新高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)鞏固練習(xí)專題45實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度（含解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

(1)圖(a)是用力傳感器對(duì)單擺振動(dòng)過程進(jìn)行測(cè)量的裝置圖，圖(b)是與力傳感器連接的計(jì)算機(jī)屏幕所顯示的F-t圖像，根據(jù)圖(b)的信息可得，從t＝0時(shí)刻開始擺球第一次擺到最低點(diǎn)的時(shí)刻為________s，擺長(zhǎng)為________m(取π2＝10，重力加速度大小g＝10 m/s2).
(2)單擺振動(dòng)的回復(fù)力是________．
A．?dāng)[球所受的重力
B．?dāng)[球重力在垂直擺線方向上的分力
C．?dāng)[線對(duì)擺球的拉力
D．?dāng)[球所受重力和擺線對(duì)擺球拉力的合力
(3)某同學(xué)的操作步驟如下，其中正確的是________．
A．取一根細(xì)線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺(tái)上
B．用米尺量得細(xì)線長(zhǎng)度l，測(cè)得擺長(zhǎng)為l
C．讓小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得擺動(dòng)周期，再根據(jù)公式計(jì)算重力加速度
2．[2022·重慶市十一中階段練習(xí)]在做“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，
(1)為了利用單擺較準(zhǔn)確地測(cè)出重力加速度，可選用的器材為________．
A．20 cm長(zhǎng)的結(jié)實(shí)的細(xì)線、小木球、秒表、米尺、鐵架臺(tái)
B．100 cm長(zhǎng)的結(jié)實(shí)的細(xì)線、小鋼球、秒表、米尺、鐵架臺(tái)
C．100 cm長(zhǎng)的結(jié)實(shí)的細(xì)線、大木球、秒表、50 cm量程的刻度尺、鐵架臺(tái)
D．100 cm長(zhǎng)的結(jié)實(shí)的細(xì)線、大鋼球、大掛鐘、米尺、鐵架臺(tái)
(2)為了減小測(cè)量周期的誤差，擺球應(yīng)在經(jīng)過最________(填“高”或“低”)點(diǎn)的位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，并計(jì)數(shù)為1，擺球每次通過該位置時(shí)計(jì)數(shù)加1.當(dāng)計(jì)數(shù)為63時(shí)，所用的時(shí)間為t秒，則單擺周期為________．
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)某同學(xué)測(cè)得的g值偏大，其原因可能是________．
A．實(shí)驗(yàn)室的海拔太高
B．?dāng)[球太重
C．測(cè)出n次全振動(dòng)時(shí)間為t，誤作為(n＋1)次全振動(dòng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算
D．?dāng)[線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)了松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了
3．[2022·北京市海淀區(qū)期中考試]用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示．
(1)選用合適的器材組裝成單擺后，主要步驟如下：
①將單擺上端固定在鐵架臺(tái)上；
②讓刻度尺的零刻度線對(duì)準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，測(cè)擺長(zhǎng)L；
③記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t
④根據(jù)單擺周期公式計(jì)算重力加速度g的大?。?br>根據(jù)圖乙所示，測(cè)得的擺長(zhǎng)L＝________cm；
重力加速度測(cè)量值表達(dá)式g＝________(用L、n、t表示).
(2)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，多次改變擺長(zhǎng)L，測(cè)量對(duì)應(yīng)的單擺周期T，用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制T2-L圖像，如圖丙所示．由圖可知重力加速度g＝________(用圖中字母表示).
(3)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作或結(jié)果分析，下列說法正確的是________(選填選項(xiàng)前的字母).
A．測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，要讓小球靜止懸掛再測(cè)量
B．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅越大越好
C．多次改變擺線長(zhǎng)l，測(cè)量多組對(duì)應(yīng)的50次全振動(dòng)時(shí)間t，通過繪制的t2-l關(guān)系圖線也可以測(cè)定重力加速度
專題45 實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度
1．(1)0.5 0.64 (2)B (3)A
解析：(1)擺到最低點(diǎn)時(shí)速度最大，繩上拉力最大，故從t＝0時(shí)刻開始擺球第一次擺到最低點(diǎn)的時(shí)刻為0.5 s．兩次拉力最大的時(shí)間間隔為半個(gè)周期，可知T＝1.6 s，單擺的周期公式T＝2π eq \r(\f(L,g))，代入數(shù)據(jù)可解得擺長(zhǎng)為L(zhǎng)＝0.64 m.
(2)單擺振動(dòng)的回復(fù)力是擺球重力在垂直擺線方向上的分力，B正確．
(3)取一根細(xì)線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺(tái)上，A正確；擺長(zhǎng)L為細(xì)線長(zhǎng)l再加上擺球半徑r，B錯(cuò)誤；讓小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，該過程為圓錐擺，不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，通過測(cè)得的周期利用單擺的周期公式計(jì)算重力加速度會(huì)產(chǎn)生較大誤差，C錯(cuò)誤．
2．(1)B (2)低 eq \f(t,31) (3)C
解析：(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)采用長(zhǎng)1 m左右，不能形變的細(xì)線，小球選用體積小質(zhì)量大的金屬球，B正確．(2)擺球經(jīng)過最低點(diǎn)的位置時(shí)速度最大，在相等的距離誤差上引起的時(shí)間誤差最小，測(cè)的周期誤差最小，所以為了減小測(cè)量周期的誤差，擺球應(yīng)選經(jīng)過最低點(diǎn)的位置時(shí)開始計(jì)時(shí)．由題分析可知，單擺全振動(dòng)的次數(shù)為N＝ eq \f(n－1,2)＝31，周期為T＝ eq \f(t,31).(3)海拔太高時(shí)，重力加速度較小，這肯定不是測(cè)量結(jié)果偏大的原因，A錯(cuò)誤；擺球的重力越重，誤差越小，B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中誤將n次全振動(dòng)計(jì)為n＋1次，根據(jù)T＝ eq \f(t,n)，求出的周期變小，g偏大，C正確；擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了T＝2π eq \r(\f(L,g))，測(cè)得的單擺周期變大，故由g＝ eq \f(4π2L,T2)可知得到的g值偏小，故D錯(cuò)誤．
3．(1)98.50 eq \f(4π2n2L,t2) (2) eq \f(4π2（L2－L1）,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) －T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ) (3)AC
解析：(1)刻度尺的最小分度值為1 mm，所以讀數(shù)為98.50 cm.測(cè)量的單擺周期T＝ eq \f(t,n)，代入單擺的周期公式T＝2π eq \r(\f(L,g))，變形得g＝ eq \f(4π2n2L,t2).(2)由單擺的周期公式得T2＝ eq \f(4π2,g)L，圖像的斜率k＝ eq \f(T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) －T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,L2－L1)，即 eq \f(4π2,g)＝ eq \f(T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) －T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,L2－L1)，整理得g＝ eq \f(4π2（L2－L1）,T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) －T eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ).(3)小球靜止懸掛時(shí)測(cè)量擺長(zhǎng)，可以更精確地測(cè)出懸點(diǎn)至球心的距離，A正確；單擺只有在擺角很小時(shí)才能看作是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；單擺的周期T＝ eq \f(t,50)，設(shè)小球的半徑為r，結(jié)合單擺的周期公式得 eq \f(t,50)＝2π eq \r(\f(l＋r,g))，t2＝ eq \f(104π2,g)·l＋ eq \f(104π2r,g)，根據(jù)圖線的斜率k′＝ eq \f(104π2,g)可求出重力加速度g，C正確．

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