高考物理一輪專題： 第52講 實驗：探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度

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1、高考物理一輪專題： 第52講 實驗：探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 實驗探究題 (共12題；共64分) 1. （5分） (2018崇明模擬) 在“用單擺測重力加速度”的實驗中，某同學(xué)的操作步驟如下： a．取一根細(xì)線，下端系住直徑為 cm的金屬小球，上端固定在鐵架臺上； b．用米尺量得固定點到小球上端之間細(xì)線的長度 cm； c．在擺線偏離豎直方向小于 的位置靜止釋放小球； d．用秒表記錄小球完成50次全振動的總時間 ． （1） 根據(jù)上述測量數(shù)據(jù)

2、，可以得到：擺長L為________m；周期T為________s；測得重力加速度 ________; ． （2） 可以通過改變擺長重復(fù)實驗，測得多組擺長L和對應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù)，然后以L為橫坐標(biāo)、________為縱坐標(biāo)，可以畫出如圖所示的圖線．若圖線上選取兩個點坐標(biāo)，求出其“斜率”為K，則由此數(shù)據(jù)可以算出重力加速度大小為________． （3） 可以通過改變擺長重復(fù)實驗，測得多組擺長L和對應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù)，然后以L為橫坐標(biāo)、________為縱坐標(biāo)，可以畫出如圖所示的圖線．若圖線上選取兩個點坐標(biāo)，求出其“斜率”為K，則由此數(shù)據(jù)可以算出重力加速度大小為________．

3、 2. （6分） (2018高一上內(nèi)蒙古期中) 在暗室中用圖示裝置做“測定重力加速度”的實驗實驗器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀。具體實驗步驟如下： ①在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴滴的落下. ②用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴. ③用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度. ④采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理. （1） 實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：________。 （2） 實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃

4、光頻率為30Hz，某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭 =________m/s2；第8個水滴此時的速度v8=________m/s（結(jié)果都保留三位有效數(shù)字）. （3） 實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30Hz，某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭 =________m/s2；第8個水滴此時的速度v8=________m/s（結(jié)果都保留三位有效數(shù)字）. （4） 該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有（答出一條即可）：。 （5） 該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有（答出一條即可）：。 3. （4分） (

5、2019高二下信陽期中) 用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖甲所示。 （1） 組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用________（填選項前的字母）。 A . 長度為 1m 左右的細(xì)線 B . 長度為30cm 左右的細(xì)線 C . 直徑為 1.8cm 的塑料球 D . 直徑為 1.8cm 的鐵球 （2） 組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用________（填選項前的字母）。 A . 長度為 1m 左右的細(xì)線 B . 長度為30cm 左右的細(xì)線 C . 直徑為 1.8cm 的塑料球 D . 直徑為 1.8cm 的鐵球 （3） 測出懸點 O 到小球球心的距離（擺長）L 及單擺完

6、成 n 次全振動所用的時間 t，則重力加速度 g=________（用 L、n、t 表示）。 （4） 測出懸點 O 到小球球心的距離（擺長）L 及單擺完成 n 次全振動所用的時間 t，則重力加速度 g=________（用 L、n、t 表示）。 （5） 在某次測量中，若單擺振動 50 次的時間如圖乙所示，則其振動周期為________s （6） 在某次測量中，若單擺振動 50 次的時間如圖乙所示，則其振動周期為________s （7） 用多組實驗數(shù)據(jù)做出 T2-L 圖象，也可以求出重力加速度 g。已知三位同學(xué)做出的 T2-L 圖線的示意圖如圖丙中的 a、b、c 所示，其中 a

