5用单摆测量重力加速度练习.docx

202L2022人教版（2019）高中物理选修一25用单摆测量重力加速度学校:姓名：班级：考号：一、单项选择题.在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中，摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球每次经过最低点的次数（=1、2、3），当数到=40时刚好停表，此时秒表读数为，。那么该单摆的周期为（）A.40B.39C. 201 .在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，其中对提高测量结果精确度有利的是（）A.A.适当加长摆线B.质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的C.单摆偏离平衡位置的角度越大越好D.当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为 单摆振动的周期.有两位同学利用假期分别参观了位于哈尔滨市的“哈尔滨工业大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自利用那里实验室中的。/S系统探究了单摆周期T和摆长L的关系。然 后通过微信交流实验数据，并用计算机绘制了如图甲所示的"一心图像。另外，去“复旦大学”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的。、人两个摆球的振动图像，如图乙所示。以下说法正确的选项是：（甲A.甲图中“复旦大学”的同学所测得的实验结果对应的图线是8B.甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度的倒数频率之比为3 ： 2,故C正确；D.由乙图可知，仁1s时，人球处于平衡位置向-y方向运动，故D错误。应选C。2 . B【详解】A.为防止单摆运动中摆长发生变化，为减小实验误差，应选择弹性小的细线做摆线，摆线 应适当长些，故A错误；B.为减小空气阻力对实验的影响，摆球要选择质量大些、体积小些的球，故B正确；C.单摆的最大摆角应小于5。，摆长一定的情况下，摆的振幅尽量小些，故C错误；D.应从摆球经过平衡位置时开始计时且测出摆球做屡次全振动的时间，求出平均值作为单 摆的周期，故D错误。应选B。3 . C【详解】根据单摆的周期公式丁 = 2%'得：A.摆球质量偏大，重力加速度不变，故A错误；B.把次全振动记录为+ 1次，测量周期偏小，那么重力加速度偏大，故B错误；C.将从悬点到摆球上端的长度当做摆长，摆长测量值偏小，那么重力加速度偏小，故c正确;D.将从悬点到摆球下端的长度当做摆长，摆长测量值偏大，那么重力加速度偏大，故D错误;应选Co. B【详解】根据单摆的周期公式得t2=l根据数学知识可知，产1图象的斜率当地的重力加速度AB.由图象可知，对图线当7为零时L不为零，所测摆长偏大，可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长3故A错误，B正确；C.实验中误将49次全振动记为50次，那么周期的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏大，图线的斜率偏小。故B错误；D.由图示图象可知，图线。与图线b的斜率相等，由可知，图线人对应的g值等于图线对应的g值，故D错误。应选B；【详解】A.由单摆周期公式整理得图线的斜率图线。的斜率比图线人的斜率小，故图线。对应的g值大于图线匕对应的g值，A错误；B.假设误将51次全振动记为50次，导致周期偏大，测得重力加速度偏小，B错误；CD.图线。与图线匕比照可知，相同的周期，摆长整体偏小相同的量，故原因可能是误将 悬点到小球上端的距离记为摆长3漏加小球的半径，C正确，D错误。应选C。8. B【详解】A.将细线穿过金属小球上的小孔，在细线的一端打一个稍大一点的结，制成一个单摆，A 正确，不符合题意；BC.铁架台放在桌边，使固定的铁架伸出桌面，然后把单摆固定在铁夹上，使摆球自由下 垂，用刻度尺测量摆线长度，再用游标卡尺测量小球直径，摆线长加小球半径为摆长，B错 误，符合题意，C正确，不符合题意；D.当摆动稳定后摆球经过最低点时开始计时，测3050次全振动的时间，并求出周期，D 正确，不符合题意。应选B。9. C【详解】A.由7 = 2巴和 =行得Ng v由图可知，摆长故摆球直径d = -2 ，选项A错误;B.由即与摆长L成正比，选项B错误；CD.周期J-N2由单摆周期公式丁 = 2万/（得当地重力加速度/ t 2"2”2三=Jl=Sg g由图可知斜率27V _ Cg h-a即7 2（b-a）g=c选项C正确，D错误。应选CoBC【详解】A.为了减小空气阻力的影响，减小实验误差，应选用密度大、体积小的摆球，A错误；B.