专项09用单摆测定重力加速度

2021届高考物理实验专项突破..用单摆测定重力加速度（2021.山东枣庄市.高三二模）某学习兴趣小组利用如下装置做了“用单摆测量重力加速度的大小”实验。（1）他们用机械式秒表记录了单摆完成50次全振动所需的时间，如下图。秒表的读数为s；（2）如下图，给出了摆线上端的四种悬挂方式，其中，引起的摆长测量误差较小的是哪几种？（选填图中的字母代号）；A.A.A.B.D.A.B.D.细线被夹住细线系在细针上细线绕在粗杆上细线穿过小圆孔（3）通过查阅资料，该学习兴趣小组又用如下装置再次进行实验，测定了最大摆角分别为2°、3°、4°、5°及10°、15°、20°时单摆的周期,数据记录如下表所示:最大摆角2°3°4°5°10°15°20°周期（秒）2.0062.0062.0062.0062.0102.0142.018根据表中数据，你可以得出的结论是o（2021.贵州毕节市.高三二模）毕节市著名风景区韭菜坪，最高峰海拔2900.6m,素有“贵州屋脊”之称，大韭菜坪为世界上最大面积的野韭菜花带，小韭菜坪石林境观俊奇独特。某高中学校的同学到小韭菜坪观赏石林，被独特奇秀的石林景观震撼，同学们突然想知道小韭菜坪的重力加速度是多少，于是他们结合所学物理知识，利用“单摆”实验测定山顶的重力加速度，同学们进行了以下操作，请完成以下填空：①实验装置如图，用直尺测出摆线的长度为a和小球最低端到悬点的距离为3那么摆长/=（用/i和用表示）②假设摆球在竖直平面内做小角度摆动时，可视为简谐运动，为了记录振动次数和测量振动周期，同学们从某一次经过最低点时开始计时并计数1次，测出经过最低点〃次（约60〜100次）的时间为3那么该单摆的振动周期为T=；③同学们根据测量的实验数据，计算出小韭菜坪的重力加速度，那么表达式为o（用K/2、几、，表示）。（2021.北京高三期末）“用单摆测量重力加速度”的实验中:（1）用游标卡尺测量小球的直径，如图甲所示，测出的小球直径为mm；（2）实验中以下做法正确的选项是；A.摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些B.摆球要选择质量大些、体积小些的C.拉开摆球，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，此时间间隔作为单摆周期丁的测量值D.拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5。。释放摆球，从平衡位置开始计时，记下摆球做30次全振动所用的时间3那么单摆周期丁=工30⑶实验中改变摆长L获得多组实验数据，正确操作后作出的"一L图像为图乙中图线②。某同学误将悬点到小球上端的距离记为摆长L,其它实验步骤均正确，作出的图线应当是图乙中—（选填①、③、④）；利用该图线求得的重力加速度（选填“大于，“等于“、“小于”）利用图线②求得的重力加速度。（2021.全国）在“探究单摆周期和摆长的关系”的实验中。①实验进行如下步骤：A.组合单摆：用线的一端穿过小球的小孔，然后打一个线结，做成单摆，用绳的上端缠绕在圆柱形的铁棒上（如图1所示）；B.测摆长/：用刻度尺量出摆线长度匕用游标卡尺测出摆球的直径"，摆长/=/，+&；2C.测周期T：将摆球拉起一个角度，然后放开，当小球运动到最低点时按下秒表，测量单摆30次全振动的时间3算出单摆周期丁=」-（如图2所示）；30D.将所测得的/和丁填入表格，分析数据得出单摆的周期和摆长的关系。E.改变摆长，重复步骤BCD。从上面操作步骤中找出两处错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正。②用游标卡尺测小球直径时（如图3所示），其读数为cm,用秒表测出小球完成30次全振动（如图4所示）的时间为So（2021.全国高三专题练习）在“用单摆测定重力加速度”的实验中：⑴摆动时偏角满足的条件是偏角小于5。，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最（填"高''或"低"）点的位置，且用停表测量单摆完成屡次全振动所用的时间，求出周期。甲中停表示数为一单摆全振动50次所需时间，那么单摆振动周期为o（2）用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。。为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为nio⑶假设用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g=o（4）考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变。这两个学生中oA.甲的说法正确B.乙的说法正确C.两学生的说法都是错误的（2021.全国）在利用单摆测重力加速度的实验中，某同学尝试用DIS（数据采集系统）测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到o使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于o假设测得连续N个磁感应强度最大值的时间间隔为，，那么单摆周期的测量值为（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。