高三物理专项基础训练 第92练 用单摆测定重力加速度(1).doc

第92练 用单摆测定重力加速度一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1.对于核实验，下列说法正确的是（ ）a摆长应为摆线长加上小球直径b小球应在同一竖直平面内振动，摆角不大于10c计时起点应选小球通过平衡位置时d用秒表测3050次全振动的时间，计算出平均周期 2在“用单摆测重力加速度”的实验中，若测的g值比当地的标准值偏小，可能因为（ ）a测摆长时摆线拉的过紧b测摆长时用摆线长代替摆长而漏加小球半径c测量周期时，将n次全摆动误记成n+1次全振动d开始记时时，小球通过平衡位置时秒表按下的时刻滞后于小球通过平衡位置的时刻 3用单摆测定重力加速度时，某同学测得的数值大于当地重力加速度的真实值，引起这一误差的可能原因是（ ）a摆球在水平面内做圆周运动b测量摆长时，漏测摆球直径c测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表并数下“1”，直径30次通过平衡位置时制动秒表，读出经历时间t得周期t=d单摆的最大摆角远大于5 4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确度有利的是（ ）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 5用“单摆测定重力加速度”的实验中，（1）某同学用游标卡尺测量摆球的直径，示数如图，该摆球的直径为 cm.（2）关于单摆摆长和周期的测量，下列说法正确的是（ ）a测量摆线的长度时应将摆球取下后再测量b测量时间应从摆球经过平衡位置时开始计时c测量时间应从摆球经过最大摆角位置时开始计时d只要测量一次全振动的时间即可知道单摆振动的周期二、简答题（把答案填在相应的横线上或按题目要求作答案）6有五组同学，用单摆测定重力加速度，各组的实验各项指标数据如下表所示.组别摆球材料最大偏角摆长测出全振动次数1木50.4m102铝50.5m203铜80.6m304铁100.8m405铅40.8m50 （1）若各组实验技术水平一样，那么第 组测定的结果最准确. （2）若该组周学测出了多组单摆的摆长l和运动周期t，并作出t2l图像，就可以求出当地重力加速度.理论上t2l图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示.造成图像不过坐标原点的原因是 .由图像可求出的重力加速度g= m/s2(取2=10.0). 7学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木条（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动，c点为重心，板长为l，周期用t表示.甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关.乙同学猜想：复摆的等效摆长l等应该是悬点到重心的距离l/2.丙同学猜想：复摆的等效摆长l等应该大于l/2.为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索；（1）把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，4测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点.用证明了甲同学的猜想是 的（选填“正确”或“错误”）.（2）将板长为l的复摆看作是摆长是l/2的单摆，利用单摆的周期公式可计算出其周期t0=2，填入下表第二行；另外将板长为l的复摆的实际周期测量值用t表示，填入下表第三行.比较下表中t0与t的数据可知，复摆的等效摆长l等 (选填“大于”“小于”或“等于”)l/2.板长l/cm255080100120150周期计算值t0/s0.701.001.271.411.551.73周期测量值t/s0.811.161.471.641.802.01 （3）为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，做出的tt0关于图线如右图，请根据图线求出复摆的等效摆长l等跟板长l的关系表达式为 . 8有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成.两个单摆摆动平面前后相互平行.（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0s和49.0s，则两单摆的周期差t= s；（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，且体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，再摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差t=0.165s，则在短摆释放 s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向 （填方向）通过 （填位置）；（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是 . 9某同学在探究单摆运动和利用单摆测重力加速度的实验中. （1）先测得摆线长为87.50cm，此单摆的实际摆长为88.00cm，则摆长测量时间的相对误差为 ；用秒表记录了单摆全振动40次所用的时间，如图所示，则单摆振动周期为 s.（2）若多次改变摆线长度，获得有关数据如下表：利用上述数据，在坐标图中利用图象方法探究出周期t与单摆摆长l的关系.摆长l（m）0.5000.6000.7000.8000.9001.000周期t/（s）1.431.561.691.731.912.02周期平方t2（s2）结论：（3）利用（2）的图像计算出重力加速度为 ； 10将一单摆装置直悬挂于某一深度为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.如果本实验所提供测量长度的工具只能测出筒的下端口到摆球球心之距l，并通过改变l而测出对应的摆动周期t，再以t2为纵轴、l为横轴做出的t2l关于图像，那么就可以通过此图像求得我们想测量的物理量.（1）现有如下测量工具：a.秒表； b.天平； c.毫米分度的刻度尺；d.毫米分度的刻度尺.则本实验中应选用的测量工具是 （填有关仪器序号）；（2）实验中，三位同学根据实验数据所画出的t2l关系图像分别如图（乙）中的a、b、c所示，其中正确的是 ；（3）由上述正确的图像可推知，该小筒的深度h= cm；当地g= m/s2. 11用单摆测定量力加速度的实验中（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图所示，该摆球的直径d= （2）接着测量了摆线的长度为l0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力f随时间t变化的图像如图乙所示，则重力加速度的表达式g= .（3）某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据.在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出t2l0图像后求出斜率，然后算出重力加速度.两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲 ，乙 .（填“偏大”“偏小”或“无影响”）第92练 用单摆测定重力加速度1bcd 2.b 3.ac 解析 因圆锥摆的周期小于单摆的周期，a对，周期为对.4ac 5. 1.64,b6（1）第五组（2）测摆长时，漏掉了摆球的直径：g=10.0m/s27（1）错误 （2）大于 （3）l等=0.68l8（1）0.02s （2）8.085s，左，最低点（或平衡位置） （3）同时加大两摆的摆长解析 （1）（2）先释放的是长摆，故有nt1=nt2+t,解得n=8.25，所以短摆释放的时间为t=nt2=8.085s，此时两摆同时向左经过平衡位置.（3）在不改变摆长差的同时增大摆长，t越小，可测得的时间差越小.9（1）0.56，1.88 （2）作图摆长l(m)0.5000.6000.7000.8000.9001.00