2020届高三物理练习 实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 新人教版

选考部分 选修3-4 第十二章 第3单元 实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1某同学测得g值比当地标准值偏大，其原因可能是()A测量摆长时忘记加上小球半径B振幅过小C将摆长当成了摆线长和球直径之和D摆动次数多记了一次E小球不是在竖直平面内摆动F摆球质量过大，空气阻力影响所致解析：因为T2 ，所以g，由g的表达式可知g测偏大的原因可能是l测偏大或T测偏小，可知C、D正确，A错；小球做圆锥摆的周期T2 T摆，故E正确；因为单摆周期和振幅与摆球质量无关，故B、F错答案：CDE2在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)下面所给器材中，选用哪些器材较好，请把所选用器材前的字母依次填写在题后的横线上A长1 m左右的细线B长30 cm左右的细线C直径2 cm的铅球 D直径2 cm的铝球E秒表 F时钟G最小刻度是厘米的直尺H最小刻度是毫米的直尺所选用的器材是_(2)实验时对摆线偏离竖直线的偏角要求是_解析：本实验的原理：振动的单摆，当摆角10时，其振动周期与摆长的平方根成正比，与重力加速度的平方根成反比，而与偏角的大小(振幅)、摆球的质量无关，周期公式为T2 ，变换这个公式可得g42.因此，本实验中测出单摆的摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值，本实验的目的是测量重力加速度g的值，而非验证单摆的振动规律因此实验中应选用较长的摆长l，这样既能减小摆长的测量误差，又易于保证偏角不大于10，而且由于振动缓慢，方便计数和计时，故选A.本实验所用的实际摆要符合理论要求，摆长要有1 m左右，应选用不易伸长的细线，摆球直径要小于2 cm，应选用较重的小球，故选C.由于重力加速度g与周期的平方成反比，周期T的测量误差对g的影响是较大的，所用计时工具应选精确度高一些的，故选E.由于摆长l应是悬点到铅球的边缘的距离l加上铅球的半径r.铅球半径用游标卡尺测量出(也可由教师测出后提供数据)，因此l应读数准确到毫米位实验中应用米尺或钢卷尺来测量，故选H.答案：(1)A、C、E、H(2)小于103(2020重庆高考)(1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当(填“是”或“否”)把单摆从平衡位置拉开约5释放：_；在摆球经过最低点时启动秒表计时：_；用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期：_.(2)该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见下表用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图1235所示该球的直径为_mm.根据表中数据可以初步判断单摆周期随_的增大而增大数据组编号摆长/mm摆球质量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4解析：(1)单摆在最大摆角不超过10时可看做是简谐运动摆球经过最低点时速度最大，滞留的时间最短，计时误差最小为减小测量周期时的误差，应测单摆完成3050次全振动所用的时间来求出周期螺旋测微器上的固定刻度读数为20.5 mm，可动部分的读数约为18.5，则测量结果为20.5 mm18.50.01 mm20.685 mm.分析表中数据可以看出，摆长不变时周期不变，摆长变化时周期才发生变化答案：(1)是是否(2)20.685(20.68320.687)摆长4下面是“用单摆测定重力加速度”的实验中获得的有关数据：摆长l/m0.50.60.81.1周期T2/s22.02.53.24.5(1)利用上述数据在图1236所示的坐标中作出lT2图象图1236(2)利用图象，取T20.1423.95 s2，求出重力加速度的值解析：(1)图象如图所示(2)由图象中读出：当T23.95 s2时，l0.96 m，则重力加速度g m/s29.6 m/s2.答案：(1)图象见解析(2)9.6 m/s25(2020重庆模拟)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为防止摆球在摆动过程中形成“圆锥摆”，实验中采用了如图1237甲所示的双线摆测出摆线长度为L，线与水平横杆夹角为，摆球半径为r.若测出摆动的周期为T，则此地重力加速度为_；某同学用10分度的游标卡尺测量摆球的直径时，主尺和游标如图乙所示，则摆球的半径r为_mm.解析：单摆的摆长为lLsinr，由周期公式T2 ，此地的重力加速度为g.由图知摆球的半径r16.0 mm8.0 mm.答案：8.06在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g42l/T2.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2l图象，就可以求出当地的重力加速度理论上T2l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图1238所示(1)造成图象不过坐标原点的原因是_；(2)由图象求出的重力加速度g_m/s2.(取29.87)解析：(1)由单摆周期公式T2 得T242由图象知，当l0时，T20，说明l偏小，是由于漏测小球半径造成的(2)由上式知k，g9.87 m/s2.答案：(1)漏测小球半径(2)9.87