高考物理一輪總復習專題12機械振動光學實驗12用單擺測定重力加速度課后提能演練

專題十二實驗十二知識鞏固練1．(多選)在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，有人提出以下幾點建議，其中對提高測量結果精確度有利的是()A．適當加長擺線B．質量相同、體積不同的擺球，應選用體積較大的C．單擺偏離平衡位置的角度不能太大D．當單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，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【答案】AC2．某同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，先測得擺線長78.50cm，擺球直徑2.0cm.然后將一個力電傳感器接到計算機上，實驗中測量快速變化的力，懸線上拉力F的大小隨時間t的變化曲線如圖所示．(1)該擺擺長為________cm.(2)該擺擺動周期為______s.(3)測得當?shù)刂亓铀俣萭的值為________m/s2.(4)如果測得g值偏小，可能原因是()A．測擺線長時擺線拉得過緊B．擺線上端懸點未固定好，擺動中出現(xiàn)松動C．計算擺長時，忘記了加小球半徑D．讀單擺周期時，讀數(shù)偏大【答案】(1)79.50(2)1.8(3)9.68(4)BCD【解析】(1)擺長＝擺線長＋小球半徑＝78.50cm＋1.0cm＝79.50cm.(2)由F－t變化圖線，可知T＝1.8s.(3)g＝eq\f(4π2l,T2)＝eq\f(4×3.142×79.50,1.82)cm/s2≈9.68m/s2.(4)由g＝eq\f(4π2l,T2)，可知g值偏小的可能原因是l的測量值偏小，也可能是T值偏大，A錯誤，B、C、D正確．3．在利用單擺測定重力加速度的實驗中，由單擺做簡諧運動的周期公式得到g＝eq\f(4π2l,T2).只要測出多組單擺的擺長l和運動周期T，作出T2－l圖像，就可以求出當?shù)氐闹亓铀俣龋碚撋蟃2－l圖像是一條過坐標原點的直線，某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖像如圖所示．(1)造成圖像不過坐標原點的原因是_________________________________________；(2)由圖像求出的重力加速度g＝________m/s2(取π2＝9.87)．【答案】(1)漏加小球半徑(2)9.874．實驗小組的同學做“用單擺測重力加速度”的實驗．(1)實驗前他們根據(jù)單擺周期公式導出了重力加速度的表達式g＝eq\f(4π2L,T2)，其中L表示擺長，T表示周期．對于此式的理解，四位同學說出了自己的觀點：同學甲：T一定時，g與L成正比．同學乙：L一定時，g與T2成反比．同學丙：L變化時，T2是不變的．同學?。篖變化時，L與T2的比值是定值．其中觀點正確的是同學________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)．(2)實驗室有如下器材可供選用：A．長約1m的細線 B．長約1m的橡皮繩C．直徑約2cm的均勻鐵球 D．直徑約5cm的均勻木球E．秒表 F．時鐘G．最小刻度為毫米的米尺實驗小組的同學選用了最小刻度為毫米的米尺，他們還需要從上述器材中選擇：________(填寫器材前面的字母)．(3)他們將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，將其上端固定，下端自由下垂(如圖所示)．用刻度尺測量懸點到______之間的距離記為單擺的擺長L.(4)在小球平穩(wěn)擺動后，他們記錄小球完成n次全振動的總時間t，則單擺的周期T＝__________.(5)如果實驗得到的結果是g＝10.09m/s2，比當?shù)氐闹亓铀俣戎荡?，分析可能是哪些不當?shù)膶嶋H操作造成這種結果，寫出其中一種：_____________________________________________________________________________________________________________.【答案】(1)丁(2)ACE(3)小球球心(4)eq\f(t,n)(5)可能是振動次數(shù)n計多了；可能是測量擺長時從懸點量到了小球底部；可能在計時的時候秒表開表晚了(合理即可)【解析】(1)因為g是定值，則L變化時，L與T2的比值是定值，丁同學觀點正確．(2)根據(jù)實驗原理及要求易知，他們還需要從上述器材中選擇：A．長約1m的細線；C．直徑約2cm的均勻鐵球；E.秒表．(3)用刻度尺測量懸點到小球球心之間的距離記為單擺的擺長L.(4)單擺的周期T＝eq\f(t,n).(5)可能是振動次數(shù)n計多了；可能是測量擺長時從懸點量到了小球底部；可能在計時的時候秒表開表晚了．綜合提升練5．某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素．(1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示．這樣做的目的是________(填字母代號).A．保證擺動過程中擺長不變B．可使周期測量得更加準確C．需要改變擺長時便于調節(jié)D．保證擺球在同一豎直平面內擺動(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球最低端的長度L＝0.9990m，再用游標卡尺測量擺球直徑，結果如圖所示，則該擺球的直徑為______mm，單擺擺長為______m.(3)下列振動圖像真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖像，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是__________(填字母代號)．ABCD【答案】(1)AC(2)12.00.9930(3)A【解析】(1)橡皮的作用是使擺線擺動過程中懸點位置不變，從而保障擺長一定，同時又便于調節(jié)擺長，A、C說法正確．(2)根