江苏省高考物理一轮复习精选精练跟踪练习 第十二章实验九探究单摆的周期与摆长的关系 选修3-4

用心 爱心 专心1 第十二章第十二章 实验九实验九 探究单摆的周期与摆长的关系探究单摆的周期与摆长的关系 1 1 某同学利用单摆根据公式 某同学利用单摆根据公式g g 测得的测得的g g值比当地标准值偏大 其原因可能是值比当地标准值偏大 其原因可能是 4 4 2 2l l T T2 2 A A 测量摆长时忘记加上小球半径 测量摆长时忘记加上小球半径 B B 振幅过小 振幅过小 C C 将摆长当成了摆线长和球直径之和 将摆长当成了摆线长和球直径之和 D D 摆动次数多记了一次 摆动次数多记了一次 E E 小球不是在竖直平面内摆动 小球不是在竖直平面内摆动 F F 摆球质量过大 空气阻力影响所致 摆球质量过大 空气阻力影响所致 解析 因为解析 因为T T 2 2 所以 所以g g 由 由g g的表达式可知的表达式可知g g测 测偏大的原因可能是 偏大的原因可能是 l l g g 4 4 2 2l l T T2 2 l l测 测偏大或 偏大或T T测 测偏小 可知 偏小 可知 C C D D 正确 正确 A A 错 小球做圆锥摆的周期错 小球做圆锥摆的周期T T 2 2 T T摆 摆 故 故 E E 正确 因为单摆周期和振幅与摆球质量无关 故正确 因为单摆周期和振幅与摆球质量无关 故 B B F F 错 错 l lc co os s g g 答案 答案 CDECDE 2 2 在 在 探究单摆的周期与摆长的关系探究单摆的周期与摆长的关系 的实验中 的实验中 1 1 下面所给器材中 选用哪些器材较好 请把所选用器材前的字母依次填写在题后下面所给器材中 选用哪些器材较好 请把所选用器材前的字母依次填写在题后 的横线上 的横线上 A A 长 长 1 1 m m 左右的细线左右的细线 B B 长 长 3030 cmcm 左右的细线左右的细线 C C 直径 直径 2 2 cmcm 的铅球的铅球 D D 直径 直径 2 2 cmcm 的铝球的铝球 E E 秒表 秒表 F F 时钟 时钟 G G 最小刻度是厘米的直尺 最小刻度是厘米的直尺 H H 最小刻度是毫米的直尺 最小刻度是毫米的直尺 所选用的器材是所选用的器材是 2 2 实验时对摆线偏离竖直线的偏角要求是实验时对摆线偏离竖直线的偏角要求是 解析 实验中应选用较长的摆长解析 实验中应选用较长的摆长l l 这样既能减小摆长的测量误差 又易于保证偏 这样既能减小摆长的测量误差 又易于保证偏 角角 不大于不大于 10 10 而且由于振动缓慢 方便计数和计时 故选 而且由于振动缓慢 方便计数和计时 故选 A A 本实验所用的实本实验所用的实 际摆要符合理论要求 摆长要有际摆要符合理论要求 摆长要有 1 1 m m 左右 应选用不易伸长的细线 摆球直径要小左右 应选用不易伸长的细线 摆球直径要小 于于 2 2 cmcm 应选用较重的小球 故选 应选用较重的小球 故选 C C 由于重力加速度由于重力加速度g g与周期的平方成反比 周期与周期的平方成反比 周期T T的测量误差对的测量误差对g g的影响是较大的 的影响是较大的 所用计时工具应选精确度高一些的 故选所用计时工具应选精确度高一些的 故选 E E 由于摆长由于摆长l l应是悬点到铅球的边缘的距离应是悬点到铅球的边缘的距离l l加上铅球的半径加上铅球的半径r r 铅球半径用游标卡尺铅球半径用游标卡尺 测量出测量出 也可由教师测出后提供数据也可由教师测出后提供数据 因此 因此l l应读数准确到毫米位 实验中应用米应读数准确到毫米位 实验中应用米 尺或钢卷尺来测量 故选尺或钢卷尺来测量 故选 H H 用心 爱心 专心2 答案 答案 1 A 1 A C C E E H H 2 2 小于小于 10 10 3 3 1 1 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 填填 是是 或或 否否 把单摆从平衡位置拉开约把单摆从平衡位置拉开约 5 5 释放 释放 在摆球经过最低点时启动秒表计时 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 用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期 2 2 该同学改进测量方法后 得到的部分测量数据见下表 用螺该同学改进测量方法后 得到的部分测量数据见下表 用螺 旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图实 旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图实 9 9 4 4 所示 所示 该球的直径为该球的直径为 mm mm 根据表中数据可以初步判断单摆周期根据表中数据可以初步判断单摆周期 随随 的增大而增大 的增大而增大 数据组编号数据组编号摆长摆长 mm mm摆球质量摆球质量 g g周期周期 s s 1 1999 