1、名师一号 高考总复习 模块新课标 新课标版物理计时双基练42实验：探究单摆的运动用单摆测定重力加速度(限时：45分钟满分：100分)A级双基达标1(多选题)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适当加长摆线B质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大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解析根据单摆构成的条件，摆长要远大于摆球半径，摆线长些，测量误差小，故在本实验中应适当加长摆线，选项A正确；摆球体积大，受空气阻力大，测量误差大，故选项B错误；根据单摆做简
2、谐运动的要求，摆角10，故选项C正确；为了减小测量误差，应测出单摆做多次全振动的时间后取平均值计算周期，故选项D错误. 答案AC2(多选题)某同学利用单摆，根据公式g测得的g值比当地标准值偏大，其原因可能是()A测量摆长时忘记加上小球半径B振幅过小C将摆长当成了摆线长和球直径之和D摆动次数多记了一次E小球不是在竖直平面内摆动F摆球质量过大，空气阻力影响所致解析因为T2 ，所以g，由g的表达式可知g测偏大的原因可能是l测偏大或T测偏小，可知C、D项正确，A项错；小球做圆锥摆的周期T2 T摆，故E项正确；因为单摆周期和振幅与摆球质量无关，故B、F项错答案CDE3在“探究单摆的周期与摆长的关系”的实
3、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_解析实验中应选用较长的摆长l，这样既能减小摆长的测量误差，又易于保证偏角不大于10，而且由于振动缓慢，方便计数和计时，故选A.本实验所用的实际摆要符合理论要求，摆长要有1 m左右，应选用不易伸长的细线，摆球直径要小于2 cm，应选用较重的小球，故选C.由于重力加速度g与周期的平方成反比，周期T的测量误差对g的影
4、响是较大的，所用计时工具应选精确度高一些的，故选E.由于摆长l应是悬点到铅球的边缘的距离l加上铅球的半径r.铅球半径用游标卡尺测量出(也可由教师测出后提供数据)，因此l应读数准确到毫米位实验中应用米尺或钢卷尺来测量，故选H.答案(1)A、C、E、H(2)小于104(1)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：_；练图1231用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期：_.(2)该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见下表用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如练图1231所示该球的直径为_mm
5、.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/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4解析(1)单摆在最大摆角不超过10时可看做是简谐运动摆球经过最低点时速度最大，滞留的时间最短，计时误差最小为减小测量周期时的误差，应测单摆完成3050次全振动所用的时间来求出周期(2)螺旋测微器上的固定刻度读数为20.5 mm，可动部分的读数约为18.3，则测量结果为20.5 mm18.30.01 mm20.683 mm.分析表中数据可以看出，摆长不
6、变时周期不变，摆长变化时周期才发生变化答案(1)是是否(2)20.683(20.68220.685)摆长5下面是“用单摆测定重力加速度”的实验中获得的有关数据：摆长l/m0.50.60.81.1周期T2/s22.02.53.24.5(1)利用上述数据在练图1232所示的坐标中作出lT2图象；练图1232(2)利用图象，取T20.1423.95 s2，求出重力加速度的值解析(1)图象如练答图1231所示练答图1231(2)由图象中读出：当T23.95 s2时，l0.96 m，则重力加速度g m/s29.6 m/s2.答案(1)图象见练答图1231(2)9.6 m/s2B级能力提升1在“探究单摆的
7、周期与摆长的关系”的实验中，为防止摆球在摆动过程中形成“圆锥摆”，实验中采用了如练图1233所示的双线摆测出摆线长度为L，线与水平横杆夹角为，摆球半径为r.若测出摆动的周期为T，则此地重力加速度为_；某同学用10分度的游标卡尺测量摆球的直径时，主尺和游标如练图1233所示，则摆球的半径r为_mm.练图1233解析单摆的摆长为lLsinr，由周期公式T2 ，此地的重力加速度为g.由图知摆球的半径r16.0 mm8.0 mm.答案8.02在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g42l/T2.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2l图象，就可以求出当地的重力加速度理
8、论上T2l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如练图1234所示练图1234(1)造成图象不过坐标原点的原因是_(2)由图象求出的重力加速度g_m/s2.(取29.87)解析(1)由单摆周期公式T2 得T242，由图象知，当l0时，T20，说明l偏小，是由于漏测小球半径造成的(2)由上式知k，g9.87 m/s2.答案(1)漏测小球半径(2)9.873将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如练图1235所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口
9、到摆球球心之间的距离l，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、l为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出我们想要测量的物理量练图1235 (1)现有如下测量工具：A.时钟；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺本实验所需的测量工具有_ (2)如果实验中所得到的T2l关系图象如练图1235所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的_(3)由图象可知，小筒的深度h_cm；当地重力加速度g_m/s2. 解析(2)由单摆周期公式得T2 ，所以T2，即T2l是一次线性关系，其纵截距为，斜率为，所以T2l中真正的图象应是a.(3)由(2)及题图得1.20，.联立解得h30 cm，g9.86
10、 m/s.答案(1)BD(2)a(3)309.864如练图1236所示是某同学设计的测量物体质量的装置其中P是光滑水平面，N是质量为M的带夹子的金属盒，金属盒两端分别连接轻质弹簧；Q是固定于盒子上的遮光片，利用它和光电计时器能测量金属盒振动时的频率已知弹簧振子做简谐运动时的周期T2 ，其中m是振子的质量，k是常数当空盒振动时，测得振动频率为f1；把一物体夹在盒中，并使其振动时，测得频率为f2.你认为这套装置能测量物体的质量吗？如果不能，请说明理由；若能，请求出被测物体的质量练图1236解析由弹簧振子的周期公式可知，其周期是振子质量与弹簧劲度系数k的函数，只要知道周期和劲度系数，就可求出物体的质量空盒时，T12 ，设物体质量为m，装入物体后T22 ，联立可得mM.答案能M10