2.4科學(xué)測(cè)量：用單擺測(cè)量重力加速度同步練習(xí)（word版含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁2.4科學(xué)測(cè)量：用單擺測(cè)量重力加速度同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊(cè)一、選擇題（共15題）1．在“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”的實(shí)驗(yàn)中，擺球擺動(dòng)穩(wěn)定后，當(dāng)它到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)秒表開始計(jì)時(shí)，并記錄此后擺球每次經(jīng)過最低點(diǎn)的次數(shù)n（n=1、2、3...），當(dāng)數(shù)到n=40時(shí)剛好停表，此時(shí)秒表讀數(shù)為t。則該單擺的周期為（）A． B． C． D．2．某學(xué)生用單擺測(cè)定重力加速度，測(cè)得數(shù)值偏大些，可能是下列哪些原因引起的（）A．量擺長(zhǎng)時(shí)沒有把小球半徑算進(jìn)去B．?dāng)[球的質(zhì)量測(cè)得不準(zhǔn)確C．?dāng)[角小，使周期變小D．應(yīng)當(dāng)測(cè)振動(dòng)30次的時(shí)間求其周期，結(jié)果把29次當(dāng)作30次計(jì)算周期3．某同學(xué)做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列做法正確的是（）A．?dāng)[線要選擇伸縮性大些的，并且盡可能短一些B．?dāng)[球要選擇質(zhì)量大些、體積小些的C．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅盡量大D．拉開擺球，在釋放擺球的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回?cái)[到開始位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，記錄的時(shí)間作為單擺周期的測(cè)量值4．某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度，為了使測(cè)量誤差盡量小，下列說法正確的是（）A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B．組裝單擺細(xì)線要輕C．實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球可旋轉(zhuǎn)D．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅盡量大5．有兩位同學(xué)利用假期分別參觀了位于哈爾濱市的“哈爾濱工業(yè)大學(xué)”和上海市的“復(fù)旦大學(xué)”，他們各自利用那里實(shí)驗(yàn)室中的DIS系統(tǒng)探究了單擺周期T和擺長(zhǎng)L的關(guān)系。然后通過微信交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并用計(jì)算機(jī)繪制了如圖甲所示的圖像。另外，去“復(fù)旦大學(xué)”做研究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了他實(shí)驗(yàn)用的a、b兩個(gè)擺球的振動(dòng)圖像，如圖乙所示。下列說法正確的是：（）A．甲圖中“復(fù)旦大學(xué)”的同學(xué)所測(cè)得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是BB．甲圖中圖線的斜率表示對(duì)應(yīng)所在位置的重力加速度的倒數(shù)C．由乙圖可知，a、b兩擺球振動(dòng)頻率之比為3∶2D．由乙圖可知，時(shí)b球振動(dòng)方向沿y軸正方向6．學(xué)生通過學(xué)習(xí)知道北京的重力加速度約為，赤道上的重力加速度約為，學(xué)生想到利用自由落體運(yùn)動(dòng)相關(guān)知識(shí)測(cè)量達(dá)州的重力加速度，一頻閃照相機(jī)的頻閃周期為，如圖所示為學(xué)生用該照相機(jī)拍得的一張小鋼珠自由下落過程中的頻閃照片（已旋轉(zhuǎn)為水平放置），現(xiàn)已在刻度尺上標(biāo)出小鋼珠影像在不同時(shí)刻所在的位置，根據(jù)該學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知（所有數(shù)據(jù)保留2為小數(shù)）（）A．達(dá)州的重力加速度約為B．達(dá)州的重力加速度約為C．照相機(jī)拍攝左邊第一個(gè)小鋼珠影像時(shí)，小鋼珠的速度為零D．理論上講，連續(xù)曝光時(shí)間內(nèi)相鄰位移差值與頻閃周期成正比7．下列關(guān)于單擺實(shí)驗(yàn)過程的具體步驟中，你覺得存在明顯問題的是（）A．將細(xì)線穿過金屬小球上的小孔，在細(xì)線的一端打一個(gè)稍大一點(diǎn)的結(jié)，制成一個(gè)單擺B．將單擺平躺在桌上，用刻度尺、游標(biāo)卡尺分別測(cè)量擺線長(zhǎng)度和直徑，取半徑加線長(zhǎng)為擺長(zhǎng)C．鐵架臺(tái)放在桌邊，使固定的鐵架伸出桌面，然后把單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂D．當(dāng)擺動(dòng)穩(wěn)定后擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)30~50次全振動(dòng)的時(shí)間，并求出周期8．在用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出周期（T）的平方和擺長(zhǎng)（L）的T2-L圖線，可以求出重力加速度g。已知兩位同學(xué)做出的T2-L圖線如圖中的a、b所示，其中a和b平行，圖線a對(duì)應(yīng)的g值很接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。