7、 和 b 平行，b 和 c 都過原點，圖線 b 對應(yīng)的 g 值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線 b，下列分析正確的是（___）（填選項前的字母）。 A . 出現(xiàn)圖線 a 的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長 L B . 出現(xiàn)圖線 c 的原因可能是誤將 49 次全振動記為 50 次 C . 圖線 c 對應(yīng)的 g 值小于圖線 b 對應(yīng)的 g 值 D . 假設(shè) b 和 c 是小明和小紅分別在北京大學(xué)和廣州大學(xué)用同樣的實驗裝置描繪的圖線，不考慮其他誤差，則圖線 c 是小明所繪 （8） 用多組實驗數(shù)據(jù)做出 T2-L 圖象，也可以求出重力加速度 g。已知三位同學(xué)做出的 T2-L

8、圖線的示意圖如圖丙中的 a、b、c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都過原點，圖線 b 對應(yīng)的 g 值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線 b，下列分析正確的是（___）（填選項前的字母）。 A . 出現(xiàn)圖線 a 的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長 L B . 出現(xiàn)圖線 c 的原因可能是誤將 49 次全振動記為 50 次 C . 圖線 c 對應(yīng)的 g 值小于圖線 b 對應(yīng)的 g 值 D . 假設(shè) b 和 c 是小明和小紅分別在北京大學(xué)和廣州大學(xué)用同樣的實驗裝置描繪的圖線，不考慮其他誤差，則圖線 c 是小明所繪 4. （5分） (2019高二下杭州期中) 在“探

9、究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實驗中： （1） 選擇好器材，將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，應(yīng)采用圖________中所示的固定方式。 （2） 選擇好器材，將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，應(yīng)采用圖________中所示的固定方式。 （3） 需要測量懸線長度，現(xiàn)用最小分度為1mm的米尺測量，圖甲中箭頭所指位置是拉直的懸線兩端在米尺上相對應(yīng)的位置，測得懸線長度為________mm；用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，則該單擺的擺長為L＝________mm （4） 需要測量懸線長度，現(xiàn)用最小分度為1mm的米尺測量，圖甲中箭頭所指位置是拉直的懸線兩端在米尺上相對應(yīng)的位置，測得

10、懸線長度為________mm；用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑，則該單擺的擺長為L＝________mm （5） 在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，用擺長L和周期T計算重力加速度的公式是g＝________。 （6） 在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，用擺長L和周期T計算重力加速度的公式是g＝________。 5. （5分） (2019高二下江蘇期中) 實驗小組的同學(xué)做用單擺測重力加速度的實驗。 （1） 實驗前他們根據(jù)單擺周期公式導(dǎo)出了重力加速度的表達(dá)式 ，其中L表示擺長，T表示周期。對于此式的理解，四位同學(xué)說出了自己的觀點： 同學(xué)甲：T一定時，g與L成正比 同

11、學(xué)乙：L一定時，g與T2成反比 同學(xué)丙：L變化時，T2是不變的 同學(xué)?。篖變化時，L與T2的比值是定值 其中觀點正確的是同學(xué)________（選填甲、乙、丙、丁）。 （2） 實驗前他們根據(jù)單擺周期公式導(dǎo)出了重力加速度的表達(dá)式 ，其中L表示擺長，T表示周期。對于此式的理解，四位同學(xué)說出了自己的觀點： 同學(xué)甲：T一定時，g與L成正比 同學(xué)乙：L一定時，g與T2成反比 同學(xué)丙：L變化時，T2是不變的 同學(xué)?。篖變化時，L與T2的比值是定值 其中觀點正確的是同學(xué)________（選填甲、乙、丙、丁）。 （3） 實驗室有如下器材可供選用： A ．長約1 m的細(xì)線 B ．長約

12、1 m的橡皮繩 C ．直徑約2 cm的均勻鐵球 D ．直徑約5cm的均勻木球 E ．秒表 F ．時鐘 G ．最小刻度為毫米的米尺 實驗小組的同學(xué)選用了最小刻度為毫米的米尺，他們還需要從上述器材中選擇：________（填寫器材前面的字母）。 （4） 實驗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5cm的均勻木球 E ．秒表 F ．時鐘 G ．最小刻度為毫米的米尺 實驗小組的同學(xué)選用了最小刻度為毫米的米尺，他們還需要從上述器材中選擇：________（填寫器材前面的字母）。 （5）

