長沙市2020年高考物理一輪專題： 第52講 實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度B卷

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1、長沙市2020年高考物理一輪專題： 第52講 實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度B卷 姓名:________ 班級(jí):________ 成績:________ 一、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共12題；共64分) 1. （5分） 根據(jù)所學(xué)知識(shí)填空： （1） 某同學(xué)在探究影響單擺周期的因素時(shí)有如下操作，請(qǐng)判斷是否恰當(dāng)（填“是”或“否”） ①把單擺從平衡位置拉開約5釋放_(tái)_______ ②在擺球經(jīng)過最低時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)________ ③用秒表記錄擺球一次全振動(dòng)的時(shí)間作為周期________ （2） 該同學(xué)改進(jìn)測(cè)量方法后，得到的部分測(cè)量數(shù)據(jù)見

2、表，用游標(biāo)卡尺測(cè)量其中一個(gè)擺球的直徑為________mm，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨________的增大而增大． 數(shù)據(jù)組數(shù) 擺長 /mm 擺球質(zhì)量/g 周期/s 1 999.3 32.2 2.0 2 999.3 16.5 2.0 3 799.2 32.2[ 1.8 4 799.2 16.5 1.8 5 501.1 32.2 1.4 6 501.1 16.5 1.4 2. （6分） 在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用擺長l和周期T計(jì)算重力加速度的公式是g= ． （1） 如果已知擺球直徑為2.00cm，讓刻度

3、尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，擺線豎直下垂，如圖（甲）所示，那么單擺擺長是________m，如果測(cè)定了40次全振動(dòng)的時(shí)間如圖（乙）中停表所示，那么停表讀數(shù)是________S．單擺的振動(dòng)周期是________s． （2） 如果測(cè)得的g值偏小，可能的原因是（填寫代號(hào)） A . 測(cè)擺長時(shí)，忘記了擺球的半徑 B . 擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長度增加了 C . 開始計(jì)時(shí)時(shí)，停表過早按下 D . 實(shí)驗(yàn)中誤將40次全振動(dòng)次數(shù)記為41次 （3） 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量6種不同擺長情況下單擺的振動(dòng)周期，記錄表格如下； l/m 0.4 0.5 0.8 0.9 1.0

4、 1.2 T/s 1.26 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20 T2/s2 1.59 2.02 3.20 3.61 4.0 4.84 以l為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)，作出T2﹣l圖線，并利用此圖線求重力加速度g． 3. （4分） (2018浙江模擬) （1） 某同學(xué)在做“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,分別用兩種儀器來測(cè)量擺球直徑,操作如圖1所示,得到擺球的直徑為d=19.12 mm,此測(cè)量數(shù)據(jù)是選用了儀器________(選填“甲”或“乙”)測(cè)量得到的。 該同學(xué)先用刻度尺測(cè)得擺線的長度,再采用上題中的方法測(cè)得擺球直徑,他通過改變擺長,進(jìn)

5、行多次實(shí)驗(yàn)后以擺長L為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，作出T2-L圖線，若該同學(xué)在計(jì)算擺長時(shí)加的是小球直徑，則所畫圖線是圖2中是________(填“A”“B”或“C”)。 （2） 用如圖裝置做探究碰撞中的不變量實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是__________ A . 在實(shí)驗(yàn)前,必須把長木板的一端墊高,使A能拖著紙帶勻速下行 B . A，B兩輛小車的質(zhì)量必須相等 C . A，B碰撞后必須保證A，B以共同速度一起運(yùn)動(dòng) D . 小車A必須從緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置無初速度釋放 4. （5分） (2017高二下上饒期中) 根據(jù)所學(xué)知識(shí)填空： （1） 某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)