摆线应选用轻且不易伸长的细线，B正确；C.实验时摆球应在同一竖直面内摆动，而不能做成圆锥摆，C正确；D.摆角不能超过5。，因此摆长一定的情况下，摆的振幅不能过大，D错误。应选BCoBC【详解】根据单摆做简谐振动的周期公式T = 2tt -4/s = yr重力加速度明显偏小，可能是摆长偏小或者是周期偏大的错误操作造成。A.记录秒表读数时，没有注意到记录分钟的指针过了半格，时间少读了 30秒，这样会使周期偏小，测得的重力加速度偏大，选项A错误；B.记录摆动次数时，单摆实际摆动了+1次，这样会使计算出的周期变大，测得的重力加速度偏小，所以B正确；C.忘记测量小球直径，用摆线长作为单摆长度进行数据处理，计算出的重力加速度变小，c正确；D.测量了小球直径，用摆线长加小球直径作为单摆长度进行数据处理，计算出的重力加速度变大，选项D错误。应选BCoAC【详解】在“探究影响单摆周期的因素”实验中，应使单摆在摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调HP，o应选ACo【详解】(1)1A.在实验中尽量选择质量大、体积小的摆球，以减小空气阻力给实验结果带来的误差,A正确；B.单摆释放的角度应当很小，摆球释放后，应使摆球在同一个竖直平面内摆动,然后再测量单摆的周期在测量单摆的周期时，计时的起、终时刻，摆球都应恰好通过平衡位置，B错误；C.测量单摆的摆长时，应使摆球处于自由下垂状态用米尺测出摆线的长度，再用游标卡尺测出摆球的直径，然后算出摆长，C正确；D.用秒表测出单摆做3050次全振动所用的时间，计算出平均摆动一次的时间，这个时间就 是单摆的周期，D错误。应选ACo由单摆周期公式T = 2/r4图像斜率14. ACD【详解】(1)1A.组装单摆需选用密度较大、直径较小的摆球，可以减小空气阻力。故A正确；B.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大，摆长过大，大于10。小球的运动不在是简谐运动, 故误差较大。故B错误；C.实验时需使摆球在同一竖直面内摆动，保持摆长不变，是单摆。故c正确；D.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线，保证摆线质量忽略不计，摆长不变，可以减小误 差。故D正确。应选ACDo(2)2根据单摆的周期公式，有*=4/4, " = 4 兀2 sSg两式相减可得4/ALg = T15 .乙 A 等于【详解】(1)口乙的悬挂较好，夹子夹住细线，可以保证试验过程中，单摆的摆长保持不变。用刻度尺测量摆线长度当作单摆的摆长，那么测量值比真实值少一个摆球的半径，在图 像中会出现，"摆长'取零，单摆存在周期的情况。故小明做出的图像应为图中的A。根据单摆的周期公式，有F =把0 + /?)g4»2虽然测量摆长少加了半径，但是自变量L前面的系数，即斜率 =上不变，故求出的重力 g加速度与真实值相等。16 .乙 A 17.3【详解】用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的选项是图乙；甲图中在小球摆动过程中， 摆长会不断变化，图甲错误。用游标卡尺测量摆球的直径，操作正确的选项是A； B中小球夹在缺口处，测量值偏小。游标卡尺的读数是17mm+3 x 0.1 mm= 17.3mm. C BCEF摆球球心C【详解】(1) 1由单摆周期公式T = 2jt 解得测出单摆的摆长/与周期。可以求出重力加速度。应选C。(2) 2为减小实验误差，应选择适当长些的细绳做摆线，摆线应选择B；为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的球做摆球，因此摆球应选择C；实验需要测量摆 长，需要用到刻度尺，实验需要测量单摆的周期，测周期需要秒表，应把单摆固定在铁架台 上，因此需要的实验器材有：BCEFo(3) 3摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长，测量单摆的摆长，应测量从摆线的悬点到摆球球心的距离(4) 4根据T = 2/r Ng解得A.单摆周期与摆球质量无关，组装单摆时，选择的摆球质量偏大不会导致g的测量值偏大,A错误;B.测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长，所测摆长偏小，所测g偏小，B错误;C.测量周期时，把次全振动误认为是(+1)次全振动，所测周期T偏小，所测g偏大,C正确。应选C。(5) 5根据T = 2/r解得g图像的斜率J 4/ k =g那么4/g二k图像的斜率越小，重力加速度越大，由于北京的重力加速度大于厦门的重力加速度，因此在 北京所做实验做出的T2-L图像的斜率小于在厦门所做实验做出的T2-L图像的斜率，由图所 示图像可知，图线8的斜率小于图线A的斜率，因此在北京测得的实验结果对应的图线是BC.