XX选考高考物理一轮复习实验探究单摆周期与摆长关系夯基提能作业本

XX选考版高考物理一轮复习实验研究单摆周期与摆长的关系夯基提能作业本XX选考版高考物理一轮复习实验研究单摆周期与摆长的关系夯基提能作业本PAGEXX选考版高考物理一轮复习实验研究单摆周期与摆长的关系夯基提能作业本实验14研究单摆周期与摆长的关系1.在“用单摆测定重力加快度”的实验中(1)(多项选择)以下对于本实验的举措中正确的选项是。

A.摆角应尽量大些B.摆线应适合长些C.摆球应选择密度较大的实心金属小球D.用停表丈量周期时,应取摆球摆至最高点时开始计时(2)用50分度游标卡尺丈量小球的直径,如图1所示的读数是mm,用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示,读数为s。

图1图2(3)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后,同学甲说:因为空气浮力与摆球重力方向相反,它对球的作用相当于重力加快度变小,所以振动周期变大,乙同学说:浮力对摆球的影响忧如用一个轻一些的摆球做实验,所以振动周期不变,这两个同学说法中。

A.甲正确B.乙正确C.两同学的说法都错误答案(1)BC(2)17.50(17.46~17.54)100.2s(3)A分析(1)在摆角不超出5°的状况下单摆的运动才可以看做简谐运动,实验时摆角不可以太大,不可以超出5°,故A错误;实验中,摆线的长度应远远大于摆球的直径,适合增添摆线的长度,可以减小实验偏差,故B正确。减小空气阻力的影响,选择密度较大的实心金属小球作为摆球,故C正确。用停表丈量周期时,应从球抵达均衡地点时开始计时,这样偏差小一些,故D错误;应选B、C。(2)由图1可看出,游标尺上的第25条刻度线与主尺上的4.2cm刻度线对齐了,则游标尺的零刻度线与现在度线之间的距离为25×mm=24.50mm,因4.2cm-24.50mm=17.50mm,则游标卡尺读数为17.50mm;由图2可知,停表示数为60s+40.2s=100.2s;(3)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后,摆球不但受重力了,加快度也不是重力加快度,实质加快度要减小,所以振动周期变大,甲同学说法正确,故A正确。2.在做“研究单摆周期与摆长的关系”的实验时(1)为了利用单摆较正确地测出重力加快度,可供采纳的器械为。

A.20cm长的细线、小木球、停表、米尺、铁架台B.100cm长的细线、小钢球、停表、米尺、铁架台C.100cm长的细线、大木球、停表、量程为50cm的刻度尺、铁架台D.10cm长的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台(2)为了减小丈量周期的偏差,摆球应在经过最(填“高”或“低”)点的地点时开始计时,并计数为零,摆球每次经过该地点时计数加1,当计数为60时,所用的时间为t,则单摆周期为s。

(3)实验时某同学测得的重力加快度g值偏小,其原由可能是。

A.摆球太重B.计算时误将小球的直径与摆线长相加C.测出n次全振动时间为t,误作为(n+1)次全振动时间进行计算D.摆线上端未坚固地系于悬点,振动中出现了松动,使摆线长度增添了(4)有两位同学利用假期分别去观光北京大学和厦门大学的物理实验室,各自在那里利用传感器较为正确地研究了“单摆的周期T与摆长L的关系”(北京大学所在地的纬度比厦门大学高),并绘制了T2-L图像,如图甲所示,去厦门大学的同学所测实验结果对应的图线是(填A或B)。其他在厦门大学做研究的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图像,如图乙所示,由图可知a、b两单摆的摆长之比为。

答案(1)B(2)低(3)D(4)A4∶9分析(1)实验中应采纳长1m左右、不易形变的细线,小球采纳体积小质量大的小钢球,应选B;(2)摆球经过最低点的地点时速度最大,所以为了减小丈量周期的偏差,摆球应选经过最低点的地点时开始计时。由题分析可知,单摆全振动的次数N==30,周期为T=;(3)摆球的重力对实验结果没有影响,故A错误;计算时误将小球的直径与摆线长相加,则摆长丈量值偏大,依据T=2π可知g=,则重力加快度的丈量值偏大,选项B错误;实验中误将n次全振动计为n+1次,依据T=求出的周期偏小,g偏大,故C错误;摆线上端未坚固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增添了,测得的单摆周期变大,依据g=,可知获得的g值偏小,故D正确。应选D。(4)由T=2π得,T2=L,知T2-L图像的斜率越大,则重力加快度越小,因为厦门当地的重力加快度小于北京,则厦门的同学所测实验结果对应的图线的斜率较大,为A图线,由图乙知,两单摆的周期之比为=,由T=2π知,两单摆摆长之比=。3.甲、乙两个学习小组分别利用单摆丈量重力加快度。图(a)图(b)(1)甲组同学采纳如图(a)所示的实验装置。①因为没有游标卡尺,没法丈量小球的直径d,实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l,测得多组周期T和l的数据,作出l-T2图像,如图(b)所示。A.实验获得的l-T2图像是;

B.小球的直径是cm。

②在丈量摆长后,丈量周期时,摆球摇动过程中悬点O处摆线的固定点出现松动,摆长稍微变长,这将会致使所测重力加快度的数值(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(2)乙组同学在图(a)所示装置的基础上再增添一个速度传感器,如图(c)所示。将摆球拉开一个小角度使其做简谐运动,速度传感器记录了摆球在摇动过程中速度随时间变化的关系,如图(d)所示。图(c)图(d)①由图(d)可知,该单摆的周期T=s。

②改变摆线长度l后,多次丈量,依据实验数据,利用计算机作出T2-l图线(l为摆线长),并依据图线拟合获得方程T2=4.04l+0.024(s2)。由此可以得出当地的重力加快度g=m/s2。(取π2=9.86,结果保存3位有效数字)

答案(1)①A.cB.1.2②偏小(2)①2.0②9.76分析(1)①单摆的周期T=2π,所以l=T2+,则l-T2图线为倾斜的直线,其斜率k=,纵轴截距b=>0,所以图像为c,因截距=0.6cm,则d=1.2cm