6、中，用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量的結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為________mm． （2） 某小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中如果測(cè)得g值偏大，原因可能是 A . 把擺線長與小球直徑之和做為擺長 B . 擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長度增加了 C . 開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過遲按下 D . 實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)次數(shù)記為50次． 5. （5分） 在探究單擺周期與擺長關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中： （1） 關(guān)于安裝儀器及測(cè)量時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是．（選填選項(xiàng)前面的字母） A . 用米尺測(cè)出擺線的長度，記為擺長l B . 先將擺球和擺線放在水平桌面上

7、測(cè)量擺長l，再將單擺懸掛在鐵架臺(tái)上 C . 使擺線偏離豎直方向某一角度α（小于10），然后靜止釋放擺球 D . 測(cè)出擺球兩次通過最低點(diǎn)的時(shí)間間隔記為此單擺振動(dòng)的周期 （2） 實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示． 次數(shù) 1 2 3 4 5 擺長l/cm 80.00 90.00 100.00 110.00 120.00 30次全振動(dòng)時(shí)間t/s 53.8 56.9 60.0 62.8 65.7 振動(dòng)周期T/s 1.79 1.90 2.00 2.09 2.19 振動(dòng)周期的平分T2/s2 3.20 3.61 4.00 4.37 4.80 請(qǐng)將

8、第三次的測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)在圖中，并在圖中作出T2隨l變化的關(guān)系圖象． （3） 根據(jù)數(shù)據(jù)及圖象可知單擺周期的平分與擺長的關(guān)系是________． （4） 根據(jù)圖象，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開_______m/s2．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字） 6. （5分） (2017高二下內(nèi)蒙古期中) 在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中， （1） 用游標(biāo)為10分度的卡尺測(cè)量擺球的直徑．某次測(cè)量的示數(shù)如圖所示，讀出小球直徑d=________mm； （2） 若測(cè)量出單擺擺線長為l，擺球的直徑為d，用秒表記錄下單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t．則重力加速度g=________（用以上字母表示

9、）． 7. （8分） (2019高二上寧波期中) 利用如圖1所示的裝置做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。 （1） 實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選用： A . 長約1 m的細(xì)線 B . 長約1 m的橡皮繩 C . 直徑約2 cm的均勻鐵球 D . 直徑約5 cm的均勻木球 E . 秒表 F . 時(shí)鐘 G . 10分度的游標(biāo)卡尺 H . 最小刻度為毫米的米尺 用了游標(biāo)卡尺和米尺后，還需要從上述器材中選擇__________(填寫器材前面的字母)。 （2） 用10分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d，測(cè)量的示數(shù)如圖2所示，讀出小球直徑的值為________;mm。 （3） 將符合實(shí)驗(yàn)要

10、求的單擺懸掛在鐵架臺(tái)上，將其上端固定，下端自由下垂。用米尺測(cè)量擺線長度為l。小球在豎直平面內(nèi)小角度平穩(wěn)擺動(dòng)后，測(cè)得小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間為t請(qǐng)寫出重力加速度的表達(dá)式g= ________。(用l,d,n,t表示) （4） 正確操作后，根據(jù)多次測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出實(shí)驗(yàn)所在處的重力加速度值，比較后發(fā)現(xiàn)：此值比北京的重力加速度值略小，則實(shí)驗(yàn)所在處的地理位置與北京的主要不同點(diǎn)可能是________(寫出一條即可)。 8. （3分） 實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選用：長約lm的細(xì)線，直徑約2cm的均勻鐵球，秒表，最小刻度為毫米的米尺．他們將符合實(shí)驗(yàn)要求的單擺懸

11、掛在鐵架臺(tái)上．將其上端固定，下端自由下垂．用刻度尺測(cè)量懸點(diǎn)到________之間的距離記為單擺的擺長L．在小球平穩(wěn)擺動(dòng)后，他們記錄小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間t，則單擺的周期T=________．如果實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是g=10.29m/s2 ， 比當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎荡?，分析可能是哪些不?dāng)?shù)膶?shí)際操作造成這種結(jié)果，并寫出其中一種：________． 9. （5分） (2017宜春模擬) 如圖（甲）所示，一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處從靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測(cè)得A、B間的距離為H（H＞＞d），光電