由乙图可知，八人两摆球振动频率之比为3 ： 2D.由乙图可知，1s时b球振动方向沿y轴正方向4 .某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时，以下做法正确的选项是（）A.摆线要选择伸缩性大些的，并且尽可能短一些B.摆球要选择质量大些、体积小些的C.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大D.拉开摆球，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回摆到开始位置时停止计时，记录 的时间作为单摆周期的测量值5 .在用单摆测量重力加速度的实验中，测出摆长£和几次全振动的时间，从而测定重 力加速度?。假设测出的g值偏小，那么可能的原因是（）A.摆球质量偏大8 .把几次全振动记录为+ 1次C.将从悬点到摆球上端的长度当做摆长D.将从悬点到摆球下端的长度当做摆长6 .在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（7）的平方和摆长（L） 的图线，可以求出重力加速度g。两位同学做出的图线如图中的服b所 示，其中。和人平行，图线。对应的g值很接近当地重力加速度的值。相对于图线d 关于图线b的分析正确的选项是（）A.可能是误将绳长记为摆长LB.可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LC.可能是误将49次全振动记为50次D.根据图线人不能准确测出当地的重力加速度7 .在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L） 的72-乙图线，可以求出重力加速度g。三位同学做出的7vL图线的示意图如图中 的。、b、c所示，其中。和匕平行，匕和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重 力加速度的值。那么相对于图线A以下分析正确的选项是（）A.图线。对应的g值小于图线匕对应的g值8 .出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次C.出现图线。的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长LD.出现图线。的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L8.以下关于单摆实验过程的具体步骤中，你觉得存在明显问题的是（）A.将细线穿过金属小球上的小孔，在细线的一端打一个稍大一点的结，制成一个单摆B.将单摆平躺在桌上，用刻度尺、游标卡尺分别测量摆线长度和直径，取半径加线长 为摆长C.铁架台放在桌边，使固定的铁架伸出桌面，然后把单摆固定在铁夹上，使摆球自由 下垂D.当摆动稳定后摆球经过最低点时开始计时，测3050次全振动的时间，并求出周期 9.在一次做“探究单摆周期7与摆长L的关系”实验中，在测量单摆周期时，摆球通过 最低点时开始计时并记数为。次，那么到摆球第N次通过最低点所用时间为，摆线长度（t 丫为/,某同学根据测量数据绘制出-/图像如下图，那么以下说法正确的选项是（）A.摆球直径1 =B.单摆周期的平方（尸）与摆线长度/成正比。C.当地重力加速度大小为g =（"一"）D.当地重力加速度大小为g = NJ0cc二、多项选择题10 .某同学利用单摆测量重力加速度。为了使测量误差尽量小，以下说法正确的选项是（）A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大11 .小明在做用单摆测定重力加速度的实验中，根据实验数据计算出重力加速度明显小于当地重力加速度，他在实验过程可能出现的错误操作是（）A.记录秒表读数时，没有注意到记录分钟的指针过了半格B.记录摆动次数时，单摆实际摆动了 +1次C.忘记测量小球直径，用摆线长作为单摆长度进行数据处理D.测量了小球直径，用摆线长加小球直径作为单摆长度进行数据处理12.如某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。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，如下图。这A.保证摆动过程中摆长不变C.需要改变摆长时便于调节B.可使周期测量得更加准确D.保证摆球在同一竖直平面内摆动三、实验题13 .实验小组的同学们用如下图的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。（1）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有 OA.尽量选择质量大、体积小的摆球B.将摆球拉到最大位移处释放，同时快速按下秒表开始计时C.