四川省内江第六中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：1.5学生实验：用单摆测定重力加速度 配套练习（含解析）

1.5学生实验：用单摆测定重力加速度 1．某课外兴趣小组做“用单摆测定重力加速度”的实验． (1)下列选项是小组成员提出的建议，其中正确的是_____； A．为了防止断裂，摆线要选择长些的、伸缩性大些的细绳 B．为了减小阻力，摆球尽量选择质量大些、体积小些的钢球 C．为了方便测量，应使摆线偏离竖直位置30°角静止释放 D．为了减小误差，在摆球经过平衡位置时开始计时，经过多次全振动后停止计时 (2)该小组成员用10分度的游标卡尺测摆球直径如图所示，摆球的直径为_____mm； (3)该小组成员测出了摆线的长为l，摆球的直径为d，n次全振动的总时间为t，则当地的重力加速度g=_____． 2．某同学利用单摆测量重力加速度. (1)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最顶端的长度=96.82cm，再用螺旋测微器测量摆球直径，结果如图甲所示，则摆球直径d=_____cm； (2)实验时，他利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源 与光敏电阻，光敏电阻与某自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的振动周期为T=_____s； (3)根据以上测量数据可得重力加速度g=_____(结果保留三位有效数字)，如果该同学测得的g值偏小，可能的原因是_____(填正确答案标号) A．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 B．计算摆长时用的是L=+d C．摆球摆动的振幅偏小 3．某同学利用单摆测定当地的重力加速度，按如下步骤进行操作： （i）取一根符合实验要求的摆线，下端系一金属小球，上端固定在O点； （ii）测量出悬点O到小球球心的距离L记为摆长； （iii）拉动小球使细线偏离竖直方向一个较小的角度，然后静止释放小球； （iv）用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t． 请你结合以上操作回答： ①用以上所测物理量的符号表示重力加速度的测量值，其表达式为g=_____． ②图（甲）中的秒表示数为一单摆完成45次全振动经历的时间，则该单摆振动周期的测量值为_____s．（保留2位有效数字） ③为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有（_____） A．摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动 B．测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长 C．摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大 D．测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时 ④在与其他同学交流实验数据处理方案后，他决定用图像法处理数据，并通过改变摆长，测得了多组摆长l和对应的周期T，并用这些数据作出T2-l图像如图（乙）所示．若图线的斜率为k，则重力加速度的测量值g=_____（用字母表示）．另一位同学利用图像法处理数据，得到的图像如图（丙）所示，这位同学通过分析发现图像不过原点的原因是：在计算摆长时未计入小球的半径，则该同学根据图像丙计算得到的加速度会_____（填“偏大”、“不变”、“偏小”）． 4．某同学做“用单摆测重力加速度”的实验时，只测量了悬点与小球上端结点之间的距离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为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小球的半径和当地的重力加速度g. (1)现有如下测量工具：A．时钟；B．秒表；C．天平；D．毫米刻度尺．本实验所需的测量工具有_____． (2)如果实验中所得到的T2－L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的_____． (3)由图象可知，小球的半径r＝_____ cm；当地的重力加速度g＝_____ m/s2。 5．（课本实验考察）某同学利用单摆测定当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。 （1）在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做50次全振动的时间，如图乙所示，秒表的读数为_____s。 （2）该同学经测量得到5组摆长L和对应的周期T，画出L﹣T2 ... ...