高考物理一轮复习知能演练 实验十三 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 实验十三 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 沪科版1. (2012北京海淀区测试)某同学做“用单摆测定重力加强度”的实验时, 测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度的实际值. 造成这一情况的可能原因是()a. 测量摆长时, 把悬挂状态的摆线长当成摆长b. 测量周期时, 当摆球通过平衡位置时启动秒表, 此后摆球第30次通过平衡位置时制动秒表, 读出经历的时间为t, 并由计算式t求得周期c. 开始摆动时振幅过小d. 所用摆球的质量过大解析: 选 b.由t2 得gl, g值偏大说明l偏大或t偏小. 把悬挂状态的摆线长当成摆长, 会使l偏小, g值偏小, a错; 摆球第30次通过平衡位置时, 实际上共完成15次全振动, 周期t, 误认为30次全振动, t变小引起g值明显偏大, b对; 单摆周期与振幅和摆球质量无关, c、d错误. 2. 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, 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: 选ac.为了提高测量结果的精确度, 应使摆长的测量和周期的测量更加准确, 适当增加摆长, 可以使摆长测量更准确, 使周期的测量更准确, a正确; 质量相同, 体积不同的摆球, 应该选用体积较小的, 这样摆球在摆动的过程中, 容易较为精确地测定时间, b错误; 单摆偏离平衡位置的角度不能太大, 不然的话, 单摆的运动不是简谐运动, c正确; 单摆的周期应该测量多次全振动的时间, 算出单摆的周期, d错误. 3.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g.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期t, 作出t2l图像, 就可以求出当地的重力加速度. 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1237所示. 图1237(1)造成图像不过坐标原点的原因可能是_; (2)由图像求出的重力加速度g_m/s2.(取29.86)解析: (1)由图知l0时, t0, 说明摆长测小了, 故可能的原因是求摆长时未考虑球半径. (2)图线的斜率k4, 而k, 故g29.86 m/s2.答案: (1)漏记球半径(2)9.864. (2012石家庄教学质检改编)石岩同学利用单摆测重力加速度, 他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40 cm, 用游标卡尺测得摆球直径如图1238甲所示, 读数为_. 则该单摆的摆长为_cm.用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图1238乙所示, 则停表读数为_s.图1238解析: 由题图甲可知游标卡尺的读数为20mm+100.05 mm20.50 mm2.050 cm,摆长为ll(89.401.025) cm90.425 cm; 停表的读数为57.0 s.答案: 2.050 cm90.42557.05. 在“用单摆测重力加速度”的实验中: 图1239(1)某同学实验时改变摆长, 测出几组摆长l和对应的周期t的数据, 作出lt2图线, 如图1239所示. 利用图线上任两点a、b的坐标(x1, y1)、(x2, y2), 便可求得重力加速度g_.(2)作lt2图线解决物理问题, 可以提示我们: 若摆球的质量分布不均匀, 对测量结果将_(填“有影响”或“没有影响”). 解析: (1)由单摆的周期公式得: t2 , 解得摆长与周期的关系为: lt2, 图像中的斜率k, 由图像中的a、b两点坐标可得: , 解得重力加速度为: g42.(2)摆球的质量分布不影响图像的斜率, 对测量结果没有影响. 答案: (1)42(2)没有影响6. 某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中, 先测得摆线长为101.00 cm, 摆球直径为2.00 cm, 然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s. 则(1)他测得的重力加速度g_m/s2.(2)他测得的g值偏小, 可能的原因是_. (填选项前面的字母)a. 测摆线长时摆线拉得过紧b. 摆线上端未牢固地系于悬点, 振动中出现松动, 使摆线长度增加了c. 开始计时, 秒表过迟按下d. 实验中误将49.5次全振动数为50次解析: (1)单摆的摆长为: ll线1.02 m, 单摆运动的周期为: t s2.03 s, 根据单摆的周期公式t2 得: g, 代入数据得重力加速度为: g9.76 m/s2.(2)由单摆的周期公式得: t2 , 解得重力加速度为: g, 测得的g值偏小, 可能是n、l测量偏小, 也可能是t测量偏大造成的, 可能的原因是b.答案: (1)9.76(2)b7. 某同学利用如图12310所示的装置测量当地的重力加速度. 实验步骤如下: 图12310a. 按装置图安装好实验装置; b. 用游标卡尺测量小球的直径d; c. 用米尺测量悬线的长度l; d. 让小球在竖直平面内小角度摆动. 当小球经过最低点时开始计时, 并计数为0, 此后小球每经过最低点一次, 依次计数1、2、3.当数到20时, 停止计时, 测得时间为t; e. 多次改变悬线长度, 对应每个悬线长度都重复实验步骤c、d; f. 计算出每个悬线长度对应的t2; g. 以t2为纵坐标、l为横坐标, 作出t2l图线; 结合上述实验, 完成下列题目: (1)该同学根据实验数据, 利用计算机作出t2l图线如图12312所示. 根据图线拟合得到方程t2404.0l3.5.由此可以得出当地的重力加速度g_m/s2.(取29.86, 结果保留3位有效数字)图12311(2)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因, 下列分析正确的是_. a. 不应在小球经过最低点时开始计时, 应该在小球运动到最高点开始计时b. 开始计时后, 不应记录小球经过最低点的次数, 而应记录小球做全振动的次数c. 不应作t2l图线, 而应作t2d. 不应作t2l图线, 而应作t2解析:(1)根据实验操作可知单摆周期t, 由单摆周期公式得2, 所以t2l, 参考拟合方程得404.0, 所以g9.76 m/s2.(2)根据实验操作和实验原理可知d选项说法正确. 答案:(1)9.76(2)d8. (实验创新)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室, 各自在那里利用先进的dis系统较准确地探究了“单摆的周期t与摆长l的关系”, 他们通过校园网交换实验数据, 并由计算机绘制了t2l图像, 如图12313甲所示. 去北大的同学所测实验结果对应的图线是_(填“a”或“b”). 另外, 在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像(如图12313乙), 由图可知, 两单摆摆长之比_.在t1 s时, b球振动方向是_. 图12313解析: 由单摆的周期公式得: t2 , 解得: t2l, 即图像的斜率k, 重力加速度大, 斜率小,