2.4　实验：用单摆测量重力加速度（课件 学案 练习，共3份）教科版（2019）选择性必修第一册

4　实验：用单摆测量重力加速度 1题10分，2～4题每题12分，5题14分，共60分 1．(10分)(2023·绵阳市高二期中)某同学在做“用单摆测量重力加速度”实验中： (1)(2分)先测得摆线长，摆球的直径由如图甲所示游标卡尺测得，则小球直径为_____ cm。 (2)(2分)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，并用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，如图乙所示求出周期，则停表所示读数为_____ s。 (3)(4分)为了提高测量精度，需多次改变L的值并测得相应的T值。现测得的六组数据，标示在以L为横坐标，T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点。(取π2＝10，结果均保留三位有效数字) ①根据图中的数据点作出T2与L的关系图线； ②图线的斜率为_____ s2/m； ③重力加速度g＝_____ m/s2。 (4)(2分)如果测得的g值偏大，可能的原因是_____。 A．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了 B．把n次全振动的时间误记为n＋1次全振动的时间 C．以摆线长作为摆长来计算 D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算 2．(12分)在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时， (1)(2分)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．20 cm长的结实的细线、小木球、停表、米尺、铁架台 B．100 cm长的结实的细线、小钢球、停表、米尺、铁架台 C．100 cm长的结实的细线、大木球、停表、50 cm量程的刻度尺、铁架台 D．100 cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台 (2)(2分)若摆球的直径为D，悬线长为L，则摆长为_____； (3)(4分)为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最_____(填“高”或“低”)点时开始计时，并计数为1，摆球每次通过该位置时计数加1，当计数为63时，所用的时间为t秒，则单摆周期为_____秒； (4)(4分)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，并用计算机绘制了T2－l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“A”或B)。另外，在厦大的同学还利用计算机绘制了a、b两单摆的振动图像如图乙所示，由图可知，a、b两单摆的摆长之比为_____。(北京的纬度比厦门高) 3．(12分)在“用单摆测量重力加速度”的实验中， (1)(2分)以下做法正确的是_____。 A．测量摆长时，用刻度尺量出悬点到摆球间的细线长度作为摆长L B．测量周期时，从摆球经过平衡位置开始计时，经历50次全振动总时间为t，则周期为 C．摆动中出现了轻微的圆锥摆情形，王同学认为对实验结果没有影响而放弃了再次实验的机会 D．释放摆球时，应注意细线与竖直方向的夹角为5°左右 (2)(4分)黄同学先测得摆线长为97.92 cm，后用游标卡尺测得摆球直径(如图)，读数为_____ cm；再测得单摆的周期为2 s，最后算出当地的重力加速度g的值为_____ m/s2。(π2取9.86，结果保留两位小数) (3)(3分)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这两个学生中_____。 A．甲的说法正确 B．乙的说法正确 C．两学生的说法都是错误的 (4)(3分)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程。图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C、D均为30次全振动的图像，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_____。 4．(12分)(2023·湖北省高二期末)在“用单摆测量重力加速度”的实验中。 (1)(4分)用最小刻度为1 mm的刻度尺测量摆 ... ...