人教版 (2019)选择性必修 第一册4 单摆优秀精练

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精选练习
1．（2022·山东省郓城第一中学高二开学考试）某同学在“用单摆测重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）如图甲所示，用游标卡尺测量摆球直径，摆球直径为_______cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长。
（2）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为，单摆每经过最低点记一次数，当数到时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期_____s。（结果保留三位有效数字）
（3）测量出多组周期、摆长数值后，画出图像如图丙所示，图线斜率的物理意义是_____。
A． B． C． D．
2．（2022·浙江·玉环中学高二阶段练习）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中，
（1）下列做法中合理的是__________；
A．所采用的摆长分别是、、
B．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动
C．测量周期时，从最高点开始计时
D．测量摆长时，应用力拉紧摆线
（2）用最小刻度为的刻度尺测摆线长，用20分度的游标卡尺测小球的直径，测量情况如图所示。由此可知，单摆的摆长为__________（保留两位小数）。
3．（2021·河北保定·高二期中）在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
（1）用游标卡尺测小球的直径时测得读数如图甲所示，则小球的直径________mm。
（2）实验装置如图乙所示，P、Q均为单摆运动过程中的最高点，O为平衡位置，应该从________（选填“O”、“P”或“Q”）点开始计时。
（3）用毫米刻度尺测出摆线长L。当单摆摆动稳定后，用秒表测量单摆n次全振动的时间t，则当地的重力加速度大小可表示为________（用L、D、n和t表示）。
4．（2022·四川·雅安中学高二期中）某同学“用单摆测量南川中学的重力加速度”。
（1）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牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是___________（填字母代号）。
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）用游标卡尺测出单摆小球的直径D如图所示，则D=___________cm。
（3）为减小实验误差，多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制T2-L图像如图所示。由图可知重力加速度大小为g=___________（用图中字母表示）。
（4）关于实验操作或结果分析，下列说法正确的是( )（填正确答案标号）。
A．如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球
B．摆线要选细些的、伸缩性好的
C．为了使单摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，测量出的重力加速度g值偏小
5．（2022·湖北·公安县第三中学高二阶段练习）在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时
（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可选用的器材为___________
A．长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台
B．长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台
C．长的结实的细线、大木球、秒表、量程的刻度尺、铁架台
D．长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台
（2）为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最___________（填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并计数为，摆球每次通过该位置时计数加当计数为时，所用的时间为秒，则单摆周期为___________秒
（3）实验时某同学测得的值偏大，其原因可能是___________。
A．实验室的海拔太高
B．摆球太重
C．测出次全振动时间为，误作为次全振动时间进行计算
D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现了松动，使摆线长度增加了
（4）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和厦门大学的物理实验室，各自在那里利用先进的系统较准确地探究了“单摆的周期与摆长的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了图像，如图甲所示去北大的同学所测实验结果对应的图线是___________（填“”或“）另外，在厦大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图像如图乙所示，由图可知，a、b两单摆的摆长之比=___________。（北大所在地的纬度比厦大高）。
6．（2022·天津北京师范大学静海附属学校高二期中）某同学利用单摆测定当地重力加速度，实验装置如图甲所示，实验时使摆球在垂直于纸面的平面内摆动，为了将人工记录改为自动记录，在摆球运动最低点的右侧放一激光光源，在其左侧放一个与自动记录仪相连的光敏电阻。他用刻度尺测量细绳的悬点到均匀小球的顶端的距离当作摆长，测得摆长为L1时，仪器显示的光敏电阻R随时间t变化的图线如图乙所示。
①从图像乙可以看出，摆长为L1时振动周期为_______；则重力加速度表达式_______
②若保持悬点到小球顶端距离不变，换用直径为原来一半的另一均匀小球进行实验，则图乙中的t1将____（填“变大”、“不变”或“变小”）；与摆线长度加上小球半径作为摆长相比，此法求得的重力加速度___（填“偏大”、“偏小”或“相同”）。
③实验中，有三位同学作出T2—L的图线分别如图丙中的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a和c，下列分析正确的是_____（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
7．（2021·江苏·海安市李堡中学高二期中）在探究单摆运动的实验中：
（1）图（a）是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图（b）是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图象（Fmax、Fmin、重力加速度g均为已知量），根据图（b）的信息可得，从t＝0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为______s，周期为______s；
（2）单摆振动的回复力是______；
A．摆球所受的重力 B．摆球重力在垂直摆线方向上的分力
C．摆线对摆球的拉力 D．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力
（3）下列说法正确的是______。
A．用米尺量得细线长度L，则摆长为L
B．若增加摆球的质量，摆球的周期不变
C．根据题中所给的信息可以求出摆球的质量
D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度
8．（2022·河北·沧县中学高二阶段练习）用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。
（1）将摆球用细线悬挂在铁架台横梁上，应采用图2中________（选填“甲”或者“乙”）所示的固定方式。
（2）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长，再用10分度的游标卡尺测量摆球直径，其示数如图3所示，则_________mm。
（3）某次实验过程中，用秒表记录了单摆振动40次所用的时间如图4所示，该单摆的周期为______s。
（4）改变摆线的长度，由测量数据作出如图5所示的图像，根据图像求出重力加速度_______（已知，结果保留3位有效数字）。