2024年高考物理总复习一轮考点培优训练39

课时规范练39

1.在“探究单摆周期和摆长的关系''的实验中。

⑴实验进行如下步骤：

A.组合单摆:用线的一端穿过小球的小孔，然后打一个线结，做成单摆，用绳的上端缠绕在

圆柱形的铁棒上（如图甲所示）；

B.测摆长/:用刻度尺量出摆线长度用游标卡尺测出摆球的直径4摆长/=/'+*

C.测周期T:将摆球拉起一个角度，然后放开，当小球运动到最低点时按下停表，测量单摆

30次全振动的时间算出单摆周期丁=卷（如图乙所示）；

D.将所测得的/和T填入表格,分析数据得出单摆的周期和摆长的关系；

E.改变摆长，重复步骤BCD0

7.___

Mtlllllllll

甲

乙

从上面操作步骤中找出两处错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正。

（2）用游标卡尺测小球直径时（如图丙所示），其读数为cm,用停表测出小球完成

30次全振动（如图丁所示）的时间为so

05101520

|1111|让口删删口螂III川“I川叱

0123、

丙

答案（1）A.细线悬挂点应该固定C.细线与竖直方向偏角应小于5°⑵1.16041.6

解析（1）线另一端缠绕在铁架台细杆上，小球摆动时，摆长会发生变化，所以线不应缠绕在

铁杆上，应将悬点固定;摆角较大，摆球的运动不能看成简谐运动,所以摆角一般不超过

5°o

（2）游标卡尺的主尺读数为11mm,游标尺读数为12x0.05mm=0.60mm,所以最终读数为

11.60mm=1.160cm;

由题图丁所示停表可知，分针示数为0.5min=30s,秒针示数为11.6s,则停表示数为30

s+11.6s=41.6So

2.（2023云南昆明模拟）为了研究滑块的运动，选用滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带

滑轮的木板以及由漏斗和细线构成的单摆等组成如图甲所示装置，实验中,滑块在钩码作

用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时让单摆垂直于纸带运动方向做小幅度摆动，漏斗可

以漏出很细的有色液体，在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置，如图乙所

不。

A一乔飞

乙

⑴漏斗和细线构成的单摆在该实验中所起的作用与下列哪个仪器相同.?（填写

仪器序号）

A.打点计时器B.停表C.天平

(2)已知单摆周期T=2s,在图乙中/AB=24.1cm,/BC=27.9cm、/CD=31.8cm>IDE=35.5cm,

则单摆在经过D点时，滑块的瞬时速度为vD=m/s,滑块的加速度为a=

m/s2o(结果保留两位有效数字)

答案(1)A(2)0.340.038

解析(1)单摆振动具有周期性，摆球每隔半个周期经过纸带中线一次，单摆在该实验中所

起的作用与打点计时器相同,A正确。

(2)在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小，故有

ICE(31.8+35.5)X10-2,

VD=—=-----------!-----m/s=0.34m/s

T2

根据逐差法计算加速度，有lcE-lAC=a-T1

2

代入数据得a=0.038m/s0

3.(2023上海黄浦区模拟)将一单摆竖直悬挂于某一深度未知且开口向下的小桶中，如图

甲所示。将悬线拉离平衡位置一小角度后由静止释放，单摆摆动过程中悬线不与桶壁相

碰。改变摆球球心到桶口的距离L,测出对应的摆动周期T,作出的72_乙关系图像应为图

乙中的(选填“①”“②”或“③”)，可求出桶的深度如为m(小数点后保留

三位)。

答案①0.300

解析单摆摆动过程中悬线不与桶壁相碰，则单摆摆长为L+区则有7=2兀

可得了2=空包+业

99

可知T2-L关系图像应为题图乙中的①。

由题图乙可知图像斜率为七*4s2/m

可得hx=—m=0.300mo

4.用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。

(1)用多组实验数据作出图像,可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的

图像的示意图如图乙中的a、b、C所示，其中，.和。都过原点力和C平行，图像。对应的

g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图像仇下列分析正确的是(选填选

项前的字母)。

A.图像a对应的g值小于图像b对应的g值

B.出现图像c的原因可能是误将49次全振动记为50次

C.出现图像c的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L

D.假设。和b是小南和小昌分别在北京和南昌用同样的实验装置描绘的图像，不考虑其

他误差，则图像a是小南所绘

(2)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,如图丙所示。由于

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。点

到A点间的细线长度等于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,分别以。点和

A点为悬点，测得相应单摆的周期为1.5s、1s。由此可得重力加速度g=(结果

保留2位小数，兀2=9.86)。

答案(1)CD(2)9.47m/s2

解析⑴根据单摆的周期公式T=2哈寻，代手，根据数学知识可知日图像的斜率

上手,当地的重力加速度g=?若测量摆长时忘了加上摆球的半径，则摆长变成摆线的

长度L,根据数学知识可知，对以图像来说，代手+等,与代手斜率相等，两者应

该平行，空上是截距;故作出的T2-L图像中c的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记

9

为摆长L,C正确。实验中误将49次全振动记为50次,则周期的测量值偏小，导致重力加

速度的测量值偏大，图像的斜率k偏小,B错误。由题图乙可知，图像。对应的斜率々偏小,

21Tl*2

根据当地的重力加速度g=T可知,g值大于图像Z?对应的g值，北京所在纬度大于南昌

所在纬度，重力加速度随纬度增加而增大,故图像a是小南所绘，故A错误,D正确。

⑵设以A点为悬点,单摆的摆长为/,则以。点和A点为悬点,单摆的周期有

rp2_4口2。+0.3171)_2_4Tt2J

0~g'A~~

代入数据可计算得g=9.47m/s2o

5.用单摆测量重力加速度的实验装置如图甲所示，摆球在垂直纸面的平面内摆动,在摆球

运动最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻。光敏电阻(光照增强时，其电阻

变小)与自动记录仪相连，记录仪可以显示光敏电阻的阻值R随时间/的变化图线。将摆

球拉离平衡位置一个较小角度释放，记录仪显示的R-t图线如图乙所示。请回答下面问

题：

R

JJULJTL

Ot\h+tot\+2toI

乙

123cm

」川)州州牺।卅*r

01020

丙

(1)实验前先用游标卡尺测出小球直径d,如图丙所示，则小球的直径1=mm。

(2)该单摆的振动周期为o

(3)实验中用刻度尺测得摆线长为L,则当地的重力加速度g=。(用测得物理量

的符号表示)

答案⑴11.70(2)2砧⑶1z

coT

解析(1)由题图丙所示可知，小