高考物理一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn) 探究單擺的運(yùn)動、用單擺測定重力加速度模擬試題

實(shí)：究擺運(yùn)、單測重加度1．在做“用單擺測定重力加速”的實(shí)驗(yàn)中，有人提出以下幾點(diǎn)建議，其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是()A．適當(dāng)加長擺線B．質(zhì)量相同、體積不同的擺球應(yīng)選用體積較大的C．單擺偏離平衡位置的角度越越好D．當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時開始時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動的周期解析：當(dāng)適當(dāng)加長擺線時，單擺的周期將增大，故可以減小周期測量的相對誤差正；質(zhì)量相同，體積越大的擺球，所受的阻力會影響其做單擺運(yùn)動錯；擺偏離平衡位置的角度不能超過，錯在D中會增大周期測量的誤差D．答案：2．某同學(xué)做“用單擺測定重力速度”的實(shí)驗(yàn)時，測得的重力加速度數(shù)值明顯大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值．造成這一情況的可能原因()A．測量擺長時，把懸掛狀態(tài)的線長當(dāng)成擺長B．測量周期時，當(dāng)擺球通過平位置時啟動秒表，此后擺球第次通平衡位置時制動秒t表，讀出經(jīng)歷的時間為t，并由計算式＝求得周期30C．開始擺動時振幅過小D．所用擺球的質(zhì)量過大解析：由T＝π

l4得g＝l，g值大說明l偏大T?。褢覓鞝顟B(tài)的擺線長當(dāng)成g擺長，會使偏，值小，A錯擺球第30次過平衡位置時，實(shí)際上共完成15次振t動，周期T＝，認(rèn)為30次全動變引起值顯大B對單周期與振幅和擺15球質(zhì)量無關(guān)C、錯誤答案：3．(1)在“用單擺測定重力加度”的實(shí)驗(yàn)中，用主尺最小分度為1、標(biāo)尺上有20個分度的卡尺測量金屬球的直徑，結(jié)果如圖甲所示，可以讀出此金屬球的直徑________mm.(2)單擺細(xì)繩的懸點(diǎn)與拉力傳感器相連，將擺球拉開一小角度使單擺做簡諧運(yùn)動后，從某時刻開始計時，拉力傳感器記錄了拉力隨時間變化的情況，如圖乙所示，則該單擺的周期為

________s.解析：(1)球直徑為14mm＋0.05mm×714.35(2)由單擺的周期性結(jié)合F－t圖象以得出，該單擺的周期為2.0s.答案：(1)14.35(2)2.04．某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定地重力加速度的實(shí)驗(yàn)中：(1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑________cm.(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下說法，其中正確的________．填項(xiàng)前的字母A．把單擺從平衡位置拉開30°擺角，并在釋放擺球的同時開始計時tB．測量擺球通過最低點(diǎn)100次時間，則單擺周期為100C．用懸線的長度加擺球的直徑為擺長，代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大D．選擇密度較小的擺球，測得重力加速度值誤差較小解析：(1)游卡尺讀數(shù)為cm＋7×0.1mm0.97cm(2)單擺符合簡諧運(yùn)動的條件是最大偏角不超過10°，并從平衡位置計時，故A錯誤；若第一t次過平衡位置計為“”周期＝，第一次過平衡位置計為“1”則周期T＝，錯5049.5誤；由＝π

4L/得g＝T

L，其中L為擺，即懸線長加擺半徑，若為懸線長加擺球直徑，由公式知g偏，故C正；為了能將擺球視為質(zhì)點(diǎn)和減少空氣阻力引起的相對誤差，應(yīng)選密度較大體積較小的擺球，故D錯．答案：(1)0.97(0.96、0.98均可(2)C5同利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣葐螖[靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長，通過改變擺線的長度測6組l和應(yīng)的周期畫出l－

圖線然在圖線上選取AB兩點(diǎn)坐標(biāo)如圖所示他用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法則計算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g＝________.請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將________．填“大”、“偏小”或“相同”)解析：設(shè)、點(diǎn)線長為ll，懸點(diǎn)到重心的距離為′，所以、兩的擺長分別為Bl＋′和＋′.B根據(jù)周期公式＝πg(shù)T則′＝①4

lgT得＝g4

l＋′＝②4gTgT－②－①得l－＝－＝44π4π所以g＝.從上式可以看出，最終的結(jié)果與重心的位置無關(guān)，所以不影響值的測量．答案：

相同6．某學(xué)在探究影響單擺周期的因素時有如下操作，請判斷是否恰當(dāng)(填“是”或“否”．①把單擺從平衡位置拉開約5°放________；②在擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時啟動秒表計時________；③用秒表記錄擺球一次全振動的時間作為周期________.(2)該同學(xué)改進(jìn)測量方法后，得到的部分測量數(shù)據(jù)見下表．用螺旋測微器測量其中一個擺球直徑的示數(shù)如圖所示．該球的直徑為________mm.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期________增大而增.數(shù)據(jù)組編號123456

擺長/mm999.3999.3799.2799.2501.1501.1

擺球質(zhì)量/g32.216.532.216.532.216.5

周期/2.02.01.81.81.41.4解析①擺在最大擺角不超過10°可看做是簡諧運(yùn)動擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時速度最大，滯留的時間最短，計時誤差最?。蹫闇p小測量周期時的誤差，應(yīng)測單擺完成3～次全動所用的時間來求出周期．螺旋測微器上的固定刻度讀數(shù)為mm，可動部分的讀數(shù)約為18.