2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實驗、探究 單擺的周期與擺長的關(guān)系課時作業(yè) 新人教版選修3-4.doc

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2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實驗、探究 單擺的周期與擺長的關(guān)系課時作業(yè) 新人教版選修3-41在“用單擺測重力加速度”的實驗中，下列說法正確的是() A要求擺線長度適當(dāng)，在擺動過程中不會伸縮，且質(zhì)量很小 B用秒表測出單擺完成一次全振動的時間，這就是單擺振動的周期；反復(fù)測三次，在算出測得周期的平均值 C用刻度尺測量擺長時，擺長下端應(yīng)從球心算起，量到懸點處 D測量周期T時，從擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時2針對用單擺測重力加速度的實驗，下面各種對實驗誤差的影響的說法中正確的是() A在擺長和時間的測量中，時間的測量對實驗誤差影響較大 B在擺長和時間的測量中，長度的測量對實驗誤差影響較大 C將振動次數(shù)n記為(n1)，測算出的g值比當(dāng)?shù)氐墓J(rèn)值偏大 D將擺線長當(dāng)作擺長，未加擺球的半徑測算出的g值比當(dāng)?shù)氐墓J(rèn)值偏大3為了提高周期的測量精度，下列哪些做法是可取的() A用秒表直接測量一次全振動的時間 B用秒表測30次至50次全振動的時間，計算出平均周期 C在平衡位置啟動秒表計時和結(jié)束計時 D在最大位移處啟動秒表計時和結(jié)束計時4在做“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”的實驗中，有人提出以下幾點建議，其中對提高測量結(jié)構(gòu)精確度有利的是() A適當(dāng)加長擺線 B質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的 C單擺偏離平衡位置的角度不能太大 D當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動的周期5某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋l(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到第5題圖球心的距離當(dāng)作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期T，畫出LT2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標(biāo)如圖所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g_.請你判斷該同學(xué)得到的實驗結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將_(填“偏大”、“偏小”或“相同”)6兩個同學(xué)利用假期分別去參觀北京大學(xué)和南京大學(xué)的物理實驗室，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)交換實驗數(shù)據(jù)，并由計算機(jī)繪制了T2L圖象，如圖甲所示，去北大的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是_(選填“A”或“B”)另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計算機(jī)繪制了兩種單擺的振動圖象(如圖乙)，由圖可知，兩單擺擺長之比_.甲乙第6題圖7下表是用單擺測定重力加速度實驗中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長l(m)0.50.60.81.1周期T2(s2)2.02.43.24.4(1)利用上述數(shù)據(jù)，在如圖所示的坐標(biāo)系中描繪出lT2圖象第7題圖(2)利用圖象，取T24.2 s2時，l_m重力加速度g_m/s2.8如圖所示，某同學(xué)采用雙線擺和光電計數(shù)器測量重力加速度已知每根懸線長l，兩懸點間相距為s，金屬小球半徑為r，AB為光電計數(shù)器第8題圖現(xiàn)將小球垂直于紙面向外拉動，使懸線偏離豎直方向一個較小的角度并由靜止釋放，同時啟動光電計數(shù)器，當(dāng)小球第一次經(jīng)過圖中虛線(光束)位置O時，由A射向B的光束被擋住，計數(shù)器計數(shù)一次，顯示為“1”，同時由零開始計時，而后每當(dāng)小球經(jīng)過O點時，計數(shù)器都要計數(shù)一次當(dāng)計數(shù)器上顯示的計數(shù)次數(shù)剛好為n時，計數(shù)器都要計數(shù)一次當(dāng)計數(shù)器上顯示的計數(shù)次數(shù)剛好為n時，計時時間為t.由此可知雙線擺的振動周期T為_；計算重力加速度g時，雙線擺的等效擺長L為_；最后依據(jù)公式g_，代入周期T和等效擺長L的值即可求出重力加速度9在“用單擺測重力加速度”的實驗中，第9題圖(1)某同學(xué)的操作步驟為：a取一根細(xì)線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上b用米尺量得細(xì)線長度lc用擺線偏離豎直方向5位置釋放小球d用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t，得到周期Tt/ne用公式g計算重力加速度按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比_ (填“偏大”、“相同”或“偏小”)(2)已知單擺在任意擺角時的周期公式可近似為TT0，式中T0為擺角趨近于0時的周期，a為常數(shù)為了用圖象法驗證該關(guān)系式，需要測量的物理量有_；若某同學(xué)在實驗中得到了如圖所示的圖線，則圖象中的橫軸表示_10在“用單擺測定重力加速度”的實驗中(1)測擺長時，若正確測出懸線長l和擺球直徑d；則擺長為_；(2)測周期時，當(dāng)擺球經(jīng)過_位置時開始計時并數(shù)1次，測出經(jīng)過該位置N次(約60100次)的時間為t，則周期_此外，請你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計一個實驗，粗略測出重力加速度g，并參照示例填寫下表(示例的方法不能再用)A天平；B.