鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 科学测量:用单摆测量重力加速度课后复习题

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2.4科学测量：用单摆测量重力加速度同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册一、选择题（共15题）1．某学生用单摆测定重力加速度，测得数值偏大些，可能是下列哪些原因引起的（ ）A．量摆长时没有把小球半径算进去B．摆球的质量测得不准确C．摆角小，使周期变小D．应当测振动30次的时间求其周期，结果把29次当作30次计算周期2．某同学在利用单摆测重力加速度实验中发现测得的重力加速度大于标准值，原因不可能是（ ）A．所用摆球质量太大B．铁架台的底座有磁性物质，其对小球有磁场引力C．测N次全振动时间时，把N次误计为（N＋1）次D．以摆线长加上小球直径作为摆长，代入公式3．用单摆测定重力加速度，根据的原理是（　　）A．由g=看出，T一定时，g与l成正比B．由g=看出，l一定时，g与T2成反比C．由于单摆的振动周期T和摆长l可用实验测定，利用g=可算出当地的重力加速度D．同一地区单摆的周期不变，不同地区的重力加速度与周期的平方成反比4．在“用单摆测重力加速度”的实验中，小华根据测量数据作出的L-T2图线如图所示，则当地的重力加速度大小为（　　）A．9.86m/s2 B．9.91m/s2C．9.95m/s2 D．10.0m/s25．实验测得重力加速度的值较当地重力加速度的值偏大，可能的原因是　　A．摆球的质量偏大B．单摆振动的振幅偏小C．计算摆长时没有加上摆球的半径值D．将实际振动次数n次误记成次6．某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时，下列做法正确的是（　　）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7．学生通过学习知道北京的重力加速度约为，赤道上的重力加速度约为，学生想到利用自由落体运动相关知识测量达州的重力加速度，一频闪照相机的频闪周期为，如图所示为学生用该照相机拍得的一张小钢珠自由下落过程中的频闪照片（已旋转为水平放置），现已在刻度尺上标出小钢珠影像在不同时刻所在的位置，根据该学生的实验数据可知（所有数据保留2为小数）（　　） A．达州的重力加速度约为B．达州的重力加速度约为C．照相机拍摄左边第一个小钢珠影像时，小钢珠的速度为零D．理论上讲，连续曝光时间内相邻位移差值与频闪周期成正比8．利用单摆测定重力加速度g时，下列情况中会导致所测得的g值偏大的是（　　）A．小球质量过大B．摆线太长C．把悬线长和小球直径之和当作摆长D．把悬线长当作摆长9．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中，用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为0.97cm。小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（　　）A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小10．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．11．某实验小组在“用单摆测量重力加速度”的实验中，通过计算测得的重力加速度g值偏小，其原因可能是（　　）A．摆球质量偏大B．测摆线长时摆线拉的过紧C．误将n次全振动记录为（n+1）次D．误将摆线长当成摆长，未加小球的半径12．马玲同学周末用单摆测当地的重力加速度，将单摆固定好，用米尺测绳长，用游标卡尺测摆球直径，用秒表测出50个周期的时间然后算出周期T。改变摆长l，重复实验，得到多组实验数据后，在坐标纸上做出如图所示的图像。下列叙述正确的是（　　）A．图像不过原点的原因可能是误将绳长加摆球直径当成摆长B．如果马玲同学把绳长当成了摆长（没加摆球半径），则用此图像算出的重力加速度偏小C．如果马玲同学把绳长当成了摆长（没加摆球半径），则用此图像算出的重力加速度不受影响D．图像的斜率等于重力加速度13．在一次做“探究单摆周期T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0次，则到摆球第N次通过最低点所用时间为t，摆线长度为l，某同学根据测量数据绘制出图像如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．摆球直径 B．单摆周期的平方（）与摆线长度l成正比。C．当地重力加速度大小为 D．当地重力加速度大小为14．下列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30~50次全振动的时间，并求出周期15．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97.50cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为99.9s。如果他测得的g值偏小，可能的原因是（   ）A．测摆线长时摆线拉得过紧B．实验中误将49次全振动数为50次C．开始计时，秒表过迟按下D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了二、填空题（共4题）16．有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2-L图象，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是________（选填“A”或“B”）。另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比 =________。在t=1 s时，b球振动方向是________。 17．科学探险队员探究珠穆朗玛峰山脚与山顶重力加速度的差值。在山脚处，他用一个小铁球与一条细线、支架组成一个单摆装置，通过改变摆长L，测出相应单摆的周期T，用测出的L与T的值，作出了T2－L图像如图中直线c所示。当他成功攀登到山顶后，他又重复了在山脚做的实验。并用L与T的测量值在同一坐标系中作出了另一条T2－L图像。则利用山顶实验数据作出的图线可能是图中的直线_____；在山脚做实验测摆长时若没加小球的半径。作出的图线可能是直线______；测摆长时没加小球半径，用测量数据通过作T2－L图像测出的重力加速度值____（“偏大”“偏小”或“不变”）18．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），如图(甲)所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振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到摆球球心之距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为横轴做出函数关系图象，就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度．(1)如果实验中所得到的T2—l关系图象如图(乙)所示，那么该同学所画出的图象应该是a、b、c中的________________；(2)由图象可知，小筒的深度h ＝________m；当地g＝_____________m / s2．19．在“利用单摆周期公式测当地重力加速度”实验中，小明和小华为同组成员，在测定过程中，先用游标卡尺测小球直径，其读数如下：(1)测得小球直径为______mm(2)两人将绳长加小球直径当作摆长，并测出对应周期，共测了6组数据，课后分别处理数据。①小明设计表格如下：　物理量123456 摆长L　　　　　　／周期T　　　　　　／g=　　　　　　g平均= 小明的测量值将比真实值______（偏大、偏小、不变）②小华设计表格如下：　物理量12345 6摆长L/m　　　　　 　周期T/s　　　　　 　T2/s2　　　　　 　 小华以L为横坐标、T2为纵坐标作出T2-L 图线，由此得到的T2-L 图像是图乙中的______（选填①、②、③），由图像可得当地重力加速度g=____；由此得到的g值会______（选填“偏小”“不变”“偏大”）三、综合题（共2题）20．李磊同学利用单摆测量重力加速度。他测出摆线长度l=99cm，摆球直径d=2cm。摆动过程中，摆球完成20次全振动的时间为40s，偏离最低点的最大距离A=10cm。若整个摆动过程可视为简谐运动，规定从最低点向右摆动时为正方向。(1)求李磊同学测出的重力加速度的大小（结果保留两位有效数字）；(2)从小球经过最低点向右摆动时开始计时，写出摆球的振动方程。21．北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期T与摆长l的关系，通过网络交流绘制了T2-l图像，如图（a）所示。(1)北京的同学所测实验结果可能对应的图像是A和B中的哪一个？请说明理由。(2)广州的同学还绘制了不同摆长的单摆的板动图像，如图（b）所示。由图可知两单摆摆长之比为多少？
参考答案：1．D2．A3．C4．A5．D6．B7．A8．C9．C10．D11．D12．C13．C14．B15．D16．     B          沿y轴负方向17．     a     b     不变18．     a     0.3     9.8719．     16.4mm     偏大     ①          不变20．(1)；(2)21．(1)由单摆的周期公式整理可得由此图像可知由于北京的重力加速度大于广州的重力加速度，则T2-l图像的斜率更小，所以B对应的是北京同学测得的结果；(2)由单摆的板动图像可知，a和b 的周期之比为由单摆的周期公式解得则摆长与周期的平方成正比，所以为