新高考物理一輪復習跟蹤練習專題10.3 本專題實驗（原卷版）

專題10.3本專題實驗【練】1．（2022·上海嘉定·二模）在“用單擺測重力加速度”的實驗中，某同學測得懸線的長度為SKIPIF1<0，擺球的直徑為SKIPIF1<0，則該單擺的擺長為_________。若實驗時，擺線上端未牢固地系于懸點，量好擺長后擺動中出現(xiàn)松動，則測得的重力加速度數(shù)值將_________（填“偏小”、“偏大”或者“不變”）。2．（2022·北京八十中模擬預測）某研究性學習小組在進行“用單擺測量重力加速度”的實驗中（實驗裝置如圖甲所示），已知單擺在擺動過程中的最大偏角小于SKIPIF1<0。在測量單擺的周期時，從單擺運動到最低點開始計時且記數(shù)為1，到第SKIPIF1<0次經過最低點所用的時間為SKIPIF1<0。在測量單擺的擺長時，先用毫米刻度尺測得擺球懸掛后的擺線長（從懸點到擺球的最上端）為SKIPIF1<0，再用螺旋測微器測得擺球的直徑為SKIPIF1<0（讀數(shù)如圖乙所示）。①從圖乙可知，擺球的直徑為SKIPIF1<0_________SKIPIF1<0。②小組某同學認為單擺周期為SKIPIF1<0，你認為是否正確_________。（A．正確；B．不正確）③用上述物理量的符號寫出求重力加速度的一般表達式SKIPIF1<0_________。④在測量時，由于操作失誤，致使擺球不在同一豎直平面內運動，而是在一個水平面內做圓周運動，如圖所示，這時如果測出擺球做這種運動的周期，仍用單擺的周期公式求出重力加速度，則求出的重力加速度與重力加速度的實際值相比_________（填偏大、偏小、不變），說明理由___________。3．（2022·上海松江·二模）某同學用圖（a）所示的沙漏擺研究單擺的運動規(guī)律。實驗中，木板沿圖示O’O方向移動，根據(jù)漏在板上的沙描出了如圖（b）所示的圖形，然后分別沿中心線OO’和沙漏擺擺動方向建立直角坐標系，并測得圖中Oa=ab=bc=cd=s，則：（1）該同學認為此圖像經過適當處理可看成單擺的振動圖像，則其橫坐標表示的物理量應為_________；（2）若該同學利用計時器測得沙漏擺的周期為T，則木板移動的速度表達式為v=___________；（3）該同學利用該裝置測定當?shù)氐闹亓铀俣?，他認為只有少量沙子漏出時，沙漏重心的變化可忽略不計，但是重心位置不確定，于是測量了擺線的長度L，如果此時他直接利用單擺周期公式計算重力加速度，則得到的重力加速度值比真實值__________（選填“偏大”、“偏小”、“相等”）若要避免由于擺長無法準確測量產生的誤差，則可通過改變沙漏擺的擺線長L，測出對應的周期T，并繪制____________圖像，根據(jù)圖像的斜率可求得重力加速度，此時________________________表示沙漏擺的重心到擺繩下端的距離。4．（2022·內蒙古·海拉爾第二中學模擬預測）某同學做“用單擺測定重力加速度”的實驗時：（1）如果他測得的g值偏小，可能的原因是_______。A．擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了，使周期變大B．開始計時時，秒表過遲按下C．實驗中誤將49次全振動數(shù)次數(shù)記為50次（2）為了提高實驗精度，在實驗中可改變幾次擺長l并測出相應的周期T，從而得出一組對應的l與SKIPIF1<0的數(shù)據(jù)如圖1所示，再以l為橫坐標，T2為縱坐標將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率為k，則重力加速度g=_______。（用k表示）（3）同學還利用計算機繪制了a、b兩個擺球的振動圖像（如圖2），由圖可知，兩單擺擺長之比SKIPIF1<0_______。在t=1s時，b球振動的方向是_______。5．（2022·福建·上杭一中模擬預測）某小組同學用如圖1所示的DIS二維運動實驗系統(tǒng)研究單擺在運動過程中機械能的轉化和守恒（忽略空氣阻力）。實驗時，使發(fā)射器（相當于擺球）偏離平衡位置后由靜止釋放，使其在豎直平面內擺動。系統(tǒng)每隔0.02s記錄一次發(fā)射器的位置，多次往復運動后，在計算機屏幕上得到的發(fā)射器在豎直平面內的運動軌跡如圖2所示。（當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2）（1）在運動軌跡上選取適當區(qū)域后。點擊“計算數(shù)據(jù)”，系統(tǒng)即可計算出擺球在所選區(qū)域內各點的重力勢能、動能及總機械能，并繪出對應的圖線，如圖3所示。由圖3可知，此單擺的周期為___________s。是否可以根據(jù)單擺的周期公式計算此擺的擺長大小，如若能，請計算擺長大?。喝舨荒苷堈f明理由。___________。（2）圖3中的C點對應在圖2中圓弧軌跡AB上的某一點，該點在（）A．圓弧AB中點的左側

B．圓弧AB中點的右側C．圓弧AB的中點