测量摆长时，让单摆自然下垂，先测出摆线长度，然后加上摆球的半径D.用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间作为单摆的周期。（2）某同学屡次改变单摆的摆长,并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如下图的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量。你认为横坐标所代表的物理量是（选填“产，、“/，或假设图线斜率为3那么测得的重力加速度14 .某同学利用单摆测量重力加速度（1）为了使测量误差尽量小，以下说法正确的选项是A.组装单摆需选用密度较大、直径较小的摆球B.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大C.实验时需使摆球在同一竖直面内摆动D.组装单摆需选用轻且不易伸长的细线 （2）如下图，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1m的单摆，实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱 上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期刀；然后保持悬点 位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另 一标记点，并测出单摆周期5；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=15 .利用“探究单摆摆长和周期关系”实验来测定当地的重力加速度。如图给出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为选用哪种方式较好（选填呷”或“乙”）；小明同学用刻度尺测量摆线长度当作单摆的摆长，并测出多组数据，作出图像,那么小明作出的图像应为图中的，再利用图像法求出的重力加速度真实值（选填“大于”、“等于"、“小于”）。16 .某同学做“探究单摆周期与摆长的关系“实验：用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的选项是图 （选填“甲”或"乙”）甲甲甲乙（2）用游标卡尺测量摆球的直径，以下操作正确的选项是 （选填或"B”）；AAAB游标卡尺的示数如下图，那么读数是mm01234llllllllllllllllllll llllllllllllllllllllllllllllO.lOinin.某同学用单摆测定重力加速度的实验装置如下图:（1）对测量原理的理解正确的选项是A.由8=亍可知，T一定时，g与L成正比B.由且=等可知，/一定口寸，g与成反比C.单摆的振动周期7和摆长/可用实验测定，由且=等可算出当地的重力加速度（2）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应中选用以下哪些器材；A.长度为10cm左右的细绳B.长度为100cm左右的细绳C.直径为1.8cm的钢球D.直径为1.8cm的木球E.最小刻度为1mm的米尺F.秒表、铁架台（3）然后进行以下必要的实验操作，请将横线局部内容补充完整。测量单摆的摆长，即测量从摆线的悬点到 的距离；把此单摆从平衡位置拉开一个小角度后释放，使摆球在竖直面内摆动，测量单摆全振 动30次（或50次）的时间，求出一次全振动的时间，即单摆振动的周期；适当改变摆长，测量几次，并记录相应的摆长和周期；根据测量数据画出图像，并根据单摆的周期公式，由图像计算重力加速度。（4）假设实验得到的g值偏大，可能是因为；A.组装单摆时，选择的摆球质量偏大B.测量摆长时，将悬线长作为单摆的摆长C.测量周期时，把次全振动误认为是（九+ 1）次全振动（5）该同学利用假期分别在北京和厦门两地做了此实验，比拟准确地探究了“单摆的周 期r与摆长l的关系”，然后将这两组实验数据绘制了72一九图像，如下图，在北京测 得的实验结果对应的图线是（选填“”、“8”）。J%L/m参考答案1. c【详解】由题意可知，单摆完成全振动的次数为故该单摆的周期为C正确。应选C。2. A【详解】A.当适当加长摆线时，单摆的周期将增大，故可以减小周期测量的相对误差，A正确;B.质量相同，体积越大的摆球，所受的阻力会影响其做单摆运动，B错；C.单摆偏离平衡位置的角度不能超过10。，C错；D.在D中，会增大周期测量的误差，D错。应选AoC【详解】AB.根据T = 2tt知图线的斜率J 4乃2k =g图线5的斜率较小，那么图线8对应的重力加速度较大，可知甲图中“哈尔滨工业大学，的同 学所测得的实验结果对应的图象是从 故AB错误;C,周期等于完成一次全振动的时间，由乙图可知，。、匕两单摆的周期之比为2： 3,振动