河北省高考物理二轮复习 实验专题训练 用单摆测定重力和加速度.doc

河北2013高考二轮复习实验专题训练用单摆测定重力和加速度1一位同学用单摆做测量重力加速度的实验他将摆挂起后，进行了如下步骤：a测摆长l：用米尺量出摆线的长度；b测周期t：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期t.c将所测得的l和t代入单摆的周期公式t2，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正(不要求进行误差计算)解析a：用米尺量摆长时，摆长的下端从球心算起；b：t；c：g应测量多次，然后取平均值做实验结果答案见解析2在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期t计算重力加速度的公式是g.(1)如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那么单摆摆长是_m，如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是_s单摆的摆动周期是_s.(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是_(填写代号)a测摆长时，忘记了摆球的半径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，秒表过早按下d实验中误将39次全振动次数记为40次(3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：l/m0.40.50.80.91.01.2t/s1.261.421.791.902.002.20t2/s21.592.023.203.614.004.84以l为横坐标、t2为纵坐标，作出t2l图线，并利用此图线求重力加速度g.解析该题考查用单摆测定重力加速度的实验原理、秒表的读数方法、误差分析和数据的图像处理法(1)单摆摆长87.40cm，秒表读数75.2s.单摆周期ts1.88s.(2)由g可知g偏小的原因可能是摆长的记录值偏小或周期t的记录值偏大故答案是a、b、c.(3)由t2可得t2，所以，t2l图线是过坐标原点的一条直线，直线斜率是k，g.在图线上取较远的两点(l1，t)，(l2，t)，则k，所以g.作出图像如上图所示，由直线上的点(0.4，1.59)和(1.0,4.00)可求出k4，gm/s29.86m/s2.答案(1)0.874075.21.88(2)abc(3)见解析图9.86m/s23某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当做摆长l，通过改变摆线的长度，测得6组l和对应的周期t，画出lt2图像，然后在图线上选取a、b两个点，坐标如下图所示他采用恰当的数据处理方法，计算重力加速度的表达式应为g_.请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将_(填“偏大”、“偏小”或“相同”)解析设a、b点摆线长为la和lb，摆线到重心的距离为l，所以a、b两处的摆长分别为lal和lbl.根据周期公式t2得l，则lal lbl 得lbla，所以g.从上式可以看出，最终的结果与重心的位置无关，所以不影响g值的测量答案相同4(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图所示，可以读出此金属球的直径为_mm.(2)单摆细绳的悬点与拉力传感器相连，将摆球拉开一小角度使单摆做简谐运动后，从某时刻开始计时，拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况，如图所示，则该单摆的周期为_s.解析(1)球的直径为14mm0.05mm714.35mm.(2)由单摆的周期性结合ft图像可以得出，该单摆的周期为2.0s.答案(1)14.35(2)2.05在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下若要计算当地的重力加速度值，应选用第_组实验数据.组别摆球材料摆长l/m最大摆角全振动次数n/次1钢0.4015202铁1.005503铝0.4015104木1.00550(2)甲同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长l和周期t的数值，画出如图t2l图像中的实线om，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g_(用符号表示)(3)乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的t2l图像为()a虚线，不平行实线omb虚线，平行实线omc虚线，平行实线omd虚线，不平行实线om解析(1)2(2)由t2得t2l，则k，即g.(3)摆长ll线代入上式得t2，故t2l线故选项b正确答案(1)2(2)(3)b6(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图、所示测量方法正确的是_(填“”或“”)(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值r随时间t变化图像如图所示，则该单摆的振动周期为_若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径的2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将_(填“变大”、“不变”或“变小”)，图中的t将_(填“变大”、“不变”或“变小”)解析(1)游标卡尺两外测量爪对齐时，图放小球的地方并不对齐，正确的是图.(2)一个周期内小球应该两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，故周期为t12t0t12t0；小球的直径变大后，摆长变长，周期变大；使得每次经过最低点的时间变长答案(1)(2)2t0变大变大7某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5s，则(1)他测得的重力加速度g_m/s2.(2)他测得的g值偏小，可能的原因是_a测摆线长时摆线拉得过紧b摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了c开始计时时， 秒表过迟按下d. 实验中误将49次全振动数为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆线长l并测出相应的周期t，从而得出一组对应的l与t的数据，再以l为横坐标t2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k.则重力加速度g_.(用k表示)答案(1)9.76(2)b(3)解析(1)本次实验中的摆长llr(101.001.00)cm1.0200m，周期ts2.03s，由公式g可以解得g9.76m/s2；(2)根据公式g知