中小学教育资源及组卷应用平台 2025人教版高中物理选择性必修第一册 第二章 机械振动 5 实验:用单摆测量重力加速度 基础过关练 题组一 实验原理与操作 1.(2024江苏常州联盟校期中)“用单摆测重力加速度”的实验中,为了尽可能减小实验误差,下述操作中不合理的是 ( ) A.摆线偏离竖直方向的最大角度小于5° B.减小摆球的质量 C.让小球尽可能在同一竖直面内摆动 D.当小球通过平衡位置时开始计时 2.(经典题)(2024重庆黔江中学月考)小明在家里做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。如图1所示,他找到了一块外形不规则的小石块代替摆球,设计的实验步骤如下: A.将小石块用不可伸长的细线系好,结点为N,细线的上端固定于O点; B.用刻度尺测量O、N间细线的长度l作为摆长; C.将石块拉开,使细线与竖直方向的夹角α=5°,然后由静止释放; D.从石块摆至某一位置处开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=得出周期; E.改变O、N间细线的长度再做几次实验,记下相应的l和T; F.根据公式g=l,分别计算出每组l和T对应的重力加速度g,然后取平均值即可作为重力加速度的测量结果。 (1)小石块摆动的过程中,充当回复力的是 。 A.重力 B.拉力 C.拉力沿水平方向的分力 D.重力沿轨迹切线方向的分力 (2)为使测量更加准确,步骤D中,小明应从石块摆至 (选填“最大位移”或“平衡位置”)处开始计时。 (3)小明用ON的长度l作为摆长,利用公式g=l求出的重力加速度与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”)。 (4)小红利用小明测出的多组摆长l和周期T的值,作出T2-l图线如图2所示,计算出图线的斜率为k,由斜率k求重力加速度的表达式是g= 。 (5)在步骤F中,有同学认为可以先将多次测量的摆长l取平均值得到,周期T取平均值得到,再代入公式g=l,得到重力加速度g的测量结果,你认为这种做法是否正确 (选填“正确”或“错误”)。 题组二 数据处理与误差分析 3.(2024江苏南京联考)某同学利用单摆测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是 ( ) A.开始摆动时振幅较小 B.开始计时时,过早按下停表 C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间 D.测量摆长时,将悬点到小球上端边缘的距离作为摆长 4.(2024山东淄博实验中学期中)在“用单摆测量重力加速度”的实验中,某实验小组在测量单摆的周期时,测得摆球N次全振动的总时间为Δt。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆线长度为l,再用游标卡尺测得摆球的直径为D。回答下列问题: (1)为了减小测量周期的误差,实验时需要在适当的位置作一标记,当摆球通过该标记时开始计时,该标记应该在摆球摆动轨迹的 。 A.最高点 B.最低点 C.任意位置 (2)用题目中给出的字母表示出重力加速度大小为g= 。 (3)为了提高实验的准确度,在实验中可多次改变摆长L,并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L和T的数值,以L为横坐标,T2为纵坐标,作出T2-L图线,但同学们不小心,每次都把小球直径当作半径来计算摆长,由此得到的T2-L图线是图乙中的 (选填“①”“②”或“③”)。 (4)在没有游标卡尺的情况下,某同学先测出摆长较长时的摆线长度L1,并测出此时单摆的周期T1;然后把摆线长度缩短为L2,再测出其周期T2。则当地重力加速度大小的表达式为g= (结果用L1、L2、T1、T2表示)。 5.(2024广东东莞中学期中)如图1所示,某同学在“利用单摆测重力加速度”的实验中,测得摆线长为l,摆球直径为d,然后用停表记录了单摆n次全振动所用的时间为t。则: (1)下列最合理的装置是 。 (2)用螺旋测微器测量摆球直径,示数如图2所示,读数为 mm。用停表记录了单摆50次全振动所用的时间,如图3所示,为 ... ...
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