12、計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．則： （1） 如圖（乙）所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑d=________mm． （2） 小球經(jīng)過光電門B時(shí)的速度表達(dá)式為________． （3） 多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出 隨H的變化圖象如圖（丙）所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達(dá)式：________時(shí)，可判斷小球下落過程中機(jī)械能守恒． 10. （2分） 在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中： （1） 在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，下列措施對(duì)提高測(cè)量結(jié)果精確度有利的是_________。 A

13、 . 適當(dāng)加長擺線 B . 質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的 C . 多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，借助T 2－L圖像求重力加速度g D . 為便于觀察和計(jì)數(shù)，應(yīng)在釋放擺球的同時(shí)開始計(jì)時(shí) （2） 實(shí)驗(yàn)中，在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長度L＝0.9610 m，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖所示。則該擺球的直徑為________mm，單擺擺長為________m（最后一空保留四位有效數(shù)字）。 （3） 下列振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了對(duì)擺長約為1 m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過程。圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始，A、B、C均為30次全振動(dòng)的圖像。這四種操作過程合乎

14、實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是______（填字母代號(hào)，已知sin 5＝0.087，sin 15＝0.26）。 A . B . C . D . 11. （4分） 某同學(xué)做了“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)． （1） 測(cè)擺長時(shí)測(cè)量結(jié)果如圖1所示（單擺的另一端與刻度尺的零刻線對(duì)齊），則擺長為________cm．然后用秒表記錄了單擺做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間如圖2所示，則秒表讀數(shù)為________s． （2） 如果該同學(xué)測(cè)得的g值偏小，可能的原因是 A . 測(cè)擺長時(shí)擺線拉得過緊 B . 擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)了松動(dòng)，使擺線長度增加了 C . 開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表

15、開始計(jì)時(shí)按鈕提前按下，但終止計(jì)時(shí)按鈕準(zhǔn)時(shí)按下． 12. （12分） (2019高二上浙江期中) （1） 做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn),下述說法中正確的是（_______） A . 測(cè)量擺長時(shí),應(yīng)先將單擺放置在水平桌面上,然后用力拉緊擺線測(cè)量懸點(diǎn)到球心的距離 B . 單擺的偏角不要超過5,當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到兩側(cè)位置時(shí)迅速按下秒表開始計(jì)時(shí) C . 為了精確測(cè)量單擺的周期,起碼要測(cè)量小球作100次全振動(dòng)所用的時(shí)間 D . 如果小球的重心不在中心,通過一定方法也能精確測(cè)定重力加速度 （2） 某同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí),他先測(cè)得擺線長為97.50cm，然后用游標(biāo)卡尺測(cè)量

16、小鋼球直徑,讀數(shù)如圖甲所示,則 ①游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為________mm． ②該單擺的擺長 為________cm。 ③該同學(xué)由測(cè)量數(shù)據(jù)作出 圖線（如圖乙所示），根據(jù)圖線求出重力加速度 ________m/s2（保留3位有效數(shù)字）。 ④如果測(cè)出的g值偏小，可能的原因是________。 A．測(cè)量擺線長時(shí)，線拉得過緊 B．?dāng)[線上端沒有固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線變長了 C．開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表按下遲了 D．實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)記為50次 第 13 頁 共 13 頁 參考答案 一、 實(shí)驗(yàn)探究題 (共12題；共64分) 1-1、 1-2、 2-1、 2-2、 2-3、 3-1、 3-2、 4-1、 4-2、 5-1、 5-2、 5-3、 5-4、 6-1、 6-2、 7-1、 7-2、 7-3、 7-4、 8-1、 9-1、 9-2、 9-3、 10-1、 10-2、 10-3、 11-1、 11-2、 12-1、 12-2、