高考物理一輪復習 實驗19 用單擺測量重力加速度高效演練（含解析）-人教版高三物理試題

用單擺測量重力加速度1．某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素．(1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，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，如圖甲所示，這相做的目的是________(填字母代號)．甲A．保證擺動過程中擺長不變 B．可使周期測量更加準確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(2)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量到擺球的最低端的長度L＝0.9990m，再用游標卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖乙所示，則該擺球的直徑為________mm，單擺擺長為________m.乙(3)下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程．圖中橫坐標原點表示計時開始，A、B、C、D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)．ABCD解析(1)橡皮的作用是使擺線擺動過程中懸點位置不變，從而保證擺長不變，同時又便于調(diào)節(jié)擺長，A、C正確；(2)根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則可得擺球直徑為d＝12mm＋0.1mm×0＝12.0mm，則單擺擺長為L0＝L－eq\f(d,2)＝0.9930m(注意統(tǒng)一單位)；(3)單擺擺角不超過5°，且計時位置應(yīng)從最低點(即速度最大位置)開始，故A項的操作符合要求．答案(1)AC(2)12.00.9930(3)A2．(2015·天津卷·9(2))某同學利用單擺測量重力加速度．(1)為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是()A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B．組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線C．實驗時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動D．擺長一定的情況下，擺的振幅盡量大(2)如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1m的單擺．實驗時，由于僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺，于是他先使擺球自然下垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標記點，測出單擺的周期T1；然后保持懸點位置不變，設(shè)法將擺長縮短一些，再次使擺球自然下垂，用同樣方法在豎直立柱上做另一標記點，并測出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標記點之間的距離ΔL.用上述測量結(jié)果，寫出重力加速度的表達式g＝________.解析(1)在利用單擺測重力加速度實驗中，為了使測量誤差盡量小，須選用密度大、半徑小的擺球和不易伸長的細線，擺球須在同一豎直面內(nèi)擺動，擺長一定時，振幅盡量小些，以使其滿足簡諧運動條件，故選B、C．(2)設(shè)第一次擺長為L，第二次擺長為L－ΔL，則T1＝2πeq\r(\f(L,g))，T2＝2πeq\r(\f(L－ΔL,g))，聯(lián)立解得g＝eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2)).答案(1)BC(2)eq\f(4π2ΔL,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))3．為了研究滑塊的運動，選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細線構(gòu)成的單擺等組成如圖甲所示裝置，實驗中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時讓單擺垂直于紙帶運動方向做小擺幅擺動，漏斗可以漏出很細的有色液體，在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置，如圖乙所示．(1)漏斗和細線構(gòu)成的單擺在該實驗中所起的作用與下列哪個儀器相同？________(填寫儀器序號)．A．打點計時器 B．秒表C．毫米刻度尺 D．電流表(2)已知單擺周期T＝2s，在圖乙中AB＝24.10cm，BC＝27.90cm、CD＝31.90cm、DE＝36.10cm，則單擺在經(jīng)過D點時，滑塊的瞬時速度為vD＝________m/s，滑塊的加速度為a＝________m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．解析(1)單擺振動具有周期性，擺球每隔半個周期經(jīng)過紙帶中線一次，單擺在該實驗中所起的作用與打點計時器相同，故選A．(2)在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度大小等于該過程中的平均速度大小，故有vD＝eq\f(xCE,T)＝0.34m/s.據(jù)勻變速直線運動的推論Δx＝aT2，有：a＝eq\f(\o(CD,\s\up6(—