D．信息不夠，不能確定6．（2022·福建·模擬預測）某同學利用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣?。?）實驗室有多種足夠長的細線可用來制作單擺，由于材質不同，這些線的質量、彈性各不相同，為更好的完成實驗，該同學應選擇怎樣的線材？請分析說明。_____________________（2）該同學經測量得到6組擺長L和對應的周期T，畫出L-T2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標如圖丙所示。則當?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_式g=________。處理完數(shù)據(jù)后，該同學發(fā)現(xiàn)在計算擺長時用的是擺線長度而未計入小球的半徑，這樣________（選填“影響”或“不影響”）重力加速度的計算。（3）該同學在實驗時有以下操作：A．擺線偏離豎直方向的最大擺角小于5°B．當小球通過平衡位置時開始計時C．擺球未在豎直面內擺動，擺成了圓錐擺D．計時開始后測得擺球第n次經過平衡位置所用的時間t，記錄單擺的周期為T=2tn以上操作你認為_______存在問題，試分析說明該操作對測量結果有何影響_________________。7．（2022·上海市市西中學二模）某同學做“用單擺測重力加速度”的實驗，供選擇的擺線有：A．0.3m長的細線B．1m長的細線C．1.2m長的粗線D．1.5m長的橡皮繩（1）應選用的擺線是_________________（填寫所選擺線前的字母）。（2）單擺做簡諧振動時，回復力是由擺球___________________的分力提供。實驗時，測出擺長為l，某次擺動的周期為T，則重力加速度的表達式為_________________。（3）該同學改變擺長，測出幾組擺長l和對應的周期T的數(shù)據(jù)，作出l-T2圖像，如圖（a）所示。他在實驗時不小心在小球下方粘了一個小物體，如圖（b）所示，如果利用圖（a）中A、B兩點的坐標值計算重力加速度，是否能夠消除因小球下方粘了小物體而造成的測量誤差？_____________（選填“能”或“不能”），理由是：______________。8．（2022·湖北省羅田縣第一中學模擬預測）在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中：（1）該實驗中用于測量時間的工具是________；A．B．C．（2）如圖甲所示小明用游標卡尺測量小球的直徑為_______SKIPIF1<0；（3）為了減小測量誤差，下列操作正確的是________；A．擺線的長度應適當長些B．單擺的擺角應盡量大些C．測量周期時，取小球運動的最高點作為計時的起點和終點位置D．測量周期時，測擺球30~50次全振動的時間算出周期9．（2022·山東省實驗中學模擬預測）用如圖甲所示實驗裝置做“用單擺測重力加速度”的實驗。（1）為了減小測量誤差，下列說法正確的是__________（選填字母代號）；A．將鋼球換成塑料球B．當擺球經過平衡位置時開始計時C．把擺球從平衡位置拉開一個很大的角度后釋放D．記錄一次全振動的時間作為周期，根據(jù)公式計算重力加速度g（2）若測得的重力加速度g值偏小，可能的原因是__________（選填字母代號）；A．把懸點到擺球下端的長度記為擺長B．把擺線的長度記為擺長C．擺線上端未牢固地系于懸點，在振動過程中出現(xiàn)松動D．實驗中誤將擺球經過平衡位置49次記為50次（3）某同學利用質量分布不均勻的球體作擺球測定當?shù)刂亓铀俣?，擺球的重心不在球心，但是在球心與懸點的連線上。他仍將從懸點到球心的距離當作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應的周期T，畫出SKIPIF1<0圖線如圖乙所示，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標分別為SKIPIF1<0，SKIPIF1<0如圖所示。由圖可計算出重力加速度g=_______。10．（2022·江蘇南通·模擬預測）某小組在“用單擺測量重力加速度”實驗中：（1）組裝單擺時，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線的上端，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖甲所示。這樣做的目的有________；A．保證擺動過程中擺長不變B．需要改變擺長時便于調節(jié)C．保證擺球在同一豎直平面內擺動（2）安裝好實驗裝置后，先用刻度尺測量擺線長l，再用游標卡尺測量擺球直徑d，其示數(shù)如圖乙所示，則d=_______mm；（3）某次實驗過程中，用秒表記錄時間的起點應該是擺球運動過程中的________（選填“最高點”或“最低點”）；（4）該組同學測出五組單擺振動周期T與擺長L的數(shù)據(jù)如下表，請在圖丙中作出T2-L關系圖像_______。根據(jù)圖像算出重力加速度g=_______m/s2；（結果保留3位有效數(shù)字）次數(shù)12345L/m0.50000.60000.70000.80000.9000T/s1.431.551.671.781.90T2/s22.042.402.793.173.61（5）若測量值與當?shù)刂亓铀俣戎迪啾绕螅赡茉蚴莀_______（寫出一個）。11．（2022·天津市新華中學一模）（1）如圖甲所示為小金在進行“探究單擺擺長和周期關系”實驗時，用停表記錄下單擺50次全振動所用時間，由圖可知該次實驗中50次全振動所用時間為___________s；（2）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，如圖乙所示，這樣做的目的是___________（填選項前的字母）；A．保證擺動過程中擺長不變

