2.5实验：用单摆测量重力加速度 综合检测-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

2.5实验：用单摆测量重力加速度同步练习一、选择题（共15题）1．在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中，摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球每次经过最低点的次数n（n=1、2、3...），当数到n=40时刚好停表，此时秒表读数为t。则该单摆的周期为（）A． B． C． D．2．某同学在利用单摆测重力加速度实验中发现测得的重力加速度大于标准值，原因不可能是（）A．所用摆球质量太大B．铁架台的底座有磁性物质，其对小球有磁场引力C．测N次全振动时间时，把N次误计为（N＋1）次D．以摆线长加上小球直径作为摆长，代入公式3．利用单摆测重力加速度时，若测得g值偏大，则可能是因为（）A．单摆的摆球质量偏大B．测量摆长时，只考虑了摆线长，忽略了小球的半径C．测量周期时，把n次全振动误认为是n+1次全振动D．测量周期时，把n次全振动误认为是n-1次全振动4．如图所示，单摆甲放在空气中，周期为，单摆乙带正电，放在匀强磁场中，周期为，单摆丙带正电，放在匀强电场中，周期为，单摆丁放在静止在水平面上的光滑斜面上，周期为，那么（）A． B．C． D．5．实验测得重力加速度的值较当地重力加速度的值偏大，可能的原因是A．摆球的质量偏大B．单摆振动的振幅偏小C．计算摆长时没有加上摆球的半径值D．将实际振动次数n次误记成次6．下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是（）A． B．C． D．7．某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时，下列做法正确的是（）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．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大D．拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回摆到开始位置时停止计时，记录的时间作为单摆周期的测量值8．在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的T2-L图线，可以求出重力加速度g。已知两位同学做出的T2-L图线如图中的a、b所示，其中a和b平行，图线a对应的g值很接近当地重力加速度的值。相对于图线a，关于图线b的分析正确的是（）A．可能是误将绳长记为摆长LB．可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LC．可能是误将49次全振动记为50次D．根据图线b不能准确测出当地的重力加速度9．在“用单摆测定重力加速度”实验中，下列操作正确的是（）A．须选用轻且不易伸长的细线B．须选用密度和直径都较小的摆球C．摆长必须大于1m，摆角必须小于5ºD．如果用DIS实验系统做实验，光电门应放在摆球摆动过程的最高点10．如图所示，“用单摆测量重力加速度”的实验。在实验中，下列叙述正确的是（）A．尽量选择细一些、短一些的摆线B．尽量选择质量大、体积小的摆球C．测量单摆周期时，应选择在位移最大处开始计时D．用刻度尺测量摆线的长度，这就是该单摆的摆长11．在用单摆测定重力加速度的实验中，若测得g值偏小，可能是由于（）A．计算摆长时，只考虑悬线长，未加小球半径B．计算摆长时，将悬线长加上小球直径C．测量周期时，将n次全振动误记成n+1次全振动D．单摆振动时，振幅较小12．在利用单摆测重力加速度的实验中,下列哪些操作会使得测得的重力加速度g的值偏大（）A．摆线过长，摆角过小B．在测量摆长时，将线长和小球直径之和作为了摆长C．摆球的质量过大D．测量周期时，时间t内全振动次数少数了一次13．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是（）A．适当加长摆线B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期14．如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。不计空气阻力，g取10m/s2，对于这个单摆的振动过程，下列说法不正确的是（）A．单摆的摆长约为1.0mB．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin（πt）cmC．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐增大15．在一单摆装置中，摆动物体是个装满水的空心小球，球的正下方有一小孔，当摆开始以小角度摆动时，让水从球中连续流出，直到流完为止，由此摆球的周期将（）A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大二、综合题16．某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示。由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺。于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g＝________(用l1、l2、T1、T2表示)。17．在“探究单摆的周期与摆长关系”的实验中，摆球在垂直纸面的平面内摆动，如图甲所示，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻．光敏电阻(光照时电阻比较小)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________(选填“变大”“不变”或“变小”)．18．有一单摆，其摆长，已知单摆做简谐运动，单摆振动次用的时间，试求：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个单摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？19．单摆是常见的一种简谐运动，如图所示。已知质量为m的摆球，摆长为l，完成N次全振动的时间是t，请根据以上数据完成以下问题：（1）画出摆角为θ时，小球的受力图，并求出此刻回复力的大小和方向（可在图中画出）；（2）当地重力加速度g是多大；（3）很多同学认为直接测量一次全振动时间既简单又节省时间，你同意这个观点吗？请简要分析说明。20．图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置，设摆球向右运动为正方向，图乙是这个单摆的振动图象，根据图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个单摆的摆长是多少？21．李磊同学利用单摆测量重力加速度。他测出摆线长度l=99cm，摆球直径d=2cm。摆动过程中，摆球完成20次全振动的时间为40s，偏离最低点的最大距离A=10cm。若整个摆动过程可视为简谐运动，规定从最低点向右摆动时为正方向。(1)求李磊同学测出的重力加速度的大小（结果保留两位有效数字）；(2)从小球经过最低点向右摆动时开始计时，写出摆球的振动方程。参考答案：1．C2．A3．C4．D5．D6．A7．B8．B9．A10．B11．A12．B13．A14．C15．C16．17