《用单摆测重力加速度》训练题答案

精品文档 1欢迎下载 用单摆测重力加速度用单摆测重力加速度 训练题训练题 1 针对用单摆测重力加速度的实验 下面各种对实验误差的影响的说法中正确的是 AC A 在摆长和时间的测量中 时间的测量对实验误差影响较大 B 在摆长和时间的测量中 长度的测量对实验误差影响较大 C 将振动次数 n 记为 n 1 测算出的 g 值比当地的公认值偏大 D 将摆线长当作摆长 未加摆球的半径测算出的 g 值比当地的公认值偏大 2 用单摆测定重力加速度的实验中 下述说法正确的是 BC A 测量摆长时 应该用力拉紧摆线 B 单摆的摆线越长 测得的重力加速度越准确 C 如果有两个大小相同的带孔空心铁球和实心铁球可供选择 应选用实心铁球作摆 球 D 为了便于改变摆线的长度 可将摆线的一头绕在铁架上端的圆杆上以代替铁夹 3 在用单摆测定重力加速度实验中 1 为了比较准确地测量出当地的重力加速度值 应选用下列所给器材中的哪些 将你所选用的器材前的字母填在题后的横线上 A 长 1 m 左右的细绳 B 长 30 cm 左右的细绳 C 直径 2 cm 的铅球 D 直径 2 cm 的铁球 E 秒表 F 时钟 G 分度值是 1 cm 的直尺 H 分度值是 1 mm 的直尺 所选器材是 ACEH 2 实验时对摆线偏离竖直线的要求是 理由是 4 在用单摆测重力加速度的实验中 用摆线长为L 摆球直径为 2r的单摆测定本地的重 力加速度 测得这架单摆完成N次全振动用去时间t 那么 本地的重力加速度 g 某同学用该式求重力加速度 在计算摆长时 只测了摆线长而 没有将摆球半径计算在内 最后求得的g值将比真实值 填 偏大 或 偏小 答案 g 偏小 4 2N2 L r r2 5 1 对于高中物理实验中的几个实验的描述中 正确的是 精品文档 2欢迎下载 A 在 用单摆测定重力加速度 实验中 采用累积法测量单摆周期的目的是为了减 小测量误差 B 在 研究匀变速直线运动 的实验中 打点计时器在纸带上打点的周期与所用交 变电流的周期相同 C 在利用重锤自由下落做 验证机械能守恒定律 的实验中 必须测量重锤的质量 D 在 验证动量守恒定律 的实验中 必须直接测量小球的质量和速度 2 在用单摆测定重力加速度的实验中 测得摆线的长度为L0 摆球的直径为d 实 验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如上图所示 由图可得重力加 速度的表达式g 答案 1 ABC 2 2 L0 d 2 4t2 0 6 某同学在 用单摆测定重力加速度 的实验中 先测得摆线长为 97 50 cm 摆球直径 为 2 00 cm 然后用秒表记录了单摆振动 50 次所用的时间如下图所示 则 1 该摆摆长为 cm 秒表的示数为 2 如果他测得的g值偏小 可能的原因是 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 开始计时时 秒表过迟按下 D 实验中误将 49 次全振动数为 50 次 解析 1 由摆长公式l l d 2 知l 98 50 cm 由秒表的读数方法 可 求得单摆振动 50 次所用的时间t 短针读数 t1 长针读数 t2 3 30 s 9 8 s 99 8 s 同时可求得周期T 2 通过g 可知g偏小的可能原因有二 一是摆长l的测量值偏小 即测量 4 2l T2 值小于实际值 可知 A 错 B 正确 二是周期T的测量值偏大 如开始计时时 过早按下 秒表 停止计时时 过迟按下秒表 误把n 1 次全振动数为n次等等 由此可知 C D 选项皆错 故正确答案为 B 答案 1 98 50 99 8 s 2 B 7 在 探究单摆周期与摆长的关系 的实验中 关于摆长和周期的测量 下列说法正确 精品文档 3欢迎下载 的是 A 摆长等于摆线长度加上球的直径 B 测量周期时只要测量一次全振动的时间 C 测量时间应从摆球经过平衡位置时开始计时 D 测量时间应从摆球经过最高点时开始计时 实验中 某同学测定了在不同摆长时的周期 数据如下表所示 摆长l m 0 50 60 70 80 