2.5 实验：用单摆测量重力加速度期末测试卷(原卷版).doc

第二单元 机械振动 第5课 实验：用单摆测量重力加速度 一、基础巩固 1．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图象如图所示，已知单摆的摆长为l，则重力加速度g为( ) A． B． C． D． 2.用单摆测定重力加速度的实验，组装单摆时，应在下列器材中选用（ ） A．长度为 30cm 左右的细线 B．长度为 1m 左右的细线 C．直径为 1.8cm 的塑料球 D．直径为 1.8cm 的铁球 3．在“用单摆测重力加速度”的实验中，若小球完成n次全振动的总时间为t，则单摆的周期为________；某同学测得多组摆长L和周期T的数据，得到如图所示的图线，若直线的斜率为k，则重力加速度大小为________． 4.在“探究单摆的周期与摆长的关系”的实验中： (1)下面所给器材中，选用哪些器材较好，请把所选用器材前的字母依次填写在题后的横线上。 A．长1 m左右的细线　 B．长30 cm左右的细线 C．直径2 cm的铅球 D．直径2 cm的铝球 E．秒表 F．时钟 G．最小刻度是厘米的直尺 H．最小刻度是毫米的直尺 所选用的器材是____________． (2)实验时对摆线偏离竖直线的偏角要求是________________________． 5．下面是将用单摆测定重力加速度实验中获得有关数据所制作成的图象（l为摆长，T为周期）． （1）请利用图象求出重力加速度g=______m/s2 （2）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值比当地的标准值偏小，可能是因为______ A．球的质量偏大 B．摆动的偏角偏小 C．计算摆长时，把悬线长l′当作了摆长l D．测量周期时，将n次全振动误记成了（n+1）次全振动 6．两位宁夏的同学利用假期分别去参观北京和海南，较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，并绘制了T2－L图象 (1)如图甲所示，去北京的同学所测实验结果对应的图线是________(选填“A”或“B”)． (2)返回宁夏后，两位同学合作绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比 ＝________. （3）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值比当地的标准值偏小，可能是因为_____ A．摆球的质量偏大 B．摆动的偏角偏小 C．计算摆长时，把悬线长当作了摆长 D．测量周期时，将n次全振动误记成了（n＋1）次全振动 7．（2020·大连海湾高级中学高二月考）用单摆测定重力加速度的实验装置如下图所示。 （1）组装单摆时，应在下列器材中选用__________（选填选项前的字母）。 A．长度为1 m左右的细线 B．长度为30 cm左右的细线 C．直径为1.8 cm的塑料球 D．直径为1.8 cm的铁球 （2）测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g=_______（用L、n、t表示）。 （3）下表是某同学记录的乙组实验数据，并做了部分计算处理。 组次 1 2 3 摆长L/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振动所用的时间t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/(ms-2) 9.74 9.73 请计算出第3组实验中的T=________s，g=___________。 （4）用多组实验数据做出图像，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的图线的示意图如下图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b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。则相对于图线b，下列分析正确的是_________（选填选项前的字母）。 A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 （5）某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如下图所示，由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺，于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为和时，测得相应单摆的周期为、。由此可得重力加速度g=__________（用、、、表示）。 8．（2020·天津一中高二期末）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 （1）当他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是_______。 A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 （2）该同学测得一组摆长和周期但计算的g值比当地标准值偏小，其原因可能是________。 A．小球质量太大 B．摆动的振幅过小 C．将摆线长当成了摆长 D．摆动次数少记了一次 （3）该同学依然按照②中方式代入摆长，但改变摆长测得6组L和对应的周期T，画出L-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式是g=______。请你判断该同学得到的实验结果将_______。（填“偏大”、“偏小”或“准确”） 二、拓展提升 1.某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为101.00 cm，摆球直径为2.00 cm，然后用秒表记录了单摆振动50 次所用的时间为101.5 s．则 （1）他测得的重力加速度g＝________m/s2．（π2＝9.86，计算结果取两位小数） （2）他测得的g值偏小，可能的原因是________． A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．计时开始时，秒表过迟按下 D．实验中误将49次全振动数记为50次 2．某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他只好找到一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。实验步骤： A．石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点 B．用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长 C．将石块拉开一个大约α=30°的角度，然后由静止释放 D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由得出周期 E．改变OM间尼龙线的长度，再做几次实验，记下相应的L和T F．求出多次实验中测得的L和T的平均值作计算时使用的数据，带入公式g=(）2L求出重力加速度g （1）你认为该同学在以上实验步骤中有重大错误的是哪些步骤______？为什么______？ （2）该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小_______？你认为用何方法可以解决摆长无法准确测量的困难_______？ 3.某同学用单摆测量重力加速度， ①为了减少测量误差，下列做法正确的是_____（多选）； A．摆的振幅越大越好 B．摆球质量大些、体积小些 C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 ②改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图象如图所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是_____。 A．测周期时多数了一个周期 B．测周期时少数了一个周期 C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长 D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长 4.在“用单摆测量重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测量小球的直径，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长，测得多组周期T和的数据，作出图像，如图所示： （1）实验得到的图像是_____________________； （2）小球的直径是______________； （3）实验测得当地重力加速度大小是__________（取三位有效数字）． 5.利用单摆测当地重力加速度的实验中，某组同学采用如图所示的实验装置； (1)为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用_____。（用器材前的字母表示） A．长度接近1m的细绳 B．长度为20cm左右的细绳 C．直径为1.8cm的塑料球 D．直径为1.8cm的金属球 E．最小刻度为1cm的米尺 F．最小刻度为1mm的米尺 (2)该组同学先通过测量和计算得出悬点到小球球心的距离，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。更换摆线长度L后，多次测量时间t，保证每次单摆都完成n次全振动，根据实验数据，利用计算机做出t2＿L（n次全振动所用时间t的平方＿悬点到小球球心的距离L）图线，并根据图线拟合得到方程t2=kL。由此得出当地的重力加速度g=_____。（请用所给字母表示） (3)某同学在实验过程中，摆长L没有加上小球的半径，其它操作和计算无误，那么他得到的摆长和周期的关系实验图像可能是下列图像中的_____。 A． B． C． D．