在摆长已测定情况下，由于悬点松动使摆长增加，实际振动的摆长大于测量值，所以测量g值也偏小选项c和d均为测得的周期偏小，故g值偏大答案：b2在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，其中对提高测量结果精度有利的是()a适当加长摆线b质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的c单摆偏离平衡位置的角度不能太大d当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期解析：单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度适当加长摆线长度有利于把摆球看成质点，在摆角小于10的条件下，摆球的空间位置变化较大，便于观察，选项a对摆球体积越大，所受空气阻力越大，对质量相同的摆球其影响越大，选项b错只有在小角度的情形下，单摆的周期才满足t2，选项c对本实验采用累积法测量周期，若仅测量一次全振动，由于球过平衡位置时速度较大，难以准确记录，且一次全振动的时间太短，偶然误差较大，选项d错答案：ac3. 如图所示， a、b分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置，其中，位置a为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中()a. 位于b处时动能最大b. 位于a处时势能最大c. 在位置a的势能大于在位置b的动能d. 在位置b的机械能大于在位置a的机械能解析：小球在摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，即a点的重力势能等于b点动能和势能的和答案：bc4. 做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的 ()a频率、振幅都不变b频率、振幅都改变c频率不变、振幅改变 d频率改变、振幅不变解析：由单摆的周期公式t2，可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅a是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，由ekmv2可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，因此振幅改变，所以c正确答案：c5某同学测得g值比当地标准值偏大，其原因可能是()a测量摆长时忘记加上小球半径b振幅过小c将摆长当成了摆线长和球直径之和d摆动次数多记了一次e小球不是在竖直平面内摆动f摆球质量过大，空气阻力影响所致解析：因为t2，所以g，由g的表达式可知g测偏大的原因可能是l测偏大或t测偏小，可知c、d正确，a错；小球做圆锥摆的周期t2t摆，故e正确；因为单摆周期和振幅与摆球质量无关，故b、f错答案：cde6(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用主尺最小分度为1 mm、游标尺上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图甲所示，可以读出此金属球的直径为_mm.(2)单摆细绳的悬点与拉力传感器相连，将摆球拉开一小角度使单摆做简谐运动后，从某时刻开始计时，拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况，如图乙所示，则该单摆的周期为_s.解析：(1)球的直径为14 mm0.05 mm714.35 mm.(2)由单摆的周期性结合ft图象可以得出，该单摆的周期为2.0 s.7某同学想在家里做“用单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小约为3cm、外形不规则的大理石代替小球他设计的实验步骤如下：a将石块和细尼龙线系好，结点为m，将尼龙线的上端固定于o点，如图所示；b用刻度尺测量om间尼龙线的长度l作为摆长；c将石块拉开一个大约5的角度，然后由静止释放；d从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由t得出周期；e改变om间尼龙线的长度再做几次实验，记下每次相应的l和t；f求出多次实验中测得的l和t的平均值，作为计算时用的数据，代入公式g()2l，求出重力加速度g.(1)该同学以上实验步骤中有重大错误的是_(2)该同学用om的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值_(填“偏大”或“偏小”)(3)用什么方法可以解决摆长无法准确测量的困难？解析：(1)摆长应为石块质心到悬点的距离，故b步骤错误；计时开始的位置应为摆球振动的平衡位置，故d步骤错误；在用公式g()2l计算g时，应将各项的l和t单独代入求解g值，不能求l、t的平均值再代入求解，故f步骤也错误(2)因为用om作为摆长，比摆的实际摆长偏小，因此计算出的重力加速度的值比实际值偏小(3)可采用图象法，以t2为纵轴，以l为横轴，作出多次测量得到的t2l图线，求出图线斜率k.再由k得g.k值不受悬点不确定因素的影响，因此可以解决摆长无法准确测量的困难8将一单摆装置竖直挂于某一深度h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，测量出筒的下端口到摆球球心的距离l，并通过改变l而测出对应的周期t，再以t2为纵轴、l为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度(取29.86)(1)如果实验中所得到的t2l关系图象如图乙所示，那么正确的图象应是a、b、c中的_(2)由图象可知，小筒的深度h_m，当地的重力加速度g_m/s2.解析：(1)由单摆周期公式t2可得t2l，而llh，所以t2(lh)，即t2lh，正确图象应是a.(2)由图象知1.20，得g29.86 m/s2，h0.30 m.92012重庆模拟在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为防止摆球在摆动过程中形成“圆锥摆”，实验中采用了如图甲所示的双线摆测出摆线长度为l，线与水平横杆夹角为，摆球半径为r.若测出摆动的周期为t，则此地重力加速度为_；某同学用10分度的游标卡尺测量摆球的直径时，主尺和游标如图乙所示，则摆球的半径r为_mm.解析：单摆的摆长为llsinr，由周期公式t2，此地的重力加速度为g.由图知摆球的半径r16.0 mm8.0 mm.10在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g42l/t2.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期t，作出t2l图象，就可以求出当地的重力加速度理论上t2l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图所示(1)造成图象不过坐标原点的原因是_；(2)由图象求出的重力加速度g_m/s2.(取29.87)解析：(1)由单摆周期公式t2得t242由图象知，当l0时，t20，说明l偏小，是由于漏测小球半径造成的(2)由上式知k，g9.87 m/s2.11一位同学用单摆做测量重力加速度实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤：a测摆长l：用米尺量出摆线的长度；b测周期t：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始记时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按下秒表停止记时，读出这段时间t，算出单摆的周期tt/60；c. 将所测得的l和t代入单摆的周期公式t2，算出g，将它作为实验的最后结果写入实验报告中去(不要求进行误差计算)上述步骤中错误或遗漏的步骤有_，应改正为_解析：a、b、c