91 0 周期T s 1 421 571 671 801 912 01 根据上表数据 为了直观地反映l和T间的关系 他在T l坐标系中根据此表描点 后发现T l间不是正比关系 而好像是T2 l的关系 请讲一讲你如何进一步验证这一 猜想是否正确 文字力求简洁 清楚 写出要点即可 解析 单摆的摆长等于线长加小球的半径 故 A 错 测量周期时应测出 30 50 次全振动的时间求平均值 故 B 错 为减少测量误差 应该从摆球经过平衡位置时开始 计时 故 D 错 C 正确 答案 C 可以根据表中的T值计算出相应的T2值填入表中 画出对应的T2 l 图象 如果所描出的点很接近在一条过原点的直线上 就可以确认T2 l关系成立 8 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 测得单摆摆角小于 5 完成n次全振动的时 间为t 用毫米刻度尺测得摆线长为L 用螺旋测微器测得摆球直径为d 1 用上述物理量的符号写出重力加速度的一般表达式g 2 从上图可知 摆球直径d的读数为 mm 3 实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大 其原因可能是 A 悬点未固定紧 振动中出现松动 使摆线增长了 B 单摆所用摆球质量太大 C 把n次全振动时间误当成 n 1 次全振动时间 D 以摆线长作为摆长来计算 解析 单摆的摆长为l L d 2 完成n次振动的时间为t 振动的周期 T t n 代入单摆的周期公式T 2 中 整理可得g 读出螺旋测微 l g 4 2n2 L d 2 t2 器的示数为 5 980 0 002 均可 由推导出的公式g 可知 只有 C 答案正 4 2n2 L d 2 t2 确 答案 1 4 2n2 L d 2 t2 2 5 980 3 C 9 某同学利用单摆测定当地重力加速度 发现单摆静止时摆球重心 精品文档 4欢迎下载 在球心的正下方 他仍将从悬点到球心的距离当做摆长L 通过改变摆线的长度 测得 6 组L和对应的周期T 画出L T2图线 然后在图线上选取A B两个点 坐标如右图所 示 他采用恰当的数据处理方法 则计算重力加速度的表达式应为g 请你判断 该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比 将 填 偏大 偏小 或 相同 解析 设摆球重心在球心的正下方x处 则第一次测量时摆长L1 L1 x 对 应周期T1 2 第二次测量时摆长L2 L2 x 对应周期T2 2 联立 L1 x g L2 x g 解得g 用图象法处理实验数据 则计算重力加速度的表达式应为g 4 2 L1 L2 T2 1 T2 2 实验结果与摆球重心就在球心处的情况相同 4 2 LB LA T2B T2A 答案 相同 4 2 LB LA T2B T2A 10 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 测出了单摆在摆角小于 5 时完成 n 次全振 动的时间为 t 用毫米刻度尺测得摆线长为 L 又用千分尺测得摆球直径为 d 1 用上述测得的物理量 写出计算重力加速度的表达式 g 2 由下图读出某同学所测小球直径的值为 3 实验中某同学每次的测定值都比其它同学偏大 其原因可能是 A 他的摆球比别的同学重 B 他的摆没在竖直面内摆动 而成了圆锥摆 C 数摆动次数时 在记时的同时 就开始数 1 将 ts 内振动的次数多数了 1 次 D 将摆线长直接加直径做为摆长来计算 答案 CD 22 2 4 2 d nL t 2 1 498 10 m 11 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长木条 如一把米尺 做成的 摆 这种摆被称为复摆 如右图所示 让其在竖直平面内做小角度摆动 C点为重心 木条长为L 周期用T表示 甲同学猜想 复摆的周期应该与木条的质量有关 乙同学猜想 复摆的摆长应该是悬点到重心的距离L 2 丙同学猜想 复摆的摆长应该大于L 2 理由是 若OC段看成细线 