新高考物理一轮复习跟踪练习专题10.3 本专题实验（原卷版）

专题10.3本专题实验【练】1．（2022·上海嘉定·二模）在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学测得悬线的长度为SKIPIF1<0，摆球的直径为SKIPIF1<0，则该单摆的摆长为_________。若实验时，摆线上端未牢固地系于悬点，量好摆长后摆动中出现松动，则测得的重力加速度数值将_________（填“偏小”、“偏大”或者“不变”）。2．（2022·北京八十中模拟预测）某研究性学习小组在进行“用单摆测量重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于SKIPIF1<0。在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第SKIPIF1<0次经过最低点所用的时间为SKIPIF1<0。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为SKIPIF1<0，再用螺旋测微器测得摆球的直径为SKIPIF1<0（读数如图乙所示）。①从图乙可知，摆球的直径为SKIPIF1<0_________SKIPIF1<0。②小组某同学认为单摆周期为SKIPIF1<0，你认为是否正确_________。（A．正确；B．不正确）③用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式SKIPIF1<0_________。④在测量时，由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比_________（填偏大、偏小、不变），说明理由___________。3．（2022·上海松江·二模）某同学用图（a）所示的沙漏摆研究单摆的运动规律。实验中，木板沿图示O’O方向移动，根据漏在板上的沙描出了如图（b）所示的图形，然后分别沿中心线OO’和沙漏摆摆动方向建立直角坐标系，并测得图中Oa=ab=bc=cd=s，则：（1）该同学认为此图像经过适当处理可看成单摆的振动图像，则其横坐标表示的物理量应为_________；（2）若该同学利用计时器测得沙漏摆的周期为T，则木板移动的速度表达式为v=___________；（3）该同学利用该装置测定当地的重力加速度，他认为只有少量沙子漏出时，沙漏重心的变化可忽略不计，但是重心位置不确定，于是测量了摆线的长度L，如果此时他直接利用单摆周期公式计算重力加速度，则得到的重力加速度值比真实值__________（选填“偏大”、“偏小”、“相等”）若要避免由于摆长无法准确测量产生的误差，则可通过改变沙漏摆的摆线长L，测出对应的周期T，并绘制____________图像，根据图像的斜率可求得重力加速度，此时________________________表示沙漏摆的重心到摆绳下端的距离。4．（2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测）某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时：（1）如果他测得的g值偏小，可能的原因是_______。A．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，使周期变大B．开始计时时，秒表过迟按下C．实验中误将49次全振动数次数记为50次（2）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与SKIPIF1<0的数据如图1所示，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为k，则重力加速度g=_______。（用k表示）（3）同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像（如图2），由图可知，两单摆摆长之比SKIPIF1<0_______。在t=1s时，b球振动的方向是_______。5．（2022·福建·上杭一中模拟预测）某小组同学用如图1所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒（忽略空气阻力）。实验时，使发射器（相当于摆球）偏离平衡位置后由静止释放，使其在竖直平面内摆动。系统每隔0.02s记录一次发射器的位置，多次往复运动后，在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图2所示。（当地的重力加速度g=9.8m/s2）（1）在运动轨迹上选取适当区域后。点击“计算数据”，系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势能、动能及总机械能，并绘出对应的图线，如图3所示。由图3可知，此单摆的周期为___________s。是否可以根据单摆的周期公式计算此摆的摆长大小，如若能，请计算摆长大小：若不能请说明理由。___________。（2）图3中的C点对应在图2中圆弧轨迹AB上的某一点，该点在（）A．圆弧AB中点的左侧

