第二章　5　实验：用单摆测量重力加速度-2025版高二物理选择性必修一

5实验：用单摆测量重力加速度(分值：50分)1题6分，2题12分，3题8分，4题10分，5题14分，共50分1．(6分)(2023·宜春市高二期末)在“用单摆测量重力加速度”实验中。(1)(2分)下列操作正确的是__________。A．甲图：小球从偏离平衡位置60°开始摆动B．乙图：细线上端用铁夹子固定C．丙图：小球到达最高点时作为计时开始与终止的位置D．丁图：小球自由下垂时测量摆线的长度(2)(2分)某同学通过测量30次全振动的时间来测定单摆的周期T，他在单摆经过平衡位置时按下秒表记为“1”，若同方向再次经过平衡位置时记为“2”，在数到“30”时停止秒表，读出这段时间t，算出周期T＝eq\f(t,30)。其他操作步骤均正确。多次改变摆长时，他均按此方法记录多组数据，并绘制了T2－L图像，则他绘制的图像可能是__________。(3)(2分)按照(2)中的操作，此同学获得的重力加速度将__________。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)2．(12分)(2023·遵义市高二期中)在做用单摆测量重力加速度的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g＝________。若已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，则单摆摆长是________m。若测定了40次全振动的时间如图乙中停表所示，则停表读数是__________s，单摆摆动周期是__________s。为了提高测量精度，需多次改变l值，并测得相应的T值。现将测得的六组数据标示在以l为横坐标、以T2为纵坐标的坐标系上，如图丙所示。试根据图中给出的数据点作出T2和l的关系图线，根据图线可求出g＝__________m/s2。(结果取2位有效数字)3．(8分)(2023·大庆市高二月考)在“用单摆测量重力加速度”的实验中，(1)(2分)某实验小组在测量单摆的周期时，摆球在竖直平面内稳定摆动后，摆球通过平衡位置时从1开始计数，同时开始计时，当摆球第n次通过平衡位置时停止计时，记录的时间为t，此单摆的周期T＝__________(用t、n表示)。(2)(4分)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、T2为纵坐标作出T2－L图线，但小明同学不小心每次都把绳长当作摆长了，由此得到的T2－L图像是图乙中的__________(选填“①”“②”或“③”)。然后用图像的斜率k来计算重力加速度。这样算出来的g值会__________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)(2分)实验中小红同学测重力加速度时，没有用图像处理，直接利用单摆周期公式计算，她算得的重力加速度值经查证明显大于当地的重力加速度值，下列原因可能的是__________。A．摆线上端未牢固地系于悬点，实验过程中出现松动，使摆线长度增加了B．把n次摆动的时间误记为(n＋1)次摆动的时间C．开始计时，秒表过早按下D．把小球直径当作半径来计算摆长4．(10分)(2023·泰安市高二期末)在“用单摆测量重力加速度”的实验中：(1)(3分)某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下。若要计算当地的重力加速度值，第________组实验数据最合理；组别摆球材料摆长L/m最大摆角全振动次数N/次1铜1.0015°402铁1.005°403铝0.4015°404木0.405°40(2)(3分)用游标卡尺测小球的直径如图甲所示，其值为________cm；(3)(4分)该同学查资料得知，单摆在最大摆角θ较大时，周期公式近似为T＝2π(1＋eq\f(1,4)sin2eq\f(θ,2))eq\r(\f(l,g))。为了用图像法验证单摆周期T和最大摆角θ的关系，他测出摆长为l的同一单摆在不同最大摆角θ时的周期T，并根据实验数据描绘出如图乙所示的图线。设图线延长后与横轴交点的坐标为b，则重力加速度的测量值g＝____________(用l、b表示)。5．(14分)(2023·新课标卷)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。(1)(6分)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图(a)所示，该示数为________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图(b)所示，该示数为________mm，则摆球的直径为________mm。(2)(2分)单摆实验的装置示意图如图(c)所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角________5°(填“大于”或“小于”)。(3)(6分)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为________cm。实