刻度尺；C.彈簧秤；D.電磁打點計時器；E.帶夾子的重錘；F.紙帶；G.導(dǎo)線若干；H.鐵架臺；I.低壓交流電源；J.低壓直流電源；K.小車；L.螺旋測微器；M.斜面(高度可調(diào)，粗糙程度均勻)第10題圖所選器材(只填器材序號)簡述實驗方法(不要求寫出具體步驟)示例B、D、E、F、G、H、J安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨重錘豎直下落用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)果實驗設(shè)計11.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：(1)某同學(xué)分別選用四種材料不同、直徑相同的實心球做實驗，各組實驗的測量數(shù)據(jù)如下若要計算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎担瑧?yīng)選用第_組實驗數(shù)據(jù).組別擺球材料擺長L/m最大擺角全振動次數(shù)N/次1銅0.4015202鐵1.005503鋁0.4015104木1.00550(2)甲同學(xué)選擇了合理的實驗裝置后，測量出幾組不同擺長L和周期T的數(shù)值，畫出如圖T2L圖象中的實線OM，并算出圖線的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭_.第11題圖(3)乙同學(xué)也進(jìn)行了與甲同學(xué)同樣的實驗，但實驗后他發(fā)現(xiàn)測量擺長時忘了加上擺球的半徑，則該同學(xué)做出的T2L圖象為() A虛線，不平行OM B虛線，平行OM C虛線，平行OM D虛線，不平行OM課時作業(yè)(五十)實驗、探究：單擺的周期與擺長的關(guān)系1.AD【解析】 由實驗原理易知A、D正確，單擺周期通常要測量50次全振動的時間，然后取平均而得到，而小球半徑是用卡尺來測量2.AC【解析】 對于單擺測重力加速度的實驗，重力加速度的表達(dá)式由于與周期是平方關(guān)系，它若有誤差，在平方后會更大，所以時間的測量影響更大些，A對另外，如果振動次數(shù)多數(shù)了一次，會造成周期的測量值變小，重力加速度測量值變大，C也對；若當(dāng)擺長未加小球的半徑，將使擺長的測量值變小，g值變小D項錯3.BC【解析】 為了提高精確度應(yīng)測3050次全振動的時間，且在平衡位置開始計時和結(jié)束計時，B、C正確4.AC【解析】 為了提高測量結(jié)果的精度有利的做法是擺線不能過短，擺球體積不能太大，單擺偏離平衡位置的角度不能超過10，應(yīng)用累積法測周期，AC對5.相同【解析】 由公式T2 易推出g而當(dāng)L改變時，L不變，g也不變6.B【解析】 根據(jù)T2，T2，根據(jù)圖象可知kAkB，則gAgB，由于北京地區(qū)比南京地區(qū)的重力加速度大，則北大同學(xué)測的是圖線B.由圖乙，Tas，Tb2S，兩單擺擺長之比.7.(1)如圖所示(2)1.052【解析】 (1)做圖如圖所示；(2)讀圖知T24.2S2時，L1.05 m，重力加速度g422.第7題圖8.r第8題圖【解析】 注意計數(shù)器開始計時以后，每兩次經(jīng)過平衡位置才算一個周期，T，等效擺長如圖，所以Llrr，g9.(1)偏小(2)T(或t、n)，T【解析】 (1)單擺的擺長Ll，本題中用線長l代替擺長L，從而使得重力加速度的測量值偏小(2)因要驗證T與的關(guān)系，所以需要測量周期T(也可測t和n，Tt/n)和擺角，由于該圖線在橫軸上的截距大于零，結(jié)合題意知，圖像中的橫軸表示T.10.(1)l(2)平衡；所選器材(只填器材序號)簡述實驗方法(不要求寫出具體步驟)實驗設(shè)計A、C、E用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質(zhì)量m，則gG/m.或?qū)嶒炘O(shè)計B、D、F、G、I、K、M安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑用該度尺測出所需數(shù)據(jù).改變斜面高度再測一次，利用兩次數(shù)據(jù)，由牛頓第二定律算出結(jié)果【解析】 單擺的擺長是從懸線的懸掛點到小球重心的距離，題中小球視為質(zhì)量分布均勻，故擺長為： l；測定周期時，擺球在最低處平衡位置速度最大，因此應(yīng)從最低位置開始計時并計數(shù)N次，則小球完成了次全振動，故其周期T.測重力加速度的方法有多種，其中一種用斜面和打點計時器由牛頓第二定律來測，方法見答案11.(1)2(2)(3)B【解析】 (1)本實驗應(yīng)選擇細(xì)、輕又不宜伸長的線，長度一般在1m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； 振動次數(shù)N應(yīng)該在30次到50次之間比較四種材料，只有第2組實驗數(shù)據(jù)合適(2)根據(jù)圖象可知，kT2/l，又因為單擺的周期公式T2，可得g42 .(3)由g42，可得k(常數(shù))，所以k，可見，若錯把擺線長作為擺長，根據(jù)所得數(shù)據(jù)連成的直線的斜率是不變的；若乙同學(xué)錯把擺線長作為擺長，那么記錄的周期T所對應(yīng)的擺長偏小，即在題圖中，取周期T相同時，乙同學(xué)描出的點偏左，據(jù)此可知，該同學(xué)做出的T2L圖象應(yīng)該為虛線.本題答案為B.