（2021.全国高三专题练习）某小组同学做了“用单摆测量重力加速度”实验后，为进一步探究，将单摆IJ+mr2的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期7=2再」——,\mgr式中。为由该摆决定的常量，加为摆的质量，g为重力加速度，〃为转轴到重心。的距离。如图（a）,实验时在杆上不同位置打上多个小孔，让光滑水平轴穿过其中一个小孔，使杆做简谐运动，测量并记录「和相应的运动周期7；然后让轴穿过不同位置的孔重复实验，实验数据见表，并测得摆的质量加=0.50kgr/m0.450.400.350.300.250.200T/s2.112.142.202.302.432.64⑴由实验数据得出图（〃）所示的拟合直线，图中纵轴表示o⑵，的国际单位制单位为,由拟合直线得到，的值为（保存到小数点后两位）。⑶假设摆的质量测量值偏大，重力加速度g的测量值（填“偏大”“偏小”或“不变、（2021・山东高三专题练习）某实验小组用如图甲所示的实验装置进行“测量重力加速度”并“验证机械能守恒定律”两个实验。该小组把轻质细绳的一端与一个小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将摆球拉离竖直方向一定角度，由静止释放，与传感器相连的计算机记录细绳的拉力尸随时间，变化的图线。⑴首先测量重力加速度。将摆球拉离竖直方向的角度小于5。，让小球做单摆运动，拉力厂随时间，变化

的图线如图乙所示。①图可知该单摆的周期T约为s（保存两位有效数字）。②该小组测得该单摆的摆长为L,那么重力加速度的表达式为（用测量或者的物理量表示）。⑵然后验证机械能守恒定律。将摆球拉离竖直方向较大角度后由静止释放，拉力/随时间，变化的图线如图丙所示。①要验证机械能守恒，还需要测量的物理量是o②假设图中A点的拉力用为表示，8点的拉力用厂2表示，那么小球从A到3的过程中，验证机械能守恒的表达式为（填表达式前的字母序号）。A.^-(F2A.^-(F2-mg)=mg-F[B.—{mg-FJ=F2-mgCF2-mg=mg-9.（2021•全国）在“用单摆测量重力加速度实验”中，使用以下实验器材.(1)A、1.2m的细线B、2m的弹性绳C、(1)A、1.2m的细线B、2m的弹性绳C、带孔的小铁球D、带孔的软木球E、光电门传感器应选用哪种绳,应选用哪种球光电门的摆放位置为（选填“最高点”或“最低占“）八、、,（2）右图为光电门传感器电流强度/与，的图像,那么周期为（A、4B、J—4C、J—4D、乙一4（3）甲同学用秒表做该实验，但所得周期比该实验得到的大，那么可能的原因是.（2021・全国高三专题练习）某同学利用单摆测量重力加速度.（1）为了使测量误差尽量小，以下说法正确的选项是A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大（2）如下图，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆，实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期Ti；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离AL.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=.（2021.全国高三专题练习）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在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长3通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期。画出L一。图线，然后在图线上选取A、3两个点，坐标如下图.他采用恰当的数据处理方法，那么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”)(2021•全国)在“用单摆测定重力加速度”的实验中:(1)组装单摆时，应在以下器材中选用(选填选项前的字母)。A、长度为1m左右的细线B、长度为30cm左右的细线C、直径为1.8cm的塑料球D、直径为1.8cm的铁球(2)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了局部计算处理。组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期77s1.801.91重力加速度g/(ms2)9.749.73请计算出第3组实验中的7=s,g=m/s2o(3)用多组实验数据做出了2/图像，也可以求出重力加速度g。三位同学做出的A/图线的示意图如图中的以Mc所示，其中。和b平行，图线匕对应的g值最接近当地重力加速度的值。那么相对于图线乩以下分析正确的选项是(选填选项前的字母)。A、出现图线。的原因可能是误将悬点到