2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)、探究 單擺的周期與擺長的關(guān)系課時(shí)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(shí)驗(yàn)、探究 單擺的周期與擺長的關(guān)系課時(shí)作業(yè) 新人教版選修3-4 1．在“用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是( ) A．要求擺線長度適當(dāng)，在擺動(dòng)過程中不會(huì)伸縮，且質(zhì)量很小 B．用秒表測出單擺完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，這就是單擺振動(dòng)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(shí)，擺長下端應(yīng)從球心算起，量到懸點(diǎn)處 D．測量周期T時(shí)，從擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí) 2．針對(duì)用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)，下面各種對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的影響的說法中正確的是( ) A．在擺長和時(shí)間的測量中，時(shí)間的測量對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差影響較大 B．在擺長和時(shí)間的測量中，長度的測量對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差影響較大 C．將振動(dòng)次數(shù)n記為(n＋1)，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(dòng)的時(shí)間 B．用秒表測30次至50次全振動(dòng)的時(shí)間，計(jì)算出平均周期 C．在平衡位置啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)和結(jié)束計(jì)時(shí) D．在最大位移處啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí)和結(jié)束計(jì)時(shí) 4．在做“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，有人提出以下幾點(diǎn)建議，其中對(duì)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(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期 5．某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點(diǎn)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(duì)應(yīng)的周期T，畫出LT2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖所示．他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g＝______.請(qǐng)你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)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(gè)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(jì)算機(jī)繪制了T2—L圖象，如圖甲所示，去北大的同學(xué)所測實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)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(jì)算機(jī)繪制了兩種單擺的振動(dòng)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(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)： 擺長l(m) 0.5 0.6 0.8 1.1 周期T2(s2) 2.0 2.4 3.2 4.4 (1)利用上述數(shù)據(jù)，在如圖所示的坐標(biāo)系中描繪出l－T2圖象． 第7題圖 (2)利用圖象，取T2＝4.2 s2時(shí)，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(jì)數(shù)器測量重力加速度．已知每根懸線長l，兩懸點(diǎn)間相距為s，金屬小球半徑為r，AB為光電計(jì)數(shù)器． 第8題圖 現(xiàn)將小球垂直于紙面向外拉動(dòng)，使懸線偏離豎直方向一個(gè)較小的角度并由靜止釋放，同時(shí)啟動(dòng)光電計(jì)數(shù)器，當(dāng)小球第一次經(jīng)過圖中虛線(光束)位置O時(shí)，由A射向B的光束被擋住，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，顯示為“1”，同時(shí)由零開始計(jì)時(shí)，而后每當(dāng)小球經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)，計(jì)數(shù)器都要計(jì)數(shù)一次．當(dāng)計(jì)數(shù)器上顯示的計(jì)數(shù)次數(shù)剛好為n時(shí)，計(jì)數(shù)器都要計(jì)數(shù)一次．當(dāng)計(jì)數(shù)器上顯示的計(jì)數(shù)次數(shù)剛好為n時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間為t.由此可知雙線擺的振動(dòng)周期T為________；計(jì)算重力加速度g時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(tái)上 b．用米尺量得細(xì)線長度l c．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(dòng)的總時(shí)間t，得到周期T＝t/n e．用公式g＝計(jì)算重力加速度 按上述方法得出的重力加速度值與實(shí)際值相比________ (填“偏大”、“相同”或“偏小”)． (2)已知單擺在任意擺角θ時(shí)的周期公式可近似為T′＝T0，式中T0為擺角θ趨近于0時(shí)的周期，a為常數(shù)．為了用圖象法驗(yàn)證該關(guān)系式，需要測量的物理量有________；若某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中．(1)測擺長時(shí)，若正確測出懸線長l和擺球直徑d；則擺長為______；(2)測周期時(shí)，當(dāng)擺球經(jīng)過__________位置時(shí)開始計(jì)時(shí)并數(shù)1次，測出經(jīng)過該位置N次(約60～100次)的時(shí)間為t，則周期__________． 此外，請(qǐng)你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)計(jì)時(shí)器；E.帶夾子的重錘；F.紙帶；G.導(dǎo)線若干；H.鐵架臺(tái)；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(hào)) 簡述實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 11.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(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?，?yīng)選用第________組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù). 組別 擺球材料 擺長L/m 最大擺角 全振動(dòng)次數(shù)N/次 1 銅 0.40 15 20 2 鐵 1.00 5 50 3 鋁 0.40 15 10 4 木 1.00 5 50 (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T2L圖象中的實(shí)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(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)后他發(fā)現(xiàn)測量擺長時(shí)忘了加上擺球的半徑，則該同學(xué)做出的T2L圖象為( ) 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 課時(shí)作業(yè)(五十) 實(shí)驗(yàn)、探究：單擺的周期與擺長的關(guān)系 1.AD 【解析】 由實(shí)驗(yàn)原理易知A、D正確，單擺周期通常要測量50次全振動(dòng)的時(shí)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(duì)于單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)，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(huì)更大，所以時(shí)間的測量影響更大些，A對(duì)．另外，如果振動(dòng)次數(shù)多數(shù)了一次，會(huì)造成周期的測量值變小，重力加速度測量值變大，C也對(duì)；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?。瓺項(xiàng)錯(cuò)． 3.BC 【解析】 為了提高精確度應(yīng)測30～50次全振動(dòng)的時(shí)間，且在平衡位置開始計(jì)時(shí)和結(jié)束計(jì)時(shí)，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(duì)． 5. 相同 【解析】 由公式T＝2π 易推出 g＝而當(dāng)L改變時(shí)，ΔL不變，g也不變． 6.B 【解析】 根據(jù)T＝2π，T2＝，根據(jù)圖象可知kA>kB，則gA下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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