13、他們將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，將其上端固定，下端自由下垂（如圖所示）。用刻度尺測量懸點到________之間的距離記為單擺的擺長L。 （6） 他們將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，將其上端固定，下端自由下垂（如圖所示）。用刻度尺測量懸點到________之間的距離記為單擺的擺長L。 （7） 在小球平穩(wěn)擺動后，他們記錄小球完成n次全振動的總時間t，則單擺的周期T=________。 （8） 在小球平穩(wěn)擺動后，他們記錄小球完成n次全振動的總時間t，則單擺的周期T=________。 （9） 如果實驗得到的結(jié)果是g=10.29m/s2，比當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎荡?，分析可能是?/p>

14、些不當(dāng)?shù)膶嶋H操作造成這種結(jié)果，并寫出其中一種：________ （10） 如果實驗得到的結(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)膶嶋H操作造成這種結(jié)果，并寫出其中一種：________ 6. （5分） (2019高三上浙江月考) 在“用單擺測定重力加速度”的實驗中. （1） 以下關(guān)于本實驗的措施中正確的是____。 A . 擺角應(yīng)盡量大些 B . 擺線應(yīng)適當(dāng)長些 C . 擺球應(yīng)選擇密度較大的實心金屬小球 D . 用停表測量周期時,應(yīng)取擺球擺至最高點時開始計時 （2） 考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后,同學(xué)甲說:因為空氣浮力與擺球重力方向相反,

15、它對球的作用相當(dāng)于重力加速度變小,因此振動周期變大,乙同學(xué)說:浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗,因此振動周期不變,這兩個同學(xué)說法中____。 A . 甲正確 B . 乙正確 C . 兩同學(xué)的說法都錯誤 7. （8分） (2018高三上浙江月考) （1） 在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系"的實驗中，測量單擺的周期時，圖甲方便地把細(xì)繩繞在一根鐵棒上，圖乙用夾子夾住細(xì)繩再固定，這兩種固定方法更合理的是________(填甲"或"乙"); （2） 在探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律"實驗中，下列連線正確的是________，在選擇正確的連法之后，向右移動滑動變阻器與開關(guān)閉合瞬間相

16、比較，電流表中的電流方向________(填“相同”或“不同")。 8. （3分） (2019高二下南陽月考) 用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖所示。 （1） 測出懸點O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動所用的時間t， 則重力加速度g=________（用L、n、t表示） （2） 組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用（選填選項前的字母） A . 長度為1m左右的細(xì)線 B . 長度為30cm左右的細(xì)線 C . 直徑為1.8cm的塑料球 D . 直徑為1.8cm的鐵球 （3） 下表是某同學(xué)記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理。 請計算出第3組實驗中

17、的T=________s，g= ________ （4） 測出懸點O到小球球心的距離（擺長）L及單擺完成n次全振動所用的時間t， 則重力加速度g=________（用L、n、t表示） （5） 用多組實驗數(shù)據(jù)做出 圖像，也可以求出重力加速度g， 已知三位同學(xué)做出的 圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?。則相對于圖線b， 下列分析正確的是（選填選項前的字母）。 A . 出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L B . 出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次 C . 圖線c對應(yīng)的g

18、值小于圖線b對應(yīng)的g值 （6） 下表是某同學(xué)記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理。 請計算出第3組實驗中的T=________s，g= ________ （7） 某同學(xué)在家里測重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖所示，由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺，于是他在細(xì)線上的A點做了一個標(biāo)記，使得懸點O到A點間的細(xì)線長度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長度不變，通過改變O、A間細(xì)線長度以改變擺長。實驗中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長度分別為 和 時，測得相應(yīng)單擺的周期為 、 ，由此可得重力加速度g=________（用 、 、 、 表示）。 （8） 用