B．可使周期測量更加準確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（3）小金同學以擺線的長度（L）作為縱坐標，以單擺周期的平方（T2）作為橫坐標，作出L-T2的圖像如圖丙所示，則其作出的圖線是___________（選填“圖線1”“圖線2”或“圖線3”）。若作出的圖線的斜率為k，則能否根據(jù)圖像得到當?shù)氐闹亓铀俣?？___________。（若不可以求出，則填“否”；若可以求出，則寫出其表達式）12．（2022·天津·模擬預測）（1）用單擺測定重力加速度的實驗原理是___________。（2）若測量結果得到的SKIPIF1<0值偏大，可能是因為___________。（選填選項前的字母）A．組裝單擺時，懸點沒有固定牢固B．測量擺長時，將懸線長作為單擺的擺長C．測量周期時，把SKIPIF1<0次全振動誤認為是SKIPIF1<0次全振動D．測量擺長時，用力向下拉著擺球測量擺長（3）多次改變擺長測出對應的周期，將數(shù)據(jù)輸入計算機，可得到圖2所示的SKIPIF1<0圖像，圖線經過坐標原點，斜率SKIPIF1<0。由此求得重力加速度SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0。（SKIPIF1<0，此空答案保留3位有效數(shù)字）13．（2022·北京·楊鎮(zhèn)第一中學高二期中）用如圖所示實驗裝置做“用單擺測重力加速度”的實驗。（1）在擺球自然懸垂的狀態(tài)下，用米尺測出擺線長為SKIPIF1<0，用游標卡尺測得擺球的直徑為d，則單擺擺長為________（用字母SKIPIF1<0、SKIPIF1<0表示）；（2）為了減小測量誤差，下列說法正確的是________（選填字母代號）；A．將鋼球換成塑料球B．當擺球經過平衡位置時開始計時C．把擺球從平衡位置拉開一個很大的角度后釋放D．記錄一次全振動的時間作為周期，根據(jù)公式計算重力加速度g（3）若測得的重力加速度g值偏小，可能的原因是________（選填字母代號）；A．把懸點到擺球下端的長度記為擺長B．把擺線的長度記為擺長C．擺線上端未牢固地系于懸點，在振動過程中出現(xiàn)松動D．實驗中誤將擺球經過平衡位置49次記為50次（4）某同學利用質量分布不均勻的球體作擺球測定當?shù)刂亓铀俣?，擺球的重心不在球心，但是在球心與懸點的連線上。他仍將從懸點到球心的距離當作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應的周期T，畫出SKIPIF1<0圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標分別為（SKIPIF1<0SKIPIF1<0）（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）如圖所示。由圖可計算出重力加速度SKIPIF1<0________。14．（2022·廣東·模擬預測）如圖為某創(chuàng)新實驗小組設計的水平加速度測量儀，其主要部分由木板、細線、小球和刻度尺構成。使用時，將小球用細線懸掛于刻度尺正上方的固定點O，保持裝置處于豎直面內，穩(wěn)定后利用細線在刻度尺上的讀數(shù)即可測得水平加速度。實驗小組利用該裝置測量某火車啟動時的加速度，現(xiàn)已取固定點O與刻度尺上端的豎直距離h剛好為1m，重力加速度g取SKIPIF1<0。（1）在某次測量中，若測量儀穩(wěn)定在圖示虛線位置，則此時細線所對準的刻度尺讀數(shù)為________cm。（2）當測量儀穩(wěn)定在圖示虛線位置時，被測加速度方向________（填“向左”或“向右”），大小為________SKIPIF1<0（計算結果保留三位有效數(shù)字）。（3）為了方便測量，該小組對裝置進行改進，通過計算將刻度尺不同刻度對應的加速度標注在刻度尺上，加速度a與刻度尺刻度的x對應函數(shù)關系為_______。15．（2022·天津市寧河區(qū)蘆臺第一中學高二期末）在“用單擺測量重力加速度”的實驗中：（1）下面敘述正確的是______（選填選項前的字母）。A．1m和30cm長度不同的同種細線，選用1m的細線做擺線B．直徑為1.8cm的塑料球和鐵球，選用鐵球做擺球C．如圖A、B、C，擺線上端的三種懸掛方式，選A方式懸掛D．當單擺經過平衡位置時開始計時，50次經過平衡位置后停止計時，用此時間除以50作為單擺振