2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 機(jī)械振動和機(jī)械波 第3講 實驗 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度檢測.doc

2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第八章 機(jī)械振動和機(jī)械波 第3講 實驗 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度檢測1.xx北京東城一模,21(2)實驗小組的同學(xué)們用如圖1所示的裝置做“用單擺測定重力加速度”的實驗。圖1用l表示單擺的擺長,用T表示單擺的周期,重力加速度g=。實驗時除用到停表、刻度尺外,還應(yīng)該用到下列器材中的(選填選項前的字母)。A.長約1 m的細(xì)線B.長約1 m的橡皮繩C.直徑約1 cm的均勻鐵球D.直徑約10 cm的均勻木球選擇好器材,將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上,應(yīng)采用圖中所示的固定方式。將單擺正確懸掛后進(jìn)行如下操作,其中正確的是(選填選項前的字母)。A.測出擺線長作為單擺的擺長B.把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度釋放,使之做簡諧運動C.在擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時D.用停表測量單擺完成1次全振動所用時間并作為單擺的周期甲同學(xué)多次改變單擺的擺長并測得相應(yīng)的周期,他根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出了如圖4所示的圖像,但忘記在圖中標(biāo)明橫坐標(biāo)所代表的物理量。你認(rèn)為橫坐標(biāo)所代表的物理量是(選填“l(fā)2”“l(fā)”或“”),若圖線斜率為k,則重力加速度g=(用k表示)。圖4乙同學(xué)測得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值,造成這一情況的原因可能是(選填選項前的序號)。A.開始擺動時振幅較小B.開始計時時,過早按下停表C.測量周期時,誤將擺球(n-1)次全振動的時間記為n次全振動的時間丙同學(xué)畫出了單擺做簡諧運動時的振動圖像如圖5所示,則擺線偏離豎直方向的最大擺角的正弦值約為(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。圖52.利用單擺測當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛欣糜螛?biāo)卡尺測得金屬小球直徑如圖1所示,小球直徑d=cm。圖1某同學(xué)測量數(shù)據(jù)如表,請在圖2中畫出L-T2圖像。L/m0.4000.5000.6000.8001.20T2/s21.602.102.403.204.80圖2由圖像可得重力加速度g=m/s2(保留三位有效數(shù)字)。某同學(xué)在實驗過程中,擺長沒有加小球的半徑,其他操作無誤,那么他得到的實驗圖像可能是下列圖像中的。綜合提能1.某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。他組裝單擺時,在擺線上端的懸點處,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)擺動他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺量得從懸點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。下列振動圖像真實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驗要求且誤差最小的是(填字母代號)。2.(1)在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中,兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖甲、乙所示。測量方法正確的是(選填“甲”或“乙”)。(2)實驗時,若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動,為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù),在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻,如圖甲所示。光敏電阻與某一自動記錄儀相連,該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t變化圖線如圖乙所示,則該單擺的振動周期為。若保持懸點到小球頂點的線長不變,改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實驗,則該單擺的周期將(填“變大”、“不變”或“變小”),圖乙中的t將(填“變大”、“不變”或“變小”)。答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1.答案AC3BCC0.04解析由單擺周期公式T=2,得g=。擺線盡量選長且不易伸縮的細(xì)線,擺球盡量選重且直徑小的。擺動過程中擺長應(yīng)不變。擺長應(yīng)為懸線長與擺球半徑之和;要測多次全振動所用時間計算周期,可減小誤差。由T=2知T- 圖像是一次函數(shù)圖像,斜率k=,得g=。由T=2,得g=,C項可使T偏小,則g偏大,C正確。過早按下停表,會使T偏大,g偏小。A項對T的測量無影響。l sin 0.04 m,sin 0.042.答案2.26如圖所示9.86B解析主尺讀數(shù)為:2.2 cm;游標(biāo)尺讀數(shù)為:60.1 mm=0.6 mm=0.06 cm,故小球直徑為2.2 cm+0.06 cm=2.26 cm;由單擺周期公式T=2,得:L=T2;L-T2圖線斜率為k=,可得:g=42k,由圖像可得:k= m/s2=0.25 m/s2,可得:g=43.1420.25 m/s2=9.86 m/s2。在實驗過程中,擺長沒有加小球的半徑,其他操作無誤,可知:L=T2-L0,可知B正確,A、C、D錯誤。綜合提能1.答案AC12.00.993 0A解析橡皮夾牢擺線的目的是保證擺球在擺動過程中擺長不變,同時也是為了在需要改變擺長時便于調(diào)節(jié),A、C正確;與測量周期的準(zhǔn)確性無關(guān),與擺動是否能在同一平面內(nèi)無關(guān),B、D錯誤。游標(biāo)卡尺的0刻線與主尺上的1.20 cm刻線對齊,故其讀數(shù)為12.0 mm,單擺的擺長l=0.999 0 m-0.012 0 m=0.993 0 m。從平衡位置開始計時,測量的周期準(zhǔn)確,B錯。由測30次全振動的總時間為t可得T=,此法相對準(zhǔn)確,D錯。當(dāng)振幅為30 cm時,sin =0.3>0.26=sin 15,即>15,而單擺只有在擺角小于5時為簡諧運動,故C錯。sin =0.08<0.087=sin 5,即<5,可知A正確。2.答案(1)乙(2)2t0變大變大解析(1)由游標(biāo)卡尺的使用方法知乙圖操作正確。(2)小球擺動到最低點時,擋光使得光敏電阻阻值增大,從t1時刻開始,再經(jīng)兩次擋光完成一個周期,故T=2t0;擺長為擺線長加小球半徑,當(dāng)小球直徑變大,則擺長增加,由周期公式T=2可知,周期變大;當(dāng)小球直徑變大,擋光時間增加,即t變大。