2020高考物理 第12章第3讲 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度③课后限时作业 新人教版

2020高考物理 第12章第3讲 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度③课后限时作业 新人教版

单摆的运动 用单摆测定重力加速度 ‎ 一、选择题(每小题6分，共12分)‎ ‎1．对于用单摆测定重力加速度的实验，下列说法中正确的是(　　)‎ A．摆长应为摆线长加上小球直径 B．小球应在同一竖直平面内振动，摆角不大于10°‎ C．计时起点应选小球通过平衡位置时 D．用秒表测30～50次全振动的时间，计算出平均周期 ‎【解析】　摆长应为摆线长加小球的半径，故A错．单摆只在小球面一平面内振动，且摆角不大于10°时，小球才做简谐运动，B正确．从平衡位置计时，且多测几次取平均值测量的周期误差较小，故C、D正确．‎ ‎【答案】　B、C、D ‎2．在用单摆测重力加速度的实验中，实际上要改变摆长多次测量，求g的平均值．下表是甲、乙两个同学设计的记录计算表，你认为正确的是(　　)‎ 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 平均值 L T ‎－‎ G＝‎ 甲 次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ 平均值 L ‎－‎ T ‎－‎ g ‎－‎ 乙 A．只能是甲　　　　　　B．只能是乙 C．甲、乙均可 D．甲、乙均不可 ‎【解析】　在做一次实验时，必须保持摆长不变，而把几次实验中不同摆的摆长取平均没有意义．同样，几次实验中摆长不同时，其摆动周期不同，利用几次的周期取平均值也没有意义，故图表中只能取乙，即B正确．‎ ‎【答案】　B 二、非选择题(共48分)‎ ‎3．(8分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，选用的器材有：________.(只填序号)‎ A．带夹子的铁架台 B．带小孔的实心木球 C．带小孔的实心钢球 D．秒表 E．长约‎1 m的细线 F．长约‎10 cm的细线 G．毫米刻度的米尺 H．游标卡尺 I．螺旋测微器 J．天平 ‎【解析】　单摆振动时，要求空气阻力远小于摆球的重力．这样，在摆球外形一样大小时，摆球密度越大，越是符合这种要求，故选用小钢球而不选木球．又因要求单摆接近理想模型即用无质量不可伸缩的线拴一质点，所以线的长度应远大于摆球直径，故选长‎1 m的而不用长‎0.1 m的细线．‎ ‎【答案】　A、C、D、E、G、H ‎4．(9分)某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为‎97.50 cm，摆球直径‎2.00 cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，则 ‎(1)该摆摆长为______ cm，秒表读数为______ s.‎ ‎(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是(　　)‎ A．测摆线时摆线拉得过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将49次全振动数为50次 ‎【解析】　本题要求真正掌握摆长的概念，能应用秒表读数，会应用公式g＝4π‎2l/T2分析造成实验误差的原因．由摆长应等于摆线长与摆球半径之和得：97.50 cm＋‎1.00 cm＝‎98.50 cm，秒表读数t总＝90 s＋9.8 s＝99.8 s.‎ 由公式g＝4π‎2l/T2可知：A项是使l变大，测得g值偏大；B项导致周期T偏大，使g值偏小；C、D项导致周期T偏小，使g值偏大．‎ ‎【答案】　(1)98.50　99.8　(2)B ‎5．(16分)单摆测定重力加速度的实验中：‎ ‎(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d＝________mm.‎ ‎(2)接着测量了摆线的长度为l0，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式g＝________(用题目中的物理量表示)．‎ ‎(3)某小组改变摆线长度l0，测量了多组数据．在进行数据处理时，甲同学把摆线长l0作为摆长，直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2l0图象后求出斜率，然后算出重力加速度．两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲______，乙______．(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)‎ ‎6．(15分)下面是“用单摆测定重力加速度”实验中获得的有关数据：‎ 摆长l/m ‎0.5‎ ‎0.6‎ ‎0.8‎ ‎1.1‎ 周期T2/s2‎ ‎2.2‎ ‎2.5‎ ‎3.2‎ ‎4.5‎ ‎(1)利用上述数据在坐标图中描出l-T2图象．‎ ‎(2)利用图象，取T2＝0.1×4π2＝3.95 s2.求出重力加速度．‎