新版高中物理2.5 实验：用单摆测量重力加速度（同步练习）（解析版）-【新教材精创】2020-2021学年高中物理新教材同步备课（人教版选择性必修第一册).docVIP

2.5用单摆测量重力加速度

一、选择题

1.(多选)如某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．

他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是()

A．保证摆动过程中摆长不变

B．可使周期测量得更加准确

C．需要改变摆长时便于调节

D．保证摆球在同一竖直平面内摆动

【答案】AC

【解析】在“探究影响单摆周期的因素”实验中，应使单摆在摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调节，故选项A、C正确，选项B、D错误．

2.(单选)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m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均为30次全振动的图象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是()．

【答案】A

【解析】单摆振动的摆角θ≤5°，当θ＝5°时单摆振动的振幅A＝lsin5°＝0.087m＝8.7cm，且为了计时准确，应在摆球摆至平衡位置时开始计时，故选项A正确，选项B、C、D错误．

3．(多选)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议：其中对提高测量结果精确度有利的是（）

A．适当加长摆线

B．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的

C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大

D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期

【答案】AC

【解析】单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度．在摆角小于5°的条件下，适当加长摆线长度，有利于把摆球看成质点，摆球的空间位置变化较大，便于观察，选项A对．摆球体积越大，所受空气阻力越大，对质量相同的摆球其影响越大，选项B错．摆角应小于5°，选项C对．本实验采用累积法测量周期，若仅测量一次全振动，由于球过平衡位置时速度较大，难以准确记录，且一次全振动的时间太短，偶然误差较大，选项D错．

4.(单选）某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时，测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度的实际值．造成这一情况的可能原因是()

A．测量摆长时，把悬挂状态的摆线长当成了摆长

B．测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表，记为第0次，此后摆球第30次通过平衡位置时制动秒表，读出经历的时间为t，并由计算式T＝eq\f(t,30)求得周期

C．开始摆动时振幅过小

D．所用摆球的质量过大

【答案】B

【解析】由T＝2πeq\r(\f(l,g))得g＝eq\f(4π2,T2)l，g值偏大说明l偏大或T偏小．把悬挂状态的摆线长当成摆长，会使l偏小，g值偏小，A错；摆球第30次通过平衡位置时，实际上共完成了15次全振动，周期T＝eq\f(t,15)，误认为30次全振动，会使T变小，引起g值明显偏大，B对；单摆周期与振幅和摆球质量无关，C、D错误．

5.（多选）某同学想在家里做“用单摆测定重力加速度”的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小约为3cm、外形不规则的大理石代替小球．他设计的实验步骤是

A．将石块和细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点；

B．用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长；

C．将石块拉开一个大约α＝5°的角度，然后由静止释放；

D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由T＝eq\f(t,30)得出周期；

E．改变OM间尼龙线的长度再做几次实验，记下每次相应的l和T；

F．求出多次实验中测得的l和T的平均值，作为计算时用的数据，代入公式g＝(eq\f(2π,T))2l，

【答案】BDF

【解析】(1)摆长应为石块重心到悬点的距离，故B步骤错误；计时开始的位置应为摆球振动的平衡位置，故D步骤错误；在用公式g＝(eq\f(2π,T))2l计算g时，应先将各项的l和T单独代入求解g值，不能先求l、T的平均值再代入求解．故F步骤也错误．

6.(单选)一位同学用单摆做测量重力加速度的实验．他将摆挂起后，进行了如下步骤：指出下面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正．(不要求进行误差计算)

A．测摆长l：用米尺量出摆线的长度；

B．测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T＝eq\f(t,60).

C．将所测得的l和T代入单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去．

【答案】A

【解析】:用米尺量摆长时，摆长的下端从球心算起；B：T＝eq\f(t,29.5)；C：g应测量多次，然后取平