线栓在C处 C 点以下部分的重心离O点的距离显然大于L 2 精品文档 5欢迎下载 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 把两个相同的长木条完全重叠在一起 用透明胶 质量不计 粘好 测量其摆动周 期 发现与单个长木条摆动时的周期相同 重做多次仍有这样的特点 则证明了甲同学 的猜想是 的 选填 正确 或 错误 2 用T0表示木条长为L的复摆看成摆长为L 2 单摆的周期计算值 T0 2 L 2 g 用T表示木条长为L复摆的实际周期测量值 计算与测量的数据如下表 板长L cm 255080100120150 周期计算值T0 s 0 701 001 271 411 551 73 周期测量值T s 0 811 161 471 641 802 01 由上表可知 复摆的等效摆长 L 2 选填 大于 小于 或 等于 3 为了进一步定量研究 同学们用描点作图法数据进行处理 所选坐标如上图所 示 请在坐标纸上作出T T0图线 并根据图象中反映出的规律求出 结果保留三位有效数字 其中L等是木条长为L时的等效摆 L等L 2 长 T 2 L等 g 答案 1 错误 2 大于 3 1 16 图线如下图 11 1 在 探究单摆周期与摆长的关系 实验中 两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图 1 3 9 甲 乙所示 测量方法正确的是 选填 甲 或 乙 精品文档 6欢迎下载 2 实验时 若摆球在垂直纸面的平面内摆动 为了将人工记录振动次数改为自动记录振 动次数 在摆球运动最低点的左 右侧分别放置一激光光源与光敏电阻 如图 1 3 10 所示 光敏电阻与某一自动记录相连 该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线 如图 1 3 11 所示 则该单摆的振动周期为 若保持悬点到小球顶点的绳长不 变 改用直径是原小球直径 2 倍的另一小球进行实验 则该单摆的周期将 填 变大 不变 或 变小 图 1 3 11 中的 t将 填 变大 不变 或 变小 图 1 3 10 图 1 3 11 解析 通过R随t的变化图象可知 单摆半个周期的时间为 t1 t0 t1 t0 所以单摆 的周期为 2t0 当换用直径为原来 2 倍的小球做实验时 该单摆的摆长将会变大 周期T 将会变大 t表示小球通过光敏电阻与激光器之间的时间 当摆球直径变大时 通过的 时间将变大 答案 1 乙 2 2t0 变大 变大 12 假设我们已经进入了航天时代 一个由三个高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科 学家考察飞船前往 X 星球 准备用携带的下列器材测量 X 星球表面的重力加速度 这 X g 些器材是 A 钩码一盒 质量未知且各钩码质量不等 B 重锤一个 质量未知 C 带孔金属小球一个 直径已知为 d D 太阳能电池板一块 输出直流电压可满足任何要求 精品文档 7欢迎下载 E 无弹性丝线若干根 F 导线 开关若干 G 刻度尺 1 把 H 测力计 1 个 I 天平 1 台含砝码 1 盒 J 打点计时器 1 台 含复写纸片 纸带 K 电子秒表 1 个 L 带有光控计时器的实验平板一块 在平板两端各有一个光控门 同时还配有其专 用的直流电源 导线 开关 重锤线 滑块 该器材可用来测量物体从一个光控门运动 到另一个光控门的时间 M 支架 能满足实验所需的固定作用 到达 X 星球后 三位学生从以上器材中选择各自所需的器材 同一器材可以重复选用 用不同的方法各自独立地测出了重力加速度的值 现请你完成他们所做的实验 X g 实验一 已经完成 1 器材有 AHI 2 主要的实验步骤是 选取一个合适的钩码 用天平测出质量 m 用测力计测出该钩码的生力 F 3 计算重力加速度的表达式为 X F g m 实验二 1 选用的器材是 2 写出主要的实验步骤 简明扼要 下同 3 计算重力加速度的表达式为 X g 实验三 1 选用的器材有 精品文档 8欢迎下载 2