高考物理大全分類解析 專題47 用單擺測量重力加速度

1、10.（5分）（2013高考安徽理綜第21題I）根據(jù)單擺周期公式，可以通過實驗測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。如圖1所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺上，下端系一小鋼球，就做成了單擺。用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑，求數(shù)如圖2所示，讀數(shù)為_mm。以下是實驗過程中的一些做法，其中正確的有_。a.擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的c.為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度d.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置大于5度，在釋放擺球的同時開始計時，當(dāng)擺球回到開始位置時停止計時，此時間間隔t即為單擺周期Te.拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不

2、大于5度，釋放擺球，當(dāng)擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間t，則單擺周期20032012年高考題1(2012天津理綜)某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。他組裝單擺時，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示。這樣做的目的是 （填字母代號）A保證擺動過程中擺長不變B可使周期測量得更加準(zhǔn)確C需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動 他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長度L=0.9990m，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球直徑為 mm，單擺擺長為

3、m. 下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進(jìn)行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin5=0.087，sin15=0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是 （填字母代號）。2（8分）（2012上海物理）在“利用單擺測重力加速度”的實驗中。（1）某同學(xué)嘗試用DIS測量周期。如圖，用一個磁性小球代替原先的擺球，在單擺下方放置一個磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點(diǎn)正下方。圖中磁傳感器的引出端A應(yīng)接到_。使單擺做小角度擺動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值最大時，磁性小球位于_。若測得連續(xù)N個磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間的時間間隔為t，則單擺周期的測

4、量值為_（地磁場和磁傳感器的影響可忽略）。（2）多次改變擺長使單擺做小角度擺動，測量擺長L及相應(yīng)的周期T。此后，分別取L和T的對數(shù)，所得到的lgT-lgL圖線為_（填：“直線”、“對數(shù)曲線”或“指數(shù)曲線”)；讀得圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為c，由此得到該地重力加速度g=_。3（2011福建理綜19題（1）某實驗小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校河糜螛?biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為 cm。小組成員在實驗過程中有如下說法，其中正確的是 。（填選項前的字母）A.把單擺從平衡位置拉開30度的擺角，并在釋放擺球的同時開始計時B.測量擺球通過最低點(diǎn)100次的時間t，則單擺周期為

5、C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大D.選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小【點(diǎn)評】此題考查游標(biāo)卡尺讀數(shù)、單擺實驗注意事項等。4.（2009年浙江卷）（1）在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖甲、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(yùn)動最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖甲所示。光敏電阻與某一自動記錄相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動周期為。

6、若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實驗，則該單擺的周期將（填“變大”、“不變”或“變小”），圖乙中的t將（填“變大”、“不變”或“變小”）。 5.（2009年重慶卷）某同學(xué)在探究影響單擺周期的因素時有如下操作，請判斷是否恰當(dāng)（填 “是”或“否”）。 把單擺從平衡位置拉開約5釋放； 在擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時啟動秒表計時； 把秒表記錄擺球一次全振動的時間作為周期。 該同學(xué)改進(jìn)測量方法后，得到的部分測量數(shù)據(jù)見表。用螺旋測微器測量其中 一個擺球直徑的示數(shù)見題圖1。該球的直徑為 mm。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨 的增大而增大。數(shù)據(jù)組編號擺長/mm擺球質(zhì)量/g周期/s

7、1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.4答案：是，是，否，20.685(20.683-20.687)，擺長解析：單擺作簡諧運(yùn)動要求擺角小，單擺從平衡位置拉開約5釋放滿足此條件；因為6.（2008天津理綜）某同學(xué)用單擺測重力加速度，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期T，畫出LT2圖線，然后在圖線上選取A、B兩點(diǎn)，坐標(biāo)如圖所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g 請你判斷該同學(xué)得到的結(jié)果與擺球重心就在球心處的

8、情況相比，將 （填“偏大”、“偏小”或“相同”）7.（2008上海物理）在“用單擺測重力加速度”的實驗中。（1）某同學(xué)的操作步驟為：a取一根細(xì)線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上b用米尺量得細(xì)線長度lc在細(xì)線偏離豎直方向5位置釋放小球d用秒表記錄小球完成n次全振動所用的總時間t，得到周期Tt/ne用公式g42l/T2計算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比_（選填“偏大”、“相同”或“偏小”）。（2）已知單擺在任意偏角 時的周期公式可近似為TT01a sin2（ /2），式中T0為偏角 趨近于0時的周期，a為常數(shù)。為了用圖像法驗證該關(guān)系式，需要測量的物理量有_；若某

9、同學(xué)在實驗中得到了如圖所示的圖線，則圖像中的橫軸表示_。8（2007全國卷）在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，有人提出以下幾點(diǎn)建議：A、適當(dāng)加長擺線B、質(zhì)量相同、體積不同的擺球，選用體積較大的C、單擺偏離平衡位置的角度不能太大D、當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動的周期其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是 。答案：AC解析：為了提高測量結(jié)果的精確度，可以適當(dāng)加長擺線，可保證擺角小于10；單擺偏離平衡位置的角度不能太大；選項AC正確。質(zhì)量相同、體積不同的擺球，選用體積較小的，以減小空氣阻力；當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過50次全振動后停止計時，用

10、此時間間隔除以50作為單擺振動的周期，選項BD錯誤。 9（2006上海物理）有一測量微小時間差的裝置，是由兩個擺長略有微小差別的單擺同軸水平懸掛構(gòu)成.兩個單擺擺動平面前后相互平行.（1）現(xiàn)測得兩單擺完成50次全振動的時間分別為50.0 s和49.0 s，則兩單擺的周期差T=_ s；（2）某同學(xué)利用此裝置測量小于單擺周期的微小時間差，具體操作如下：把兩擺球向右拉至相同的擺角處，先釋放長擺擺球，接著再釋放短擺擺球，測得短擺經(jīng)過若干次全振動后，兩擺恰好第一次同時同方向通過某位置，由此可得出釋放兩擺的微小時間差.若測得釋放兩擺的時間差t=0.165 s，則在短擺釋放_ s（填時間）后，兩擺恰好第一次同時向_（填方向）通過_（填位置）；（3）為了能更準(zhǔn)確地測量微小的時間差，你認(rèn)為此裝置還可做的改進(jìn)是_.10（2006四川理綜）在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，測擺長時，若正確測出懸線長l和擺球直徑d，則擺長為 ；測周期時，當(dāng)擺球經(jīng)過 位置時開始計時并計數(shù)1次，測出經(jīng)過該位置N次(約60100次)的時間為t，則周期為 。 此外，請你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計一個實驗，粗測出重力加速度g，并參照示例填寫下表(示例的方法不能再用)。 A天平； B刻度尺； C彈簧秤； D電磁