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

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁2.4科學(xué)測量：用單擺測量重力加速度同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理魯科版（2019）選擇性必修第一冊一、選擇題（共15題）1．在“用單擺測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)生用單擺測定重力加速度，測得數(shù)值偏大些，可能是下列哪些原因引起的（）A．量擺長時(shí)沒有把小球半徑算進(jìn)去B．?dāng)[球的質(zhì)量測得不準(zhǔn)確C．?dāng)[角小，使周期變小D．應(yīng)當(dāng)測振動(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．如圖，薄金屬條上掛有5個(gè)相同的小球，細(xì)線質(zhì)量可忽略線長遠(yuǎn)大于球半徑，A，D兩球的線長相等，使A小角度垂直于紙面擺動(dòng)，其余各球隨之開始擺動(dòng)，穩(wěn)定后（）A．D振動(dòng)的周期最長B．B振動(dòng)的周期最短C．E和A振動(dòng)頻率相同D．C的振幅最大4．某同學(xué)利用單擺測量重力加速度，為了使測量誤差盡量小，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)[長一定的情況下，擺的振幅盡量大5．在用單擺測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，測出擺長和次全振動(dòng)的時(shí)間，從而測定重力加速度。若測出的值偏小，則可能的原因是（）A．?dāng)[球質(zhì)量偏大B．把次全振動(dòng)記錄為次C．將從懸點(diǎn)到擺球上端的長度當(dāng)作擺長D．將從懸點(diǎn)到擺球下端的長度當(dāng)作擺長6．在用單擺測量重力加速度的實(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（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對應(yīng)的g值很接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠Ｏ鄬τ趫D線a，關(guān)于圖線b的分析正確的是（）A．可能是誤將繩長記為擺長LB．可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長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)確測出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?．某同學(xué)為了估算地球的質(zhì)量，用擺長為L的單擺做小振幅擺動(dòng)，測得周期為T，若地球半徑為r，則地球質(zhì)量為（）A． B． C． D．8．某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中，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．用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，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，測得的重力加速度值誤差較小9．用圖示的裝置做“用單擺測重力加速度”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)[長測定后，擺動(dòng)計(jì)數(shù)過程中擺線松動(dòng)，對測量結(jié)果沒影響10．關(guān)于單擺，下列說法正確的是（）A．?dāng)[球受到的回復(fù)力方向總是指向平衡位置，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)，合力為零B．如果有兩個(gè)大小相同的帶孔塑料球和帶孔鐵球，任選一個(gè)即可C．將單擺的擺角從4°改為2°，單擺的周期變小D．在用單擺測重力加速度實(shí)驗(yàn)中，若擺長值忘記加擺球半徑，則測量值偏小11．馬玲同學(xué)周末用單擺測當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，將單擺固定好，用米尺測繩長，用游標(biāo)卡尺測擺球直徑，用秒表測出50個(gè)周期的時(shí)間然后算出周期T。改變擺長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加擺球直徑當(dāng)成擺長B．如果馬玲同學(xué)把繩長當(dāng)成了擺長（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)把繩長當(dāng)成了擺長（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12．有一星球其半徑為地球半徑的2倍，平均密度與地球相同，今把一臺在地球表面走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到該星球表面，擺鐘的秒針走一圈的實(shí)際時(shí)間變?yōu)锳．0.5min B．0.7min C．1.4min D．2min13．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?4．在做“用單擺測定重力加速度”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15．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)所測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對應(yīng)的圖線是BB．甲圖中圖線的斜率表示對應(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軸正方向二、填空題（共4題）16．某同學(xué)做“利用單擺測重力加速度”實(shí)驗(yàn)，先用一個(gè)游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，示數(shù)如圖甲所示，則該小球的直徑為________mm。用秒表測得50個(gè)全振動(dòng)的時(shí)間如圖乙所示，秒表示數(shù)為__________s。17．某同學(xué)在家里測重力加速度。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)線長度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長度不變，通過改變O、A間細(xì)線長度以改變擺長。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長度分別為l1、l2時(shí)，測得相應(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)。18．（1）利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，偏角小于50，但測出的重力加速度的數(shù)值偏大，可能原因是_____A．振幅較小B．測擺長時(shí)，只量出擺線的長度，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)利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，為了減小測量周期的誤差，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).19．某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了如下的操作：（1）為了利用單擺較準(zhǔn)確地測出重力加速度，可選用的器材為______。A．20cm長的結(jié)實(shí)的細(xì)線、小木球、秒表、米尺、鐵架臺B．100cm長的結(jié)實(shí)的細(xì)線、小鋼球、秒表、米尺、鐵架臺C．100cm長的結(jié)實(shí)的細(xì)線、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、鐵架臺D．100cm長的結(jié)實(shí)的細(xì)線、大鋼球、大掛鐘、米尺、鐵架臺（2）用游標(biāo)尺測量擺球的直徑，讀數(shù)為_________cm；把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長99cm，通過計(jì)算得到擺長L=______。（3）用秒表測量單擺的周期。當(dāng)單擺動(dòng)穩(wěn)定且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)并記為n=1，單擺每經(jīng)過最低點(diǎn)記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n=60時(shí)秒表讀數(shù)為60.4s所示，該單擺的周期是T=_________s（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（4）測量出多組周期T、擺長L的數(shù)值后，畫出T2-L圖線如圖丙，此圖線斜率的物理意義是______。A．gB．C．D．（5）若實(shí)驗(yàn)測得的g值偏小，可能的原因是______。A．測擺線長時(shí)擺線拉得過緊B．?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長度增加了C．開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過遲按下D．實(shí)驗(yàn)中誤將（n-1）次全振動(dòng)數(shù)為n次（6）在（4）中，描點(diǎn)時(shí)若誤將擺線長當(dāng)作擺長，那么畫出的直線將不通過原點(diǎn)，由圖線斜率得到的重力加速度與原來相比，其大小______。A．偏大B．偏小C．不變D．都有可能三、綜合題（共3題）20．北京和廣州的兩位同學(xué)，分別探究單擺的周期T與擺長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)所測實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能對應(yīng)的圖像是A和B中的哪一個(gè)？請說明理由。(2)廣州的同學(xué)還繪制了不同擺長的單擺的板動(dòng)圖像，如圖（b）所示。由圖可知兩單擺擺長之比為多少？21．李磊同學(xué)利用單擺測量重力加速度。他測出擺線長度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)測出的重力加速度的大?。ńY(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。22．單擺是常見的一種簡諧運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知質(zhì)量為m的擺球，擺長為l，完成N次全振動(dòng)的時(shí)間是t，請根據(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)為直接測量一次全振動(dòng)時(shí)間既簡單又節(jié)省時(shí)間，你同意這個(gè)觀點(diǎn)嗎？請簡要分析說明。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C2．D3．C4．B5．C6．B7．C8．C9．A10．D11．C12．B13．C14．A15．C16．29.8mm99.8s17．18．D最低點(diǎn)19．BCBC20．(1)由單擺