高考物理一轮复习实验针对训练9用单摆测量重力加速度的大小含答案

这是一份高考物理一轮复习实验针对训练9用单摆测量重力加速度的大小含答案，共5页。

(1)测量摆线长度的器材是 ______(选填“卷尺”或“米尺”)；
(2)测出摆长后，在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，小球经过________时开始计时，用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期 T＝eq \f(t,n)。若摆角从 5°改为 3°，单摆的周期会________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)某同学用细线和铁锁制成一个单摆，如图甲所示。他测得悬点到小铁锁下端的距离L，然后将小铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放，测出振动周期 T。多次改变悬线长并重复上面操作，得到多组L、T的数据，作出T2­L图像如图乙所示。若图像的斜率为k，截距为L0，则当地重力加速度大小为________；小铁锁的重心到其下端的距离为________。
甲 乙
2．某同学利用单摆测量重力加速度的大小。
(1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________。
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
(2)如图所示，在支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精确度为1 mm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T1；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，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________。
3．(2020·海南卷)(1)滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。
主要实验过程如下：
①用手机查得当地的重力加速度g；
②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期T＝________；
③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式R＝________计算出轨道半径。
(2)某同学用如图(a)所示的装置测量重力加速度。
图(a) 图(b)
实验器材：有机玻璃条(白色是透光部分，黑色是宽度均为d＝1.00 cm的挡光片)，铁架台，数字计时器(含光电门)，刻度尺。
主要实验过程如下：
①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物；
②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图(b)所示，读出两挡光片间的距离L＝________ cm；
③手提玻璃条上端使它静止在________方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过；
④让玻璃条自由下落，测得两次挡光的时间分别为t1＝10.003 ms和t2＝5.000 ms；
⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度g＝________ m/s2(结果保留三位有效数字)。
实验针对训练(九)
1．解析：(1)测量摆线长度的器材是米尺。
(2)测出摆长后，在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，小球经过最低点时开始计时；单摆的周期与振幅或摆角大小无关，则若摆角从5°改为3°，单摆的周期不变。
(3)设铁锁重心到铁锁底端的距离为a，则根据单摆的周期公式T＝2π eq \r(\f(L－a,g))，变形可得T2＝eq \f(4π2,g)L－eq \f(4π2a,g)， 结合T2­L 图像可知eq \f(4π2,g)＝k，解得g＝eq \f(4π2,k)，a＝L0。
答案：(1)米尺 (2)最低点(平衡位置) 不变 (3)eq \f(4π2,k) L0
2．解析：(1)在利用单摆测重力加速度实验中，为了使测量误差尽量小，须选用密度大、半径小的摆球和不易伸长的细线，摆球须在同一竖直面内摆动，摆长一定时，振幅尽量小些，以使其满足简谐运动条件，故选B、C。
(2)设第一次摆长为L，第二次摆长为L－ΔL，则T1＝2πeq \r(\f(L,g))，T2＝2πeq \r(\f(L－ΔL,g)) ，联立解得g＝eq \f(4π2ΔL,T\\al(2,1)－T\\al(2,2))。
答案：(1)BC (2)eq \f(4π2ΔL,T\\al(2,1)－T\\al(2,2))
3．解析：(1)②滑板车做往复运动的周期为T＝eq \f(t,n)
③根据单摆的周期公式T＝2πeq \r(\f(R,g))，得R＝eq \f(gT2,4π2)＝eq \f(gt2,4n2π2)
(2)②两挡光片间的距离L＝15.40 cm－0 cm＝15.40 cm
③手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。
⑤玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为v1＝eq \f(d,t1)＝eq \f(1.00×10－2,10.003×10－3) m/s≈1 m/s
玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为v2＝eq \f(d,t2)＝eq \f(1.00×10－2,5.000×10－3) m/s＝2 m/s
根据速度位移公式有veq \\al(2,2)－veq \\al(2,1)＝2gL
代入数据解得重力加速度g＝eq \f(v\\al(2,2)－v\\al(2,1),2L)≈9.74 m/s2。
答案：(1)②eq \f(t,n) ③eq \f(gt2,4n2π2) (2)②15.40 ③竖直 ⑤9.74