2025版高考物理全程一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層精練三十八用單擺測量重力加速度的大小

課時(shí)分層精練(三十八)用單擺測量重力加速度的大小基礎(chǔ)落實(shí)練1．實(shí)驗(yàn)課中，同學(xué)們用單擺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，?shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．(1)實(shí)驗(yàn)過程中有兩組同學(xué)分別用了圖2、圖3的兩種不同方式懸掛小鋼球，你認(rèn)為________(選填“圖2”或“圖3”)懸掛方式較好．(2)在實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)用主尺最小分度為1mm，游標(biāo)尺上有20個(gè)分度的游標(biāo)卡尺測量金屬球的直徑，結(jié)果如圖4所示，讀出小球直徑為________cm.(3)實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)測量5種不同擺長與單擺的振動(dòng)周期的對應(yīng)情況，并將記錄的結(jié)果描繪在如圖5所示的坐標(biāo)系中，圖中各坐標(biāo)點(diǎn)分別對應(yīng)實(shí)驗(yàn)中5種不同擺長的情況．畫出該同學(xué)記錄的T2-L圖線．由圖像可知重力加速度g＝________m/s2.(π2≈9.86，結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(4)實(shí)驗(yàn)中，三位同學(xué)作出的T2-L圖線分別如圖6中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點(diǎn)，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹担畡t相對于圖線a和c，下列分析正確的是________(填選項(xiàng)前的字母).A．出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)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(dòng)記為50次C．圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值素養(yǎng)提升練2．某學(xué)習(xí)小組學(xué)習(xí)了單擺的相關(guān)知識(shí)后，想利用如圖甲所示的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?1)趙同學(xué)找到實(shí)驗(yàn)室的光敏電阻等元件，利用如圖乙所示裝置記錄振動(dòng)周期，在擺球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，光敏電阻與某自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t的變化圖線如圖丙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為T＝______s(結(jié)果保留四位有效數(shù)字).(2)王同學(xué)則利用計(jì)算機(jī)繪制了a、b兩個(gè)擺球的振動(dòng)圖像(如圖丁所示)，由圖可知，兩單擺擺長之比la∶lb＝________．(3)李同學(xué)每次用同一套實(shí)驗(yàn)裝置，用同樣的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但所測得的重力加速度總是偏大，其原因可能是________．A．開始計(jì)時(shí)時(shí)，過早按下秒表B．測周期記錄全振動(dòng)次數(shù)時(shí)，將n次全振動(dòng)誤記為(n＋1)次C．?dāng)[球的質(zhì)量過大D．計(jì)算擺長時(shí)，只考慮懸線的長度，沒有加上小球的半徑課時(shí)分層精練（三十八）用單擺測量重力加速度的大小1．解析：（1）圖2所示的懸點(diǎn)在擺球擺動(dòng)過程中會(huì)發(fā)生松動(dòng)，使擺長發(fā)生變化，造成比較大的誤差，圖3所示的懸點(diǎn)相對圖2牢固許多，擺長在誤差允許范圍內(nèi)可視為不變，故選圖3.（2）小球直徑為d＝22mm＋8×0.05mm＝22.40mm＝2.240cm（3）剔除掉誤差相對比較大的點(diǎn)4，將剩余的點(diǎn)用一條直線擬合，如圖所示．根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，可得T2＝eq\f(4π2L,g)，則T2-L圖像的斜率為k＝eq\f(4π2,g)，解得g≈9.86m/s2.（4）圖線a有縱截距，即L為零時(shí)T不為零，說明所測擺長相對實(shí)際值偏小，而誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長L會(huì)造成所測擺長較實(shí)際值偏大，故A錯(cuò)誤；由前面分析可知圖像斜率k與g成反比，所以圖線c的斜率小于圖線b的斜率說明圖線c對應(yīng)的g值大于圖線b對應(yīng)的g值，而誤將49次全振動(dòng)記為50次，導(dǎo)致所測周期較實(shí)際值偏小，則所測g值應(yīng)較實(shí)際值偏大，所以出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次，故B正確，C錯(cuò)誤．答案：（1）圖3（2）2.240（3）見解析圖9.86（4）B2．解析：（1）單擺在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過平衡位置，根據(jù)圖線丙的變化規(guī)律可知，該單擺的周期為T＝2.369s－0.369s＝2.000s（2）由圖丁振動(dòng)圖線可知，兩單擺的周期之比eq\f(Ta,Tb)＝eq\f(2,3)由公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，可得兩單擺擺長之比la∶lb＝4∶9（3）根據(jù)題意，由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可得g＝eq\f(4π2l,T2)開始計(jì)時(shí)時(shí)，過早按下秒表，周期的測量值偏大，則重力加速度的測量值偏小，故A錯(cuò)誤；如果振動(dòng)次數(shù)多數(shù)了一次，即T偏小，g偏大，故B正確；擺