19、多組實驗數(shù)據(jù)做出 圖像，也可以求出重力加速度g， 已知三位同學(xué)做出的 圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠t相對于圖線b， 下列分析正確的是（選填選項前的字母）。 A . 出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L B . 出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次 C . 圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值 （9） 某同學(xué)在家里測重力加速度。他找到細(xì)線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖所示，由于家里只有一根量程為30cm的刻度尺，于是他在細(xì)線上的A點做了一個標(biāo)記，使得懸點O到A點間的細(xì)線

20、長度小于刻度尺量程。保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長度不變，通過改變O、A間細(xì)線長度以改變擺長。實驗中，當(dāng)O、A間細(xì)線的長度分別為 和 時，測得相應(yīng)單擺的周期為 、 ，由此可得重力加速度g=________（用 、 、 、 表示）。 9. （5分） (2019高二上黑龍江期末) 一細(xì)而均勻的導(dǎo)電材料，截面為圓柱體，如圖所示，此材料長約5cm，電阻約為100Ω，欲測量這種材料的電阻率ρ.現(xiàn)提供以下實驗器材 A.游標(biāo)卡尺； B.螺旋測微器； C.電流表A1（量程50mA，內(nèi)阻r1=100Ω）； D.電流表A2（量程100mA，內(nèi)阻r2約為40Ω）； E.電壓表V（量程

21、15V，內(nèi)阻約為3000Ω）； F.滑動變阻器R1（0～10Ω，額定電流2A）； G.直流電源E（電動勢為3V，內(nèi)阻很?。?； H.上述導(dǎo)電材料R2（長約為5cm，電阻約為100Ω）； I.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干. 請用上述器材設(shè)計一個盡可能精確地測量該樣品電阻率ρ的實驗方案，回答下列問題： （1） 在如圖的方框中畫出設(shè)計的實驗電路圖，并標(biāo)明所選擇器材的物理量符號. （2） 用游標(biāo)卡尺測得該樣品的長度如圖所示，其示數(shù)L=________;cm ，用螺旋測微器測得該樣品的外直徑如圖所示，其示數(shù)D=________mm. （3） 實驗中應(yīng)記錄的物理量有________;、______

22、__（寫出文字表述和字母符號），用已知的物理量和所測得的物理量的符號表示這種材料的電阻率為ρ=________ （4） 在如圖的方框中畫出設(shè)計的實驗電路圖，并標(biāo)明所選擇器材的物理量符號. （5） 實驗中應(yīng)記錄的物理量有________;、________（寫出文字表述和字母符號），用已知的物理量和所測得的物理量的符號表示這種材料的電阻率為ρ=________ 10. （2分） (2019高二下乾安月考) 在做“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”的實驗時 （1） 為了利用單擺較準(zhǔn)確地測出重力加速度，可供選用的器材為______。（只填序號） A . 20cm長的細(xì)線、木球、秒表、米尺、鐵

23、架臺 B . 110cm長的細(xì)線、鋼球、秒表、米尺、鐵架臺 C . 110cm長的細(xì)線、木球、秒表、量程為50cm的刻度尺、鐵架臺 D . 10cm長的細(xì)線、鋼球、大掛鐘、米尺、鐵架臺 （2） 為了利用單擺較準(zhǔn)確地測出重力加速度，可供選用的器材為______。（只填序號） A . 20cm長的細(xì)線、木球、秒表、米尺、鐵架臺 B . 110cm長的細(xì)線、鋼球、秒表、米尺、鐵架臺 C . 110cm長的細(xì)線、木球、秒表、量程為50cm的刻度尺、鐵架臺 D . 10cm長的細(xì)線、鋼球、大掛鐘、米尺、鐵架臺 （3） 為了減小測量周期的誤差，擺球應(yīng)在經(jīng)過最________（填“高”或

