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1,、
A.0.56 m B.0.65 m C.1.0 m D.2.3 m 答案：A解析:由題中條件可得單擺的周期為T=  s=1.5 s,由周期公式T=2π ,可得l= = m≈0.56 m,故選項(xiàng)A正確.2,、某同學(xué)做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時,測得的重力加速度數(shù)值明顯大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值.造成這一情況的可能原因是( ) A.測量擺長時,把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)成擺長 B.測量周期時,當(dāng)擺球通過平衡位置時啟動秒表,此后擺球第30次通過平衡位置時制動秒表,讀出經(jīng)歷的時間為t,并由計算式T= C.開始擺動時振幅過小 D.所用擺球的質(zhì)量過大 答案：B解析:由T=2π 得g= l,g值偏大說明l偏大或T偏小.把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)成擺長,會使l偏小,g值偏小,選項(xiàng)A錯誤;擺球第30次通過平衡位置時,實(shí)際上共完成15次全振動,周期T= ,誤認(rèn)為30次全振動,T偏小引起g值明顯偏大,選項(xiàng)B正確;單擺周期與振幅和擺球質(zhì)量無關(guān),選項(xiàng)C、D錯誤.3、在用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中:
(1)實(shí)驗(yàn)時必須控制擺角很小,并且要讓單擺在 平面內(nèi)擺動; (2)某同學(xué)測出不同擺長時對應(yīng)的周期T,作出L (3)若該同學(xué)測量擺長時漏加了小球半徑,而其他測量,、計算均無誤,則以上述方法算得的g值和真實(shí)值相比是 的(選填“偏大”、“偏小”或“不變”). 解析:(2)由單擺的周期公式T=2π 答案:(1)豎直平面 (2)4π2 4、某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中: (1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑,測量結(jié)果如圖所示,則該擺球的直徑為 cm.
(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下說法,其中正確的是 .(填選項(xiàng)前的字母) A.把單擺從平衡位置拉開30°的擺角,并在釋放擺球的同時開始計時 B.測量擺球通過最低點(diǎn)100次的時間t,則單擺周期為 C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長,代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大 D.選擇密度較小的擺球,測得的重力加速度值誤差較小 解析:(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為 0.9 cm+7×0.1 mm=0.97 cm. (2)單擺符合簡諧運(yùn)動的條件是最大偏角不超過5°,并從平衡位置開始計時,故A錯誤;若第一次過平衡位置記為“0”,則周期T= 答案:(1)0.97(0.96,、0.98均可) (2)C 5、在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中: (1)某同學(xué)分別選用四種材料不同,、直徑相同的實(shí)心球做實(shí)驗(yàn),各組實(shí)驗(yàn)的測量數(shù)據(jù)如下.若要計算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?應(yīng)選用第 組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).
(2)甲同學(xué)選擇了合理的實(shí)驗(yàn)裝置后,測量出幾組不同擺長L和周期T的數(shù)值,畫出如圖T2
(3)乙同學(xué)也進(jìn)行了與甲同學(xué)同樣的實(shí)驗(yàn),但實(shí)驗(yàn)后他發(fā)現(xiàn)測量擺長時忘了加上擺球的半徑,則該同學(xué)作出的T2 A.虛線①,不平行OM B.虛線②,平行OM C.虛線③,平行OM D.虛線④,不平行OM 解析:(1)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)選擇細(xì),、輕又不宜伸長的線,長度一般在1 m左右;小球應(yīng)選用直徑較小、密度較大的金屬球;單擺的最大擺角不能超過5°;全振動次數(shù)N應(yīng)該在30次到50次之間.比較四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),只有第2組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合適. (2)根據(jù)圖像可知,k=T2/L, 又因?yàn)閱螖[的周期公式T=2π 可得g=4π2 (3)由g=4π2 所以 答案:(1)2 (2) 6,、某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素.
(1)他組裝單擺時,在擺線上端的懸點(diǎn)處,用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線,再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊,如圖所示.這樣做的目的是 (填字母代號). A.保證擺動過程中擺長不變 B.可使周期測量得更加準(zhǔn)確 C.需要改變擺長時便于調(diào)節(jié) D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動 (2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長度L=0.999 0 m.再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑,結(jié)果如圖所示,則該擺球的直徑為 mm,單擺擺長為 m.
(3)下列振動圖像真實(shí)地描述了對擺長約為1 m的單擺進(jìn)行周期測量的四種操作過程,圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計時開始,A,、B、C均為30次全振動的圖像,已知sin 5°=0.087,sin 15°=0.26,這四種操作過程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是 (填字母代號).
解析:(1)橡皮的作用是使擺線擺動過程中懸點(diǎn)位置不變,從而保證擺長一定,同時又便于調(diào)節(jié)擺長,選項(xiàng)A、C正確; (2)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得擺球直徑為 d=12 mm+0.1 mm×0=12.0 mm, 則單擺擺長為L0=L-d/2=0.993 0 m(注意統(tǒng)一單位); (3)單擺擺角應(yīng)很小,且計時位置應(yīng)從最低點(diǎn)(即速度最大位置)開始,故選項(xiàng)A的操作符合要求. 答案:(1)AC (2)12.0 0.993 0 (3)A 7,、某同學(xué)在家里做用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn),但沒有合適的擺球,他找到了一塊大小為3 cm左右,外形不規(guī)則的小石塊代替小球,他設(shè)計的實(shí)驗(yàn)步驟是:
A.將石塊用彈性極小的細(xì)尼龍線系好,結(jié)點(diǎn)為M,將尼龍線的上端固定于O點(diǎn). B.用刻度尺測量OM間尼龍線的長度L作為擺長. C.將石塊拉開一個大約θ=30°的角度,然后由靜止釋放. D.從擺球擺到最高點(diǎn)時開始計時,測出30次全振動的總時間t,由T= E.改變OM間尼龍線的長度再做幾次實(shí)驗(yàn),記下相應(yīng)的L和T. F.求出多次實(shí)驗(yàn)中測得的物理量的平均值作為計算時使用的數(shù)據(jù),代入公式求出重力加速度g. (1)你認(rèn)為該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯誤的步驟 (填寫實(shí)驗(yàn)步驟前的“字母”). (2)該同學(xué)用OM的長作為擺長,這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實(shí)值偏大還是偏小? .你認(rèn)為用什么方法可以解決擺長無法準(zhǔn)確測量的困難? 解析:(1)選項(xiàng)B中擺長應(yīng)從懸點(diǎn)到小石塊的重心的長度;選項(xiàng)C中擺角太大,不能看做簡諧運(yùn)動;選項(xiàng)D中測量時間時應(yīng)從單擺擺到最低點(diǎn)開始計時;選項(xiàng)F中必須先分別求出各組L和T值對應(yīng)的g,再取所求得的各個g的平均值. (2)根據(jù)g= 答案:(1)BCDF (2)偏小 見解析 8,、有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀北京大學(xué)和南京大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)室,各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長l的關(guān)系”,他們通過校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并由計算機(jī)繪制了T2  l圖像,如圖(甲)所示.去北京大學(xué)的同學(xué)所測實(shí)驗(yàn)結(jié)果對應(yīng)的圖線是 (填“A”或“B”).另外,在南京大學(xué)做探究的同學(xué)還利用計算機(jī)繪制了a、b兩個擺球的振動圖像如圖(乙),由圖可知,兩單擺擺長之比= (兩地g值差別忽略不計).在t=1 s時,b球振動方向是 .
解析:由單擺的周期公式得T=2π 答案:B |
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求得周期
