2021物理鲁科版新课程一轮复习高效演练·创新预测 实验十九用单摆测量重力加速度的大小

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高考物理鲁科版新课程一轮复习高效演练·创新预测实验十九用单摆测量重力加速度的大小温馨提示：此套题为Word版，请按住Ctrl，滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块.高效演练·创新预测1。某同学做“用单摆测重力加速度”的实验时,只测量了悬点与小球上端结点之间的距离L,并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小球的半径和当地的重力加速度g。 世纪金榜导学号（1)现有如下测量工具:A。时钟；B。秒表；C.天平；D.毫米刻度尺。本实验所需的测量工具有________.

(2）如果实验中所得到的T2-L关系图象如图所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的________。

（3)由图象可知，小球的半径r=________cm；当地的重力加速度g=________m/s2。

【解析】（1）本实验需要测量时间求出周期，并要测量绳的下端口到摆球球心的距离d，则所需的测量工具是秒表和毫米刻度尺,B、D项正确。（2）由单摆周期公式得T=2πL+rg，解得T2=4π2Lg(3)当T2=0时,L=—r,即图象与L轴交点坐标，由图示图象可知r=1.2cm,图线的斜率大小k=4π2g,由图象可知，k=0.060.015s答案：（1）B、D(2）a（3）1.29.862.用单摆测定重力加速度的实验中：(1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d=________mm。

（2）接着测量了摆线的长度为l0,实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则此单摆周期为________，摆长为________，重力加速度的表达式g=________(用题目中的物理量表示）。

【解析】(1）由图示游标卡尺可知,主尺示数是14mm，游标尺示数是3×0。05mm=0.15mm,金属球的直径为14mm+0.15mm=14.15mm；(2）在单摆摆动的过程中,每一个周期中有两次拉力的最大值;由F-t图象，单摆周期T=4t0，摆长为：l0+d2；根据T=2πlg整理得g=答案:(1)14.15(2）4t0l0+d23.在做“探究单摆周期与摆长的关系"的实验时， 世纪金榜导学号(1)为了利用单摆较准确地测出重力加速度,可选用的器材为________。

A。20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台B。100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台C。100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台D。100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台（2）为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最________（选填“高"或“低”）点的位置时开始计时，并计数为1，摆球每次通过该位置时计数加1.当计数为63时，所用的时间为t秒,则单摆周期为________秒。

（3）实验时某同学测得的g值偏大，其原因可能是________.

A。实验室的海拔太高B。摆球太重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。摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现了松动，使摆线长度增加了【解析】（1）实验中应采用长1m左右，不能形变的细线，小球选用体积小质量大的金属球，B项正确;(2）摆球经过最低点的位置时速度最大，在相等的距离误差上引起的时间误差最小，测的周期误差最小。所以为了减小测量周期的误差，摆球应选经过最低点的位置时开始计时.由题分析可知,单摆全振动的次数为N=n-12（3)海拔太高时，重力加速度较小,这肯定不是测量结果偏大的原因,A项错误;摆球的重力越重，误差越小，B项错误；实验中误将n次全振动计为n+1次,根据T=tn求出的周期变小，g偏大,C项正确；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，依据:T=2πLg,测得的单摆周期变大，故由g=答案：（1)B(2）低t314。在利用单摆测定重力加速度的实验中:(1）应选用下列哪些器材为好?①1米长细线②1米长粗线③10厘米细线④泡沫塑料小球⑤小铁球⑥110⑦时钟⑧厘米刻度米尺⑨毫米刻度米尺答:____________。

(2）测出不同摆长对应的周期值T,作出T2—l图象，如图所示,T2与l的关系式是T2=________,利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1)、（x2，y2）可求出图线斜率k,再由k可求出g=________。

(3)若测得的g值偏小，可能是下列原因中的________.

A。计算摆长时，只考虑悬线长度,而未加小球半径B.测量周期时,将n次全振动误记为n+1次全振动C。计算摆长时，将悬线长加小球直径D。单摆振动时,振幅偏小【解析】(1）摆线选择1m左右的长细线,摆球选择质量大一些，体积小一些的铁球，测量时间用秒表，测量摆长用毫米刻度尺.故选①⑤⑥⑨.(2）根据单摆的周期公式T=2πlg得,T2=4π2gl,可知图线的斜率k=4π(3）根据T=2πlg得，g=4答案：(1)①⑤⑥⑨(2）4π2gl5.某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后，为进一步探究,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T=2πIc+mr2mgr，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为转轴到重心C的距离.如图甲，实验时在杆上不同位置打上多个小孔,将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上,使杆做简谐运动，测量并记录r和相应的运动周期T；然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验,实验数据见表r/m0.450。400.350。300。250.20T/s2。112.142.202。302.432。64(1）由实验数据得出图乙所示的拟合直线,图中纵轴表示__________.

（2）Ic的国际单位为__________，由拟合直线得到Ic的值为__________(保留到小数点后两位）.

(3)若摆的质量测量值偏大,重力加速度g的测量值__________(选填“偏大"“偏小”或“不变”)。

【解析】（1)由T=2πIc+mr2mgr，可得T2r=4π(2)Ic单位与mr2单位一致,因为mr2的国际单位为kg·m2,所以Ic的国际单位为kg·m2;结合T2r=4π2Icmg+4(3）重力加速