24、“低”）點的位置時開始計時，并計數(shù)為零，擺球每次通過該位置時計數(shù)加1，當(dāng)計數(shù)為60時，所用的時間為t，則單擺周期為________s。 （4） 為了減小測量周期的誤差，擺球應(yīng)在經(jīng)過最________（填“高”或“低”）點的位置時開始計時，并計數(shù)為零，擺球每次通過該位置時計數(shù)加1，當(dāng)計數(shù)為60時，所用的時間為t，則單擺周期為________s。 （5） 實驗時某同學(xué)測得的重力加速度g值偏大，其原因可能是______。 A . 擺球太重 B . 計算時誤將小球的直徑與擺線長相加 C . 測出n次全振動時間為t，誤作為（n +1）次全振動時間進(jìn)行計算 D . 擺線上端未牢固地系于懸

25、點，振動中出現(xiàn)了松動，使擺線長度增加了 （6） 實驗時某同學(xué)測得的重力加速度g值偏大，其原因可能是______。 A . 擺球太重 B . 計算時誤將小球的直徑與擺線長相加 C . 測出n次全振動時間為t，誤作為（n +1）次全振動時間進(jìn)行計算 D . 擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)了松動，使擺線長度增加了 11. （4分） (2019高二下湖州期末) 在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中 （1） 下列操作正確的是___________(填選項前的字母) A . 甲圖:小球從偏離平衡位置60開始擺動 B . 乙圖:細(xì)線上端用鐵夾固定住 C . 兩圖:小球到達(dá)

26、最高點時作為計時開始與終止位置 D . 丁圖:小球自由下垂時測量擺長 （2） 實驗過程中，改變擺長，測量多組不同擺長情況下單擺的周期，以擺長為坐標(biāo)，周期的平方為縱坐標(biāo)，作出T2-l圖象。理論上圖線是一條過坐標(biāo)原點的直線，但小周同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖線如圖所示，則造成圖線不過坐標(biāo)原點的原因可能是________;由圖像求出的重力加速度g＝________m/s。(取 ＝9.86) 12. （12分） (2019高二下福州期中) 在“利用單擺測重力加速度”實驗中，由單擺做簡諧運動的周期公式得到 。只要測量出多組單擺擺長l和運動周期T，作出T2 -l圖象，就可求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，?/p>

27、論上T2 -l圖象是一條過坐標(biāo)原點直線。某同學(xué)在實驗中，用一個直徑為d的帶孔實心鋼球作為擺球，多次改變懸點到擺球頂部的距離l0 ， 分別測出擺球做簡諧運動的周期T后，作出T2-l圖象，如圖所示． （1） 由圖像求出重力加速度g=________m/s2 （2） 在某次實驗中，用秒表測出n次全振動的時間為如圖所示，則秒表的讀數(shù)為________s. （3） 造成圖象不過坐標(biāo)原點的原因可能是（______） A . 將l0記為擺長l B . 擺球的振幅過小 C . 將（lo+d）計為擺長l D . 擺球質(zhì)量過大 （4） 由圖像求出重力加速度g=________m/s2

28、 第 19 頁 共 19 頁 參考答案 一、 實驗探究題 (共12題；共64分) 1-1、 1-2、 1-3、 2-1、 2-2、 2-3、 2-4、 2-5、 3-1、 3-2、 3-3、 3-4、 3-5、 3-6、 3-7、 3-8、 4-1、 4-2、 4-3、 5-1、 5-2、 5-3、 5-4、 5-5、 5-6、 5-7、答案：略 5-8、答案：略 5-9、答案：略 5-10、答案：略 6-1、答案：略 6-2、答案：略 7-1、 7-2、 8-1、 8-2、 8-3、 8-4、 8-5、 8-6、 8-7、 8-8、 8-9、 9-1、 9-2、 9-3、 9-4、 9-5、 10-1、答案：略 10-2、答案：略 10-3、答案：略 10-4、答案：略 10-5、答案：略 10-6、答案：略 11-1、 11-2、 12-1、 12-2、 12-3、 12-4、