9届高考物理一轮复习讲练测：专题12.55探究单摆的周期与摆长的关系用单摆测定重力加速度(练)(原卷版)

1、专题希探究单摆的周期与摆长的关系用单摆测定重力加速度练1在“用单摆测定重力加速度”的实验中(1) 以下关于本实验的措施中准确的是(选填下列选项前的序号)A. 摆角应尽量大些B. 摆线应适当长些C. 摆球应选择密度较大的实心金属小球D. 用停表测量周期时，应取摆球摆至最高点时开始计时(2) 为了减少实验误差，该同学采用图象法处理数据，通过多次改变摆长，测得多组摆长L和对应的周期T,并作出T2L图象，如图所示。若图线的斜率为k,则用k表示重力加速度2在探究单摆周期与摆长关系的实验中，有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上(填字母)。A. 1m长的粗绳C.半径为lcm的小木球E. 时钟G.最小

2、刻度为mm的米尺I.铁架台B. 1m长的细线D.半径为lcm的小铅球F. 秒表H.最小刻度为cm的米尺J附砝码的天平3. 在“用单摆测重力加速度”的实验中，小明同学的操作步骤为：A. 取一根细线，下端系着直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上；B. 用刻度尺量得细线长度I;C. 在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球；D. 用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到周期T=-;n_4n2|E. 用公式g=了厂计算重力加速度(1) 为减小实验误差，小明同学应在小球经过(选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时。(2) 按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比(选填“偏大”、“相同”或“偏小

3、”)。4用单摆测重力加速度时，(1) 发现测出的重力加速度值偏小，这可能是因为()A. 测量周期T时，把N次全振动的次数误数为N-I次B. 错把摆线长当了摆长C. 把摆球直径当作了半径D. 测量过程悬点松动导致摆线长度变化(2) 测出摆线长L和周期T的几组数据，作出T2-L图像如图所示。则小球的直径是cm,所测的重力加速度是m/s2(该空保留两位小数)。-05W99.55在“用单摆测定重力加速度”的实验中，(1) 测摆长时，若准确测出悬线长L和摆球直径d,则摆长为；(2) 测周期时，当摆球经过位置(填平衡位置或最高点)时开始计时并计数1次，测出经过该位置N次(约60100次)的时间为t，则周期

4、为。d6在“用单摆测量重力加速度”的实验中，因为没有游标卡尺，无法测量小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长I，测得多组周期T和I的数据，作出t2-i图像，如图所示：di.：:11】K*>1-Hn*F(1) 实验得到的t2t图像是；(2) 小球的直径是cm;(3) 实验测得当地重力加速度大小是m/s2(取三位有效数字)1有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成两个单摆摆动平面前后相互平行（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0s和49.0s,则两单摆的周期差AT=s;（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如

5、下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差若测得释放两摆的时间差住=0.165s,则在短摆释放s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向（填方向）通过（填位置）;（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还能够做的改进是.2甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。（1）甲组同学采用图甲所示的实验装置。A. 因为没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长I,测得多组周期T和I的数据，作出T2I图象，如图乙所示。实验得到的T2I图象是;小球的

6、直径是cm;卄更I岂盘甲B. 在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）（2）乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图丙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丁所示的v-t图线。A. 由图丙可知，该单摆的周期T=s；2B. 更换摆线长度I后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出TI图线（I为摆线长），=9.86，结果保留3位有效数字）3用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。（1）测出悬点0到小球球心的距离（摆长

7、）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=（用L、n、t表示）（2）用多组实验数据做出T2-L图像，也能够求出重力加速度g，已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图3中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析准确的是（选填选项前的字母）A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值（3）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，因为家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于

8、是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1和l2时，测得相对应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g=（用l1、l2、T2表示）。4. 某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下：A. 按装置图安装好实验装置；B. 用游标卡尺测量小球的直径d;C. 用米尺测量悬线的长度I;D. 让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，并计数为0,此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3。当数到20时，停止计时，测得时间为t;E.

9、多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D;F. 计算出每个悬线长度对应的t2；G. 以t2为纵坐标、I为横坐标，作出t2l图线。结合上述实验，完成下列任务:（1）该同学根据实验数据，利用计算机作出t记录时间应从摆球经过开始计时，小球直径为cm,测得重力加速度g值为m/s2（保留小数点后两位有效数字）如果他在实验中误将49次全振动数为50次，测得的g值（填“偏大”或“偏小”或“准确”）如果该同学在测摆长时忘记了加摆球的半径，则测量结果（填“偏大”或“偏小”或“准确”）；但是他以摆长（I）为纵坐标、周期的二次方（T2）为横坐标作出了IT2图线，由图象测得的图线的斜率为k,则测得的重

10、力加速度g=。（用字母表示即可）。此时他用图线法求得的重力加速度。（选填“偏大”，“偏小”或“准确”）-图线如图所示。根据图线拟合得到方程t2=404.01+2.0。由此能够得出当地的重力加速度g=m/s2。（取，=9.86,结果保留3位有效数字）（2）从理论上分析图线没有过坐标原点的原下列分析准确的是（）A. 不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；B. 开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；2C. 不应作t-图线，而应作t-图线；、221D. 不应作t-图线，而应作t-（1d）图线。25. 某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先

11、测得摆线长为97.20cm;用20分度的游标卡尺测小球直径如图4所示，然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0s.则345(cm)11111miII111.111111nIlliiih(iiri(11ir3510Illi20图41. 【2019天津9(2)】16.某同学利用单摆测量重力加速度(1) 为了使测量误差尽量小，下列说法准确的是A. 组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B. 组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C. 实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D. 摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2) 如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆，实验时，因为仅有量程为20

12、cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T；;然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离L,用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=2. 【2019北京21(2)】用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。(1)组装单摆时，应在下列器材中选用(选填选项前的字母)A.长度为1m左右的细线B.长度为30cm左右的细线C. 直径为1.8cm的塑料球D.直径为1.8cm的铁球(2)测出悬点O到小

13、球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=(用L、n、t表示)组次1ji摆长L/cmS0.0090.00100.00丸次全振动所用的时间r590.095.5100.5振动周期Ps1.S019重力加速度s2）9.49.73（3）下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。请计算出第3组实验中的T=s,g=m/s2（4）用多组实验数据做出T-L图像，也能够求出重力加速度g,已知三位同学做出的T-L图线的示意图如图3中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析准确的是（选填选项前的字母）。

14、A. 出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB. 出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C. 图线c对应的g值小于图线b对应的g值（5）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图4所示，因为家里只有一根量程为30cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点0到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变0、A间细线长度以改变摆长。实验中，当0、A间细线的长度分别为11和|2时，测得相对应单摆的周期为T,、T2由此可得重力加速度g=（用li、I2、Ti、T2表示）。3. 2019上海卷】（8分）某小组在做“用单摆测重力加速度”试验后，为进一步研究，将单摆的轻质细线改为刚性重杆。通过查资料得知，这样做成的“复摆”做简谐运动的周期hc+mr2-一一-T=2兀J，式中Ic为由该摆决定的常量，m为摆的质量，g为重力加速度，r为转轴mgr到重心C的距离。如图（a）,实验时在