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1、考前 30 天之备战 2012 高考物理冲刺押题系列实验 7用单摆测定重力加速度1 (12分 )( 某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当( 填“是”或“否” ) 把单摆从平衡位置拉开约5释放；_在摆球经过最低点时启动秒表计时_用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期_该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见表用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数见右图，该球的直径为_mm.根据表中数据可以初步判断单摆周期随_的增大而增大 .数据组编号摆长 /mm摆球质量 /g周期 /s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.8
2、5501.132.21.46501.116.51.4【解析】 本题由用单摆测重力加速度的实验衍生而来，同时考查了螺旋测微器的读数，意在考查考生对基本的实验工具的使用和读数、基本实验的操作步骤和数据处理的掌握程度单摆的摆角小于5时，单摆做简谐振动当球摆到最低点时，速度最大，此位置开始计时误差小为了减小误差，应该记录30 50 次全振动的时间，然后再计算出单摆的周期分析表格中的数据可知，当两摆的摆长相同，质量不同时，周期相同，而质量相同，摆长长的周期大【答案】是是否20.685(20.683 20.687)摆长用心爱心专心12 (12 分 ) (1) 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学
3、用游标卡尺测量小球敏电阻与某一自动记录仪相连， 该仪器显示的光敏电阻阻值随时间t变化图线如图乙所示，R则该单摆的振动周期为_若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径 2 倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将_( 填“变大”、“不变”、“变小”)，的使用第 (2) 问主要考查以单摆的周期公式的理解以及阅读图形的能力，意在考查考生的分析综合能力与实验能力通过R随 t 的变化图象可知，单摆半个周期的时间为( t 1t 0) t 1t 0，所以单摆的摆长将会变大，周期T 将会变大t 表示小球通过光敏电阻与激光器之间的时间，当摆球直径变大时，通过的时间将会变大【答案】(1) 乙(2)2 t
4、 0(3) 变大变大3 (8分) 在“用单摆测定重力加速度”的实验中，采用了以下几种不同的测量摆长的方法，其中不妥或错误的是用心爱心专心2()A装好单摆，用力拉紧摆线，用米尺测量摆线长度，然后加上摆球半径B让单摆自然下垂，用米尺直接测出悬点到球心的距离C让单摆自然下垂，用米尺测出摆线长度，然后加上摆球的半径D把单摆取下并放于桌面上，用米尺测出摆线长，然后加上摆球的半径【解析】正确的测摆长的方法是让单摆自然下垂，用米尺测出摆线长L0，用游标卡尺D测小球直径D，则摆长 L L02.A长 1m左右的细线B长 30cm左右的细线C直径 2cm 的铅球D直径 2cm 的木球E停表F时钟G最小刻度是厘米的
5、直尺H最小刻度是毫米的直尺所选用的器材是_【答案】ACEH6 (8 分 ) 某同学利用单摆测重力加速度的实验中，测出多组摆长L 与周期 T 的数据，根据实验数据，作出了T2 L 的关系图象如图所示用心爱心专心3(1) 该同学实验中出现的错误可能是_ (2) 虽然实验中出现了错误， 但根据图中仍可算出重力加速度， 其值为 _m/s 2.( 取 3.14 ，结果保留三位有效数字 )【答案 】(1) 漏加小球半径(2)9.867 (12 分) 在用单摆测重力加速度的实验中，测得单摆摆角小于5时，完成n 次全振动时间为 t ，用毫米刻度尺测得摆线长为l ，用螺旋测微器测得摆球直径为d.(1) 测得重力
6、加速度的表达式为 g_.(2) 螺旋测微器的读数如图所示，摆球直径d _.(3) 实验中某学生所 测 g 值偏大，其原因可能是 _A实验室海拔太高B摆球太重C测出 n 次全振动时间为t ，误作为 ( n 1) 次全振动时间进行计算D以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算22d2【答案】(1)4 n ( l )/ t(2)7.326mm(7.325mm 7.328mm都正确 )(3)CD8(12 分) (1) 在做“用单摆测定重力 加速度”的实验中，某一同学用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为 980.0mm，用游标尺上有 10 个小的等分刻度的游标卡尺测得摆球的直径如图所示，则摆球的直径为 _
