教科版物理选修3-4实验演练·能力提升 1.5

圆学子梦想 铸金字品牌温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。实验演练能力提升1.(2016扬州高二检测)在用单摆测量重力加速度的实验中,实验装置如图(a)所示,细线的上端固定在铁架台上,下端系一个小钢球,做成一个单摆。测量摆长l和摆的周期T,得到一组数据。改变摆长,再得到几组数据,从中可以找出周期与摆长的关系。(1)实验过程有两组同学分别用了图(b)(c)的两种不同方式悬挂小钢球,你认为_(选填“(b)”或“(c)”)悬挂方式较好。(2)在某次测量中,某同学用机械秒表测出单摆若干次全振动的时间,机械秒表读数如图(d)所示,秒表读数为_s。(3)图(e)是某组同学根据实验数据画出的T2-l图线,现已测出图中直线斜率为k,则可得出当地重力加速度表达式g=_。【解析】(1)实验时,运用(b)悬挂方式,单摆在摆动的过程中,摆长在变化,对测量有影响,(c)悬挂方式,摆长不变。知(c)悬挂方式较好。(2)秒表的小盘读数为90s,大盘读数为9.8s,则最终读数为90s+9.8s=99.8s。(3)根据T=2得:T2=则图线的斜率为:k=42g,解得:g=42k。答案:(1)(c)(2)99.8(3)42k2.(2016大连高二检测)某同学在“利用单摆测重力加速度”实验中:(1)为使周期测量精确,计时起点应从摆球经过_开始。(2)某同学在计时时,错将摆球完成30次全振动记为31次,则他测出的重力加速度值比真实值_(选填“偏大”或“偏小”)。(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L,并测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数据,再以L为横坐标,T2为纵坐标,将所得数据连成直线,并求得该直线的斜率为k,如图所示,则重力加速度g=_(用k表示)。【解析】(1)摆球在平衡位置速度大,经过平衡位置时间短,计时准确,使周期测量精确。(2)设秒表计时的时间为t,则T测=t31,T真=t30,则T测T真,据g=42LT2可知测出的重力加速度值比真实值偏大。(3)由g=42LT2得T2L=42g=k,即g=42k。答案:(1)平衡位置(2)偏大(3)42k3.某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5;在测量单摆的周期时,从摆球运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图所示)。(1)该单摆在摆动过程中的周期为_。(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=_。(3)从图可知,摆球的直径为_mm。(4)实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的()A.单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了B.把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间C.以摆线长作为摆长来计算D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算【解析】(1)根据记数的方式可知全振动的次数N=n-12,所以周期T=tN=2tn-1。(2)摆长l=L+d2,将T和l代入g=得g=2(n-1)2(L+d2)t2。(3)直径d=5.5mm+0.0148.0mm=5.980mm。(4)根据g=知,当悬点松动后,摆线增长,则代入公式中的l将偏小,故所测g值偏小,A错误;对B选项,T变小,g变大,B正确;对C选项,l变小,g应偏小,C错误;对D选项,l变大,g应偏大,D正确。答案:(1)2tn-1(2)2(n-1)2(L+d2)t2(3)5.980(4)B、D4.(2016洛阳高二检测)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T2-l图像,就可以求出当地的重力加速度。理论上T2-l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。(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2=9.87)【解析】(1)既然所画T2-l图像与纵坐标有正截距,这就表明l的测量值与真实值相比偏小了,则意味着测摆长时可能漏掉了摆球半径。(2)图像的斜率k=42g=4,则g=42k=9.87m/s2。答案:(1)测摆长时漏掉了摆球半径(2)9.875.(2013安徽高考)根据单摆周期公式T=2,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图乙所示,读数为_mm。(2)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有_。a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的c.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度d.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔t即为单摆周期Te.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆周期T=t50【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)首先要理解游标卡尺的读数规则,主尺刻度+游标尺刻度(与主尺对齐的刻度)1分度;(2)掌握实验中的正确操作及减少实验误差的方法和做法。【解析】(1)(18+60.1)mm=18.6mm。(2)摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些,摆球尽量选择质量大些、体积小些的,都是为了更加符合单摆的构成条件,故a、b是正确的;摆线相距平衡位置的角度,以不大于5