2012高考物理 考前30天之备战冲刺押题系列Ⅵ 实验07 用单摆测定重力加速度

用心 爱心 专心1 考前考前 3030 天之备战天之备战 20122012 高考物理冲刺押题系列高考物理冲刺押题系列 实验实验 7 7 用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度 1 12 分 某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作 请判断是否恰当 填 是 或 否 把单摆从平衡位置拉开约 5 释放 在摆球经过最低点时启动秒表计时 用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期 该同学改进测量方法后 得到的部分测量数据见表 用螺旋测微器测量其中一个摆球 直径的示数见右图 该球的直径为 mm 根据表中数据可以初步判断单摆周期随 的增大而增大 数据组编号摆长 mm摆球质量 g周期 s 1999 332 22 0 2999 316 52 0 3799 232 21 8 4799 216 51 8 5501 132 21 4 6501 116 51 4 解析 本题由用单摆测重力加速度的实验衍生而来 同时考查了螺旋测微器的读 数 意在考查考生对基本的实验工具的使用和读数 基本实验的操作步骤和数据处理的掌 握程度 单摆的摆角小于 5 时 单摆做简谐振动 当球摆到最低点时 速度最大 此位置开始计时误差小 为了减小误差 应该记录 30 50 次全振动的时间 然后再计算出单摆的周期 分析表格中的数据可知 当两摆的摆长相同 质量不同时 周期相同 而质量相同 摆长长的周期大 答案 是 是 否 20 685 20 683 20 687 摆长 用心 爱心 专心2 2 12 分 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 敏电阻与某一自动记录仪相连 该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所 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 变 小 的使用 第 2 问主要考查以单摆的周期公式的理解以及阅读图形的能力 意在考查考生的 分析综合能力与实验能力 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 通过的时间将会变大 答案 1 乙 2 2t0 3 变大 变大 3 8 分 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 采用了以下几种不同的测量摆长的 方法 其中不妥或错误的是 用心 爱心 专心3 A 装好单摆 用力拉紧摆线 用米尺测量摆线长度 然后加上摆球半径 B 让单摆自然下垂 用米尺直接测出悬点到球心的距离 C 让单摆自然下垂 用米尺测出摆线长度 然后加上摆球的半径 D 把单摆取下并放于桌面上 用米尺测出摆线长 然后加上摆球的半径 解析 正确的测摆长的方法是让单摆自然下垂 用米尺测出摆线长L0 用游标卡 尺测小球直径D 则摆长L L0 D 2 A 长 1m 左右的细线 B 长 30cm 左右的细线 C 直径 2cm 的铅球 D 直径 2cm 的木球 E 停表 F 时钟 G 最小刻度是厘米的直尺 H 最小刻度是毫米的直尺 所选用的器材是 答案 ACEH 6 8 分 某同学利用单摆测重力加速度的实验中 测出多组摆长L与周期T的数据 根据实验数据 作出了T2 L的关系图象如图所示 用心 爱心 专心4 1 该同学实验中出现的错误可能是 2 虽然实验中出现了错误 但根据图中仍可算出重力加速度 其值为 m s2 取 3 14 结果保留三位有效数字 答案 1 漏加小球半径 2 9 86 7 12 分 在用单摆测重力加速度的实验中 测得单摆摆角小于 5 时 完成n次全振 动时间为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 测得重力加速度的表达式为g 2 螺旋测微器的读数如图所示 摆球直径d 3 实验中某学生所测g值偏大 其原因可能是 A 实验室海拔太高 B 摆球太重 C 测出n次全振动时间为t 误作为 n 1 次全振动时间进行计算 D 以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算 答案 1 4 2n2 l t2 d 2 2 7 326mm 7 325mm 7 328mm 都正确 3 CD 8 12 分 1 在做 用单摆测定重力加速度 的实验中 某一同学用最小分度为毫 米的米尺测得摆线的长度为 980 0mm 用游标尺上有 10 个小的等分刻度的游标卡尺测得摆 球的直径如图所示 则摆球的直径为 mm 该单摆的摆长为 mm 用心 爱心 专心5 2 把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放 使单摆在竖直平面内摆动 当摆球 摆动稳定后 在摆球通过平衡位置时启动秒表 并数下 1 直到摆球第n次同向通过平 衡位置时按停秒表 读出经历的时间t 则单摆的周期为 3 利用单摆周期公式测重力加速度时 测出几组摆长和相应的周期T 并作出T2 L 图线 如图所示 图线上A B两点的纵坐标分别为 x1 y1 x2 y2 则可以求得重力 加速度g 答案 1 22 0 991 0 2 3 t n 1 4 2 x2 x1 y2 y1 9 12 分 某同学利用单摆测定当地重力加速度g 发现单摆静止时摆球重心在球心的 正下方 于是他应用所学的物理知识设计出一个测量重心偏离球心的距离的实验 实验步 骤如下 A 用游标卡尺测出小球的直径d B 将单摆安装好后 用刻度尺测出摆线的长度L C 让单摆在小角度下摆动 用秒表测出单摆完成 30 次全振动的时间 求出周期T D 改变摆线的长度 共测得 6 组L的值和对应的周期T 即 L1 T1 L2 T2 L3 T3 L4 T4 L5 T5 L6 T6 利用所得的实验数据画出 L T2图线如图所示 其中正确的图线应是 填 d 2 A B 或 C 从图中可得出重心偏离球心的距离h 当地重力加速 度g 解析 1 根据单摆周期公式得 用心 爱心 专心6 T1 2 L1 d 2 h g T2 2 L2 d 2 h g 解得h T2 2 L1 d 2 T2 1 L2 d 2 T2 1 T2 2 2 根据单摆周期公式T 2 得 T2 L h 从解析式可得正确 L d 2 h g 4 2 g d 2 的是A图线 因为多次测量只能减小偶然误差 系统误差不能通过多次测量来减小 所以 应填偶然误差 通过比较系数得 h b cm g m s2 0 04 2b a 答案 1 T2 2 L1 d 2 T2 1 L2 d 2 T2 1 T2 2 2 偶然 A b cm m s2 0 04 2b a 总结提升 求解本题时易错误地认为重心的位置不确定 导致不能精确测量摆长 这样就不能较精确地测量重力加速度 10 12 分 在 利用单摆测重力加速度 的实验中 1 以下做法中正确的是 A 测量摆长的方法 用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长 B 测量周期时 从小球到达最大振幅位置开始计时 摆球完成 50 次全振动时 及时 停表 然后求出完成一次全振动的时间 C 要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动 D 单摆振动时 应注意使它的偏角开始时小于 15 2 某同学先用米尺测得摆线长为 97 43cm 用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为 cm 则单摆的摆长为 cm 然后用秒表记录单摆振动 50 次所用的时间如图 用心 爱心 专心7 摆长l m 0 50 60 81 1 周期平方T2 s2 2 22 43 24 8 利用上述数据 在如图所示坐标图描出l T2图象 利用图象 求出的重力加速度为g m s2 4 实验中 如果摆球密度不均匀 无法 确定重心位置 一位同学设计了一个巧妙的 方法而不用测量摆球的半径 具体作法如下 第一次量得悬线长为l1 测得振动周期为 T1 第二次量得悬线长为l2 测得振动周期为T2 由此可推得重力加速度g 解析 1 测量摆长时 应用刻度尺量出从悬点到摆球球心间的距离 所以 A 错误 测量周期时 应从小球到达最低位置 即平衡位置 时开始计时 不能在小球到