高考物理一輪復習課時檢測七十七探究單擺的運動用單擺測定重力加速度含解析新人教版-試卷下載-教習網(wǎng)

探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度1．在“用單擺測重力加速度”的實驗中，(1)為了比較準確地測量出當?shù)氐闹亓铀俣戎?，應選用下列器材中的________。(選填器材前的字母)A．長1 m左右的細繩；B．長30 cm左右的細繩；C．直徑2 cm的實心鋼球；D．直徑2 cm的空心木球；E．秒表；　　　　F．時鐘；G．厘米刻度尺；H．毫米刻度尺。(2)某同學測出不同擺長時對應的周期T，作出T2L圖線，如圖所示，再利用圖線上相距較遠的兩點A、B的坐標(x1，y1)、(x2，y2)，可求得g＝________。解析：(1)擺線要用不易伸長的細繩，長度約為1 m，選A；小球應是密度較大、直徑較小的實心金屬球，選C；計時儀器宜選用秒表E；測擺長應該用毫米刻度尺H。(2)由T＝2π 可知g＝4π2＝4π2，利用圖線上兩個相距較遠的點的坐標可求得g＝4π2。答案：(1)ACEH　(2)4π22. (1)在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，用擺長l和周期T計算重力加速度的公式是g＝________。若已知擺球直徑為2.00 cm，讓刻度尺的零刻度線對準擺線的懸點，擺線豎直下垂，如圖甲所示，則單擺擺長是________m。若測定了40次全振動的時間為75.2 s，計算可得單擺周期是________s。(2)為了提高測量精度，需多次改變l值，并測得相應的T值。現(xiàn)將測得的六組數(shù)據(jù)標示在以l為橫坐標，以T2為縱坐標的坐標系上(如圖乙所示)，即圖中用“·”表示的點，則：①單擺做簡諧運動應滿足的條件是________________________________________。②根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點作出T2和l的關系圖線，根據(jù)圖線可求出g＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。解析：(1)由T＝2π ，可知g＝。由題圖甲可知：擺長l＝(88.50－1.00)cm＝87.50 cm＝0.875 0 m。單擺周期T＝＝1.88 s。(2)①單擺做簡諧運動應滿足的條件是擺線偏離平衡位置的夾角小于5°。②T2和l的關系圖線如圖所示，直線斜率k＝≈4.0，由g＝＝，可得g≈9.9 m/s2。答案：(1)　0.875 0　1.88　(2)①擺線偏離平衡位置的夾角小于5°　②見解析圖　9.93．在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：(1)擺動時偏角滿足的條件是偏角小于5°，為了減小測量周期的誤差，計時開始時，擺球應是經(jīng)過最________(填“高”或“低”)點的位置，且用停表測量單擺完成多次全振動所用的時間，求出周期。圖甲中停表示數(shù)為一單擺全振動50次所用的時間，則單擺振動周期為________。(2)用最小刻度為1 mm的刻度尺測擺長，測量情況如圖乙所示。O為懸掛點，從圖乙中可知單擺的擺長為________ m。(3)若用L表示擺長，T表示周期，那么重力加速度的表達式為g＝________。(4)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后，學生甲說：“因為空氣浮力與擺球重力方向相反，它對球的作用相當于重力加速度變小，因此振動周期變大。”學生乙說：“浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗，因此振動周期不變”，這兩個學生中________。A．甲的說法正確B．乙的說法正確C．兩學生的說法都是錯誤的解析：(1)擺球經(jīng)過最低點時小球速度最大，容易觀察和計時；圖甲中停表的示數(shù)為1.5 min＋12.5 s＝102.5 s，則周期T＝ s＝2.05 s。(2)從懸點到球心的距離即為擺長，可得L＝0.998 0 m。(3)由單擺周期公式T＝2π 可得g＝。(4)由于受到空氣浮力的影響，小球的質(zhì)量沒變而相當于小球所受重力減小，即等效重力加速度減小，因而振動周期變大，選項A正確。答案：(1)低　2.05 s　(2)0.998 0　(3)　(4)A4．用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。(1)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)l及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度g＝________(用l、n、t表示)。(2)下表是某同學記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理。組　次123擺長l/cm80.0090.00100.0050次全振動時間t/s90.095.5100.5振動周期T/s1.801.91 重力加速度g/(m·s－2)9.749.73 請計算出第3組實驗中的T＝______ s，g＝______ m/s2。(3)用多組實驗數(shù)據(jù)作出T2-l圖像，也可以求出重力加速度g。已知三位同學作出的T2-l圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應的g值最接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹怠t相對于圖線b，下列分析正確的是________(選填選項前的字母)。A．出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長lB．出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次C．圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值解析：(1)由T＝，T＝2π 得g＝。(2)T＝＝ s＝2.01 s，g＝＝ m/s2≈9.76 m/s2。(3)b圖線為正確圖線，a圖線與b圖線相比，測量的周期相同時，擺長短，說明測量擺長偏小，A錯誤；c圖線與b圖線相比，測量擺長相同時，周期偏小，可能出現(xiàn)的原因是多記了全振動次數(shù)，所以B正確；由T＝2π 得T2＝l，圖線斜率小，說明g偏大，故C錯誤。答案：(1)　(2)2.01　9.76　(3)B5．(1)在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中，兩位同學用游標卡尺測量小球的直徑的操作如圖甲、乙所示。測量方法正確的是________(選填“甲”或“乙”)。(2)實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運動的最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖丙所示。光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t的變化圖線如圖丁所示，則該單擺的周期為____________。若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進行實驗，則該單擺的周期將__________(選填“變大”“不變”或“變小”)，圖丁中的Δt將__________(選填“變大”“不變”或“變小”)。解析：(1)游標卡尺應該用兩外測量爪對齊的地方測量物體，正確的是乙。(2)一個周期內(nèi)小球兩次經(jīng)過最低點，使光敏電阻的阻值發(fā)生變化，由題圖丁可得，周期為t1＋2t0－t1＝2t0；改用直徑大的小球后，擺長變長，根據(jù)T＝2π 可知，周期變大；小球的直徑比原小球大，每次經(jīng)過最低點時小球的擋光時間變長，即Δt變大。答案：(1)乙　(2)2t0　變大　變大