相?duì)于圖線a，關(guān)于圖線b的分析正確的是（）A．可能是誤將繩長(zhǎng)記為擺長(zhǎng)LB．可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)LC．可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次D．根據(jù)圖線b不能準(zhǔn)確測(cè)出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?．如圖所示為同一地點(diǎn)的兩個(gè)單擺甲、乙的振動(dòng)圖像，下列說法正確的是（）A．甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)不相等B．甲擺的機(jī)械能比乙擺的大C．在t=0.5s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺D．由圖像可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?0．馬玲同學(xué)周末用單擺測(cè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，將單擺固定好，用米尺測(cè)繩長(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)擺球直徑，用秒表測(cè)出50個(gè)周期的時(shí)間然后算出周期T。改變擺長(zhǎng)l，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后，在坐標(biāo)紙上做出如圖所示的圖像。下列敘述正確的是（）A．圖像不過原點(diǎn)的原因可能是誤將繩長(zhǎng)加擺球直徑當(dāng)成擺長(zhǎng)B．如果馬玲同學(xué)把繩長(zhǎng)當(dāng)成了擺長(zhǎng)（沒加擺球半徑），則用此圖像算出的重力加速度偏小C．如果馬玲同學(xué)把繩長(zhǎng)當(dāng)成了擺長(zhǎng)（沒加擺球半徑），則用此圖像算出的重力加速度不受影響D．圖像的斜率等于重力加速度11．用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出的重力加速度的值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，下列原因中可能的是（）A．振幅太小導(dǎo)致測(cè)得的周期偏小B．計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)，只考慮線長(zhǎng)，沒有加上擺球半徑C．將n次全振動(dòng)誤記為（n－1）次全振動(dòng)D．將n次全振動(dòng)誤記為（n＋1）次全振動(dòng)12．用圖示的裝置做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。操作正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該在擺球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)數(shù)B．組裝單擺時(shí)，應(yīng)該選用長(zhǎng)度為30cm左右的細(xì)線C．組裝單擺時(shí)，應(yīng)該選用直徑約為1.8cm的塑料球D．?dāng)[長(zhǎng)測(cè)定后，擺動(dòng)計(jì)數(shù)過程中擺線松動(dòng)，對(duì)測(cè)量結(jié)果沒影響13．利用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。已知擺線長(zhǎng)度為L(zhǎng)，小球直徑為d，實(shí)驗(yàn)中測(cè)出擺球完成50次全振動(dòng)的時(shí)間為t，則下列說法中正確的是（）A．?dāng)[線與豎直方向的夾角應(yīng)盡量大些B．應(yīng)從擺球處于最高點(diǎn)開始計(jì)時(shí)C．實(shí)驗(yàn)測(cè)出當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹镈．誤把49次全振動(dòng)記為50次全振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致g的測(cè)量值偏大14．某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中，用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為0.97cm。小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下說法，其中正確的是（）A．把單擺從平衡位置拉開30°的擺角，并在釋放擺球的同時(shí)開始計(jì)時(shí)B．測(cè)量擺球通過最低點(diǎn)100次的時(shí)間t，則單擺周期為C．用懸線的長(zhǎng)度加擺球的直徑作為擺長(zhǎng)，代入單擺周期公式計(jì)算得到的重力加速度值偏大D．選擇密度較小的擺球，測(cè)得的重力加速度值誤差較小15．在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，有人提出以下幾點(diǎn)建議，其中對(duì)提高測(cè)量結(jié)果精確度有利的是（）A．適當(dāng)加長(zhǎng)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大越好D．當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期二、填空題（共4題）16．科學(xué)探險(xiǎn)隊(duì)員探究珠穆朗瑪峰山腳與山頂重力加速度的差值。在山腳處，他用一個(gè)小鐵球與一條細(xì)線、支架組成一個(gè)單擺裝置，通過改變擺長(zhǎng)L，測(cè)出相應(yīng)單擺的周期T，用測(cè)出的L與T的值，作出了T2－L圖像如圖中直線c所示。當(dāng)他成功攀登到山頂后，他又重復(fù)了在山腳做的實(shí)驗(yàn)。并用L與T的測(cè)量值在同一坐標(biāo)系中作出了另一條T2－L圖像。