7、mm，该单摆的摆长为 _mm.用心爱心专心4(2) 把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使单摆在竖直平面内摆动，当摆球摆动稳定后，在摆球通过平衡位置时启动秒表，并数下“1”，直到摆球第n 次同向通过平衡位置时按停秒表，读出经历的时间t ，则单摆的周期为 _(3) 利用单摆周期公式测重力加速度时，测出几组摆长和相应的周期T，并作出 T2 L图线，如图所示，图线上、B两点的纵坐标分别为(x1，1) 、 (2，2) ，则可以求得重力加Ayxy速度 g _.t4 2( x2 x1)【答案】 (1)22.0991.0(2) n 1(3)y2 y19 (12 分 ) 某同学利用单摆测定当地重力加速度
8、g，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方， 于是他应用所学的物理知识设计出一个测量重心偏离球心的距离的实验实验步骤如下：A用游标卡尺测出小球的直径d；B将单摆安装好后，用刻度尺测出摆线的长度L；C让单摆在小角度下摆动，用秒表测出单摆完成30 次全振动的时间，求出周期T；D改变摆线的长度，共测得6 组 L 的值和对应的周期T，即 ( L1，T1) 、 ( L2， T2) 、( L3，T3) 、( L4， T4) 、 ( L5， T5) 、 ( L6， T6) 用心爱心专心5利用所得的实验数据画出( L d) T2 图线如图所示，其中正确的图线应是_( 填2“A”、“ B”或“ C”) ，从图中可
9、得出重心偏离球心的距离h _ ，当地重力加速度 g _.【解析】(1) 根据单摆周期公式得：T1 2L1 d/2 hg，2 2L2 d/2 h，Tg22L2 d/2)解得 hT2( L1 d/2) T1(221 2TTL d/2 h2 4 2d(2) 根据单摆周期公式T2g得： T g ( L 2 h) ，从解析式可得正确的是 A 图线，因为多次测量只能减小偶然误差，系统误差不能通过多次测量来减小，所以应填偶然误差通过比较系数得：hbcm， 0.04 2bm/s2ga22T ( L d/2) T ( L d/2)【答案】211212(1)22TT(2) 偶然A b cm0.04 2b2am/s
10、【总结提升】求解本题时易错误地认为重心的位置不确定，导致不能精确测量摆长，这样就不能较精确地测量重力加速度10 (12 分 ) 在“利用单摆测重力加速度”的实验中(1) 以下做法中正确的是()A测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长B测量周期时， 从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50 次全振动时，及时停表，然后求出完成一次全振动的时间C要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动D单摆振动时，应注意使它的偏角开始时小于15(2) 某同学先用米尺测得摆线长为97.43cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示为_cm，则单摆的摆长为_cm；然后用秒表记录单摆振动50 次所用的时间如图用
11、心爱心专心6摆长 l (m)0.50.60.81.1222.22.43.24.8周期平方 T(s )利用上述数据，在如图所示坐标图描出l T2 图象；利用图象 ，求出的重力加速度为g_m/s 2.(4) 实验中，如果摆球密度不均匀，无法确定重心位置，一位同学设计了一个巧妙的方法而不用测量摆球的半径具体作法如下：第一次量得悬线长为l 1，测得振动周期为 T1；第二次量得悬线长为l2，测得振动周期为2，由此可推得重力加速度 _.Tg【解析】 (1)测量摆长时， 应用刻度尺量出从悬点到摆球球心间的距离所以 A 错误；测量周期时， 应从小球到达最低位置( 即平衡位置 ) 时开始计时， 不能在小球到达振幅位置开始计时所以B 错误；实验时， 要保证小球的运动是简谐运动，因而必须使小球始终在竖直面内运动，避免小球做圆锥摆运动，并且小球摆动的最大偏角应小于10所以C 正确， D错误7【答案】(1)C(2)2.12598.4999.81.9962( l 2 l 1)9 75(3)9.85(4)4 22T2 T1用心爱心专心8
高考物理考前30天之备战冲刺押题系列Ⅵ实验07用单摆测定重力加速度