B．圆弧AB中点的右侧C．圆弧AB的中点

D．信息不够，不能确定6．（2022·福建·模拟预测）某同学利用单摆测定当地的重力加速度。（1）实验室有多种足够长的细线可用来制作单摆，由于材质不同，这些线的质量、弹性各不相同，为更好的完成实验，该同学应选择怎样的线材？请分析说明。_____________________（2）该同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出L-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=________。处理完数据后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样________（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。（3）该同学在实验时有以下操作：A．摆线偏离竖直方向的最大摆角小于5°B．当小球通过平衡位置时开始计时C．摆球未在竖直面内摆动，摆成了圆锥摆D．计时开始后测得摆球第n次经过平衡位置所用的时间t，记录单摆的周期为T=2tn以上操作你认为_______存在问题，试分析说明该操作对测量结果有何影响_________________。7．（2022·上海市市西中学二模）某同学做“用单摆测重力加速度”的实验，供选择的摆线有：A．0.3m长的细线B．1m长的细线C．1.2m长的粗线D．1.5m长的橡皮绳（1）应选用的摆线是_________________（填写所选摆线前的字母）。（2）单摆做简谐振动时，回复力是由摆球___________________的分力提供。实验时，测出摆长为l，某次摆动的周期为T，则重力加速度的表达式为_________________。（3）该同学改变摆长，测出几组摆长l和对应的周期T的数据，作出l-T2图像，如图（a）所示。他在实验时不小心在小球下方粘了一个小物体，如图（b）所示，如果利用图（a）中A、B两点的坐标值计算重力加速度，是否能够消除因小球下方粘了小物体而造成的测量误差？_____________（选填“能”或“不能”），理由是：______________。8．（2022·湖北省罗田县第一中学模拟预测）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中：（1）该实验中用于测量时间的工具是________；A．B．C．（2）如图甲所示小明用游标卡尺测量小球的直径为_______SKIPIF1<0；（3）为了减小测量误差，下列操作正确的是________；A．摆线的长度应适当长些B．单摆的摆角应尽量大些C．测量周期时，取小球运动的最高点作为计时的起点和终点位置D．测量周期时，测摆球30~50次全振动的时间算出周期9．（2022·山东省实验中学模拟预测）用如图甲所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）为了减小测量误差，下列说法正确的是__________（选填字母代号）；A．将钢球换成塑料球B．当摆球经过平衡位置时开始计时C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g（2）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是__________（选填字母代号）；A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长B．把摆线的长度记为摆长C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次（3）某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出SKIPIF1<0图线如图乙所示，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0如图所示。由图可计算出重力加速度g=_______。10．（2022·江苏南通·模拟预测）某小组在“用单摆测量重力加速度”实验中：（1）组装单摆时，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的上端，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的有________；A．保证摆动过程中摆长不变B．需要改变摆长时便于调节C．保证摆球在同一竖直平面内摆动（2）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图乙所示，则d=_______mm；（3）某次实验过程中，用秒表记录时间的起点应该是摆球运动过程中的________（选填“最高点”或“最低点”）；（4）该组同学测出五组单摆振动周期T与摆长L的数据如下表，请在图丙中作出T2-L关系图像_______。根据图像算出重力加速度g=_______m/s2；（结果保留3位有效数字）次数12345L/m0.50000.60000.70000.80000.9000T/s1.431.551.671.781.90T2/s22.042.402.793.173.61（5）若测量值与当地重力加速度值相比偏大，可能原因是________（写出一个）。11．（2022·天津市新华中学一模）（1）如图甲所示为小金在进行“探究单摆摆长和周期关系”实验时，用停表记录下单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中50次全振动所用时间为___________s；（2）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图乙所示，这样做的目的是___________（填选项前的字母）；A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量更加准确C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动（3）小金同学以摆线的长度（L）作为纵坐标，以单摆周期的平方（T2）作为横坐标，作出L-T2的图像如图丙所示，则其作出的图线是___________（选填“图线1”“图线2”或“图线3”）。若作出的图线的斜率为k，则能否根据图像得到当地的重力加速度？___________。（若不可以求出，则填“否”；若可以求出，则写出其表达式）12．（2022·天津·模拟预测）（1）用单摆测定重力加速度的实验原理是___________。（2）若测量结果得到的SKIPIF1<0值偏大，可能是因为___________。（选填选项前的字母）A．组装单摆时，悬点没有固定牢固B．测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长C．测量周期时，把SKIPIF1<0次全振动误认为是SKIPIF1<0次全振动D．测量摆长时，用力向下拉着摆球测量摆长（3）多次改变摆长测出对应的周期，将数据输入计算机，可得到图2所示的SKIPIF1<0图像，图线经过坐标原点，斜率SKIPIF1<0。由此求得重力加速度SKIPIF1<0___________SKIPIF1<0。（SKIPIF1<0，此空答案保留3位有效数字）13．（2022·北京·杨镇第一中学高二期中）用如图所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）在摆球自然悬垂的状态下，用米尺测出摆线长为SKIPIF1<0，用游标卡尺测得摆球的直径为d，则单摆摆长为________（用字母SKIPIF1<0、SKIPIF1<0表示）；（2）为了减小测量误差，下列说法正确的是________（选填字母代号）；A．将钢球换成塑料球B．当摆球经过平衡位置时开始计时C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g（3）若测得的重力加速度g值偏小，可能的原因是________（选填字母代号）；A．把悬点到摆球下端的长度记为摆长B．把摆线的长度记为摆长C．摆线上端未牢固地系于悬点，在振动过程中出现松动D．实验中误将摆球经过平衡位置49次记为50次（4）某同学利用质量分布不均匀的球体作摆球测定当地重力加速度，摆球的重心不在球心，但是在球心与悬点的连线上。他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出SKIPIF1<0图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标分别为（SKIPIF1<0SKIPIF1<0）（SKIPIF1<0，SKIPIF1<0）如图所示。由图可计算出重力加速度SKIPIF1<0________。14．（2022·广东·模拟预测）如图为某创新实验小组设计的水平加速度测量仪，其主要部分由木板、细线、小球和刻度尺构成。使用时，将小球用细线悬挂于刻度尺正上方的固定点O，保持装置处于竖直面内，稳定后利用细线在刻度尺上的读数即可测得水平加速度。实验小组利用该装置测量某火车启动时的加速度，现已取固定点O与刻度尺上端的竖直距离h刚好为1m，重力加速度g取SKIPIF1<0。（1）在某次测量中，若测量仪稳定在图示虚线位置，则此时细线所对准的刻度尺读数为________cm。（2）当测量仪稳定在图示虚线位置时，被测加速度方向________（填“向左”或“向右”），大小为________SKIPIF1<0（计算结果保留三位有效数字）。（3）为了方便测量，该小组对装置进行改进，通过计算将刻度尺不同刻度对应的加速度标注在刻度尺上，加速度a与刻度尺刻度的x对应函数关系为_______。15．（2022·天津市宁河区芦台第一中学高二期末）在“用单摆测量重力加速度”的实验中：（1）下面叙述正确的是______（选填选项前的字母）。A．1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线B．直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球C．如图A、B、C，摆线上端的三种悬挂方式，选A方式悬挂D．当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50作为单摆振