則利用山頂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖線可能是圖中的直線_____；在山腳做實(shí)驗(yàn)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)若沒加小球的半徑。作出的圖線可能是直線______；測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)沒加小球半徑，用測(cè)量數(shù)據(jù)通過作T2－L圖像測(cè)出的重力加速度值____（“偏大”“偏小”或“不變”）17．（1）利用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，偏角小于50，但測(cè)出的重力加速度的數(shù)值偏大，可能原因是_____A．振幅較小B．測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，只量出擺線的長(zhǎng)度，沒有從懸掛點(diǎn)量到擺球中心C．?dāng)?shù)振動(dòng)次數(shù)時(shí)，少計(jì)了一次D．?dāng)?shù)振動(dòng)次數(shù)時(shí)，多計(jì)了一次(2)利用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，為了減小測(cè)量周期的誤差，應(yīng)在______位置（填“最低點(diǎn)”或“最高點(diǎn)”）開始計(jì)時(shí)和結(jié)束計(jì)時(shí).18．某同學(xué)在家里測(cè)重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如圖所示。由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺。于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記，使得懸點(diǎn)O到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變，通過改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長(zhǎng)度分別為l1、l2時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為T1、T2。由此可得重力加速度g＝________(用l1、l2、T1、T2表示)。19．（1）在“用單擺測(cè)定重力架速度”的實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的是________.A．測(cè)量擺長(zhǎng)的方法：用刻度尺量出從懸點(diǎn)到擺球之間的細(xì)線的長(zhǎng)度B．測(cè)量周期時(shí)，從擺球經(jīng)過平衡位置開始計(jì)時(shí)，測(cè)出擺球完成50次全振動(dòng)所需的時(shí)間，再求出擺球的振動(dòng)周期的平均值C．保證單擺自始至終在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)D．單擺振動(dòng)時(shí)，應(yīng)使它的偏角嚴(yán)格等于50（2）下表是該實(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長(zhǎng)l/m0.50.60.81.1周期T2/s22.22.43.24.81）利用上述數(shù)據(jù)在右側(cè)的坐標(biāo)系中描出l—T2圖象．2）利用圖線，取T2=4.2s2時(shí)，l=______m，重力加速度g=________m/s2．三、綜合題（共3題）20．單擺是常見的一種簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知質(zhì)量為m的擺球，擺長(zhǎng)為l，完成N次全振動(dòng)的時(shí)間是t，請(qǐng)根據(jù)以上數(shù)據(jù)完成以下問題：（1）畫出擺角為θ時(shí)，小球的受力圖，并求出此刻回復(fù)力的大小和方向（可在圖中畫出）；（2）當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭是多大；（3）很多同學(xué)認(rèn)為直接測(cè)量一次全振動(dòng)時(shí)間既簡(jiǎn)單又節(jié)省時(shí)間，你同意這個(gè)觀點(diǎn)嗎？請(qǐng)簡(jiǎn)要分析說明。21．北京和廣州的兩位同學(xué)，分別探究單擺的周期T與擺長(zhǎng)l的關(guān)系，通過網(wǎng)絡(luò)交流繪制了T2-l圖像，如圖（a）所示。(1)北京的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能對(duì)應(yīng)的圖像是A和B中的哪一個(gè)？請(qǐng)說明理由。(2)廣州的同學(xué)還繪制了不同擺長(zhǎng)的單擺的板動(dòng)圖像，如圖（b）所示。由圖可知兩單擺擺長(zhǎng)之比為多少？22．李磊同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度。他測(cè)出擺線長(zhǎng)度l=99cm，擺球直徑d=2cm。擺動(dòng)過程中，擺球完成20次全振動(dòng)的時(shí)間為40s，偏離最低點(diǎn)的最大距離A=10cm。若整個(gè)擺動(dòng)過程可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，規(guī)定從最低點(diǎn)向右擺動(dòng)時(shí)為正方向。(1)求李磊同學(xué)測(cè)出的重力加速度的大小（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；(2)從小球經(jīng)過最低點(diǎn)向右擺動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，寫出擺球的振動(dòng)方程。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C2．D3．B4．B5．C6．A7．B8．B9．C10．C11．D12．A13．D14．C15．A16．a(chǎn)b不變17．D最低點(diǎn)18．19．（1）BC；（2）1）；2）1.05m；約9.86.2