3999 332 232 22 02 0 2 2999 3999 316 516 52 02 0 3 3799 2799 232 232 21 81 8 4 4799 2799 216 516 51 81 8 5 5501 1501 132 232 21 41 4 6 6501 1501 116 516 51 41 4 解析 解析 1 1 单摆在最大摆角不超过单摆在最大摆角不超过 10 10 时可看做是简谐运动 时可看做是简谐运动 摆球经过最低摆球经过最低 点时速度最大 滞留的时间最短 计时误差最小 点时速度最大 滞留的时间最短 计时误差最小 为减小测量周期时的误差 为减小测量周期时的误差 应测单摆完成应测单摆完成 3030 5050 次全振动所用的时间来求出周期 次全振动所用的时间来求出周期 螺旋测微器上的固定刻度读数为螺旋测微器上的固定刻度读数为 20 520 5 mmmm 可动部分的读数约为 可动部分的读数约为 18 518 5 则测量结 则测量结 果为果为 20 520 5 mmmm 18 5 0 0118 5 0 01 mmmm 20 68520 685 mm mm 分析表中数据可以看出 摆长不变时分析表中数据可以看出 摆长不变时 周期不变 摆长变化时周期才发生变化 周期不变 摆长变化时周期才发生变化 答案 答案 1 1 是是 是是 否否 2 20 685 20 683 2 20 685 20 683 20 687 20 687 摆长摆长 4 4 下面是 下面是 用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度 的实验中获得的有关数据 的实验中获得的有关数据 摆长摆长l l m m 0 50 50 60 60 80 81 11 1 周期周期T T2 2 s s2 2 2 02 02 52 53 23 24 54 5 1 1 利用上述数据在图实 利用上述数据在图实 9 9 5 5 所示的坐标中作出所示的坐标中作出l l T T2 2图象 图象 用心 爱心 专心3 2 2 利用图象 取利用图象 取T T2 2 0 1 4 0 1 4 2 2 3 953 95 s s2 2 求出重力加速度的值 求出重力加速度的值 解析 解析 1 1 图象如图所示 图象如图所示 2 2 由图象中读出 当由图象中读出 当T T2 2 3 953 95 s s2 2时 时 l l 0 960 96 m m 则重力加速度则重力加速度 g g m sm s2 2 9 69 6 m sm s2 2 4 4 2 2l l T T2 2 4 4 2 2 0 0 9 96 6 0 0 1 1 4 4 2 2 答案 答案 1 1 图象见解析图象见解析 2 9 6 2 9 6 m sm s2 2 5 5 在 在 探究单摆的周期与摆长的关系探究单摆的周期与摆长的关系 的实验中 为防止的实验中 为防止 摆球在摆动过程中形成摆球在摆动过程中形成 圆锥摆圆锥摆 实验中采用了如图实 实验中采用了如图实 9 9 6 6 甲所示的双线摆 测出摆线长度为甲所示的双线摆 测出摆线长度为L L 线与水平 线与水平 横杆夹角为横杆夹角为 摆球半径为 摆球半径为r r 若测出摆动的周期为若测出摆动的周期为T T 则此地重力加速度为则此地重力加速度为 某同学用 某同学用 1010 分度的游标分度的游标 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 球的半径球的半径r r为为 mm mm 解析 单摆的摆长为解析 单摆的摆长为l l L Lsinsin r r 由周期公式 由周期公式 T T 2 2 此地的重力加速度为 此地的重力加速度为g g l l g g 4 4 2 2 L Ls si in n r r T T2 2 由图知摆球的半径由图知摆球的半径 r r 16 0 16 0 mmmm 8 08 0 mm mm 1 1 2 2 用心 爱心 专心4 答案 答案 8 08 0 4 4 2 2 L Ls si in n r r T T2 2 6 6 在利用单摆测定重力加速度的实验中 由单摆做简谐运 在利用单摆测定重力加速度的实验中 由单摆做简谐运 动的周期公式得到动的周期公式得到g g 4 4 2 2l l T T2 2 只要测出多组单摆的摆只要测出多组单摆的摆 长长l l和运动周期和运动周期T T 作出 作出T T2 2 l l图象 就可以求出当地图象 就可以求出当地 的重力加速度 理论上的重力加速度 理论上T T2 2 l l图象是一条过坐标原点的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实 直线 某同学根据实验数据作出的图象如图实 9 9 7 7 所所 示 示 1 1 造成图象不过坐标原点的原因是造成图象不过坐标原点的原因是 2 2 由图象求出的重力加速度由图象求出的重力加速度g g m s m s2 2 取取 2 2 9 87 9 87 解析 解析 1 1 由单摆周期公式由单摆周期公式T