(通用版)2020版高考物理一轮复习 课时检测(八十三)探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度(实验增分课)(含解析).doc

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资源描述
探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 (实验增分课)1(多选)一根不可伸长的细线,上端悬挂在O点,下端系一个小球,如图甲所示,某同学利用此装置来探究单摆周期与摆长的关系。该同学用米尺测得细线两端的长度,用游标卡尺测量小球的直径,二者相加为l,通过改变细线的长度,测得对应的周期T,得到该装置的lT2图像如图乙所示。下列说法正确的是(取29.86)()AT2 s时摆长为1 mBT2 s时摆长为0.994 mC摆球半径为0.006 mD当地重力加速度为9.80 m/s2E当地重力加速度为9.86 m/s2解析:选BCD设摆长为l,由单摆的周期公式T2 (llr,r为摆球半径),可得lrT2,结合题图乙可知lT2图线的纵轴截距为摆球半径r0.006 m,为lT2图线的斜率,所以有,解得g9.80 m/s2,C、D正确,E错误;由题意及题图乙可知,T2 s时摆长l1.000 m0.006 m0.994 m,A错误,B正确。2在“用单摆测重力加速度”的实验中,(1)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值,应选用下列器材中的_。(选填器材前的字母)A长1 m左右的细绳;B长30 cm左右的细绳;C直径2 cm的实心钢球;D直径2 cm的空心木球;E秒表;F时钟;G厘米刻度尺;H毫米刻度尺。(2)某同学测出不同摆长时对应的周期T,作出T2-L图线,如图所示,再利用图线上相距较远的两点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2),可求得g_。解析:(1)摆线要用不易伸长的细绳,长度约为1 m,选A;小球应是密度较大、直径较小的实心金属球,选C;计时仪器宜选用秒表E;测摆长应该用毫米刻度尺H。(2)由T2 可知g4242,利用图线上两个相距较远的点的坐标可求得g42。答案:(1)ACEH(2)423某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下操作:(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,可读出摆球的直径为_cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n1,单摆每经过最低点时记一次数,当数到n60时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T_s(结果保留三位有效数字)。(3)测量出多组周期T、摆长L的数值后,画出T2L图线如图丙所示,此图线斜率k与重力加速度g的关系是_。解析:(1)摆球的直径为d20 mm60.1 mm20.6 mm2.06 cm。(2)秒表的读数为t60 s7.4 s67.4 s,根据题意有tTT,所以周期T2.28 s。(3)根据单摆周期公式T2 ,可得k(图线斜率),故k。答案:(1)2.06(2)2.28(3)k4某同学利用单摆测量重力加速度。(1)为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是_。A组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大(2)如图所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时,由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L。用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g_。解析:(1)组装单摆时,悬线应选用轻且不易伸长的细线;摆球选择体积小、密度大的摆球;单摆摆动时必须在同一竖直面内;摆的振幅应尽量小一些。选项B、C正确。(2)设单摆的周期为T1时摆长为L1,周期为T2时摆长为L2,则T12 ,T22 ,且L1L2L,解得g。答案:(1)BC(2)5(2019金华质检)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲、乙所示。测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)。(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丁所示,则该单摆的周期为_。若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将_(选填“变大”“不变”或“变小”),图丁中的t将_(选填“变大”“不变”或“变小”)。解析:(1)游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量物体,正确的是乙。(2)一个周期内小球两次经过最低点,使光敏电阻的阻值发生变化,由题图丁可得,周期为t12t0t12t0;改用直径大的小球后,摆长变长,根据T2 可知,周期变大;小球的直径比原小球大,每次经过最低点时小球的挡光时间变长,即t变大。答案:(1)乙(2)2t0变大变大
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