2.5 实验：用单摆测量重力加速度 培优提升练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.5 实验：用单摆测量重力加速度 培优提升练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-03 07:55:56 | ||
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文档简介
2.5 实验：用单摆测量重力加速度
一、单选题
1．（2021·全国·高二课时练习）砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动。其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若有两个砂摆而薄板也分别以、两种速度拉动，且，得到如图所示的两种图像，则其振动周期T1和T2的关系为（ ）
A． B． C． D．
2．（2021·山东·济南市历城第二中学模拟预测）在一次做“探究单摆周期T与摆长L的关系”实验中，在测量单摆周期时，摆球通过最低点时开始计时并记数为0次，则到摆球第N次通过最低点所用时间为t，摆线长度为l，某同学根据测量数据绘制出图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
摆球直径
B．单摆周期的平方（）与摆线长度l成正比。
C．当地重力加速度大小为 D．当地重力加速度大小为
3．（2021·山东济宁·高二期末）某实验小组在“用单摆测量重力加速度”的实验中，通过计算测得的重力加速度g值偏小，其原因可能是（ ）
A．摆球质量偏大
B．测摆线长时摆线拉的过紧
C．误将n次全振动记录为（n+1）次
D．误将摆线长当成摆长，未加小球的半径
4．（2022·全国·高三专题练习）在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的T2-L图线，可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是（ ）
A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
B．出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次
C．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
5．（2021·全国·高三专题练习）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，要用铁夹夹住摆线，这样做的主要目的是 （ ）
A．便于测量单摆摆长 B．便于测量单摆周期
C．确保摆动时摆长不变 D．确保摆球在竖直平面内摆动
二、多选题
6．（2017·江苏南京·高三开学考试）用单摆测重力加速度的实验，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是（ ）
A．须选用密度和直径都较小的摆球
B．须选用轻且不易伸长的细线
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D．计时起终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间
7．（2020·山东日照·高二阶段练习）某同学用单摆测当地的重力加速度。他测出了摆线的长度l和摆动周期T，获得多组T与l的数据，再以T2为纵轴、l为横轴画出函数关系图像，如图所示。已知图线与纵轴的截距为a，图线斜率为k，下列说法正确的是（ ）
A．若摆球质量分布均匀，摆球半径为
B．若摆球质量分布均匀，摆球直径为
C．测得当地的重力加速度大小为
D．由于摆线长度小于摆长，因此测得的重力加速度值偏小
8．（2020·全国·高三课时练习）将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动．用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是
A．摆线碰到障碍物前后的周期之比为3：2．
B．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为3：2
C．摆球经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大
D．摆球经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变
9．（2022·全国·高一专题练习）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．制作单摆时，应选用密度较大的实心金属小球
B．记录摆长时，将摆线长与小球直径相加
C．小球摆角应较小，近似满足简谐运动条件
D．测出一次摆长和对应的周期，可以得出周期与摆长的关系
10．（2022·全国·高二专题练习）单摆是为了研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（ ）
A．摆线质量不计
B．摆线长度不伸缩
C．摆球的直径比摆线长度短得多
D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动
11．（2022·广东深圳·模拟预测）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，下列说法正确的有（ ）
A．摆线要选择细些、伸缩性小些且尽可能长一些的
B．摆球尽量选择质量大些且体积小些的
C．将悬线的长度当成摆长，测得的重力加速度值偏小
D．拉开摆球释放（摆角小于5°），当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球通过平衡位置51次的时间Δt，则单摆周期T=
E．画出的周期的二次方与摆长（T2-L）的图象是一条过原点的倾斜直线，直线斜率等于重力加速度的大小
三、实验题
12．（2022·全国·高三专题练习）在做“用单摆测量重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g＝______。若已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，则单摆摆长是______m。若测定了40次全振动的时间如图乙中秒表所示，则秒表读数是______s。单摆摆动周期是______s。
13．（2021·浙江·模拟预测）小福同学做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为图__________（填“乙”或“丙”）的悬挂方式较好。
（2）如图丁所示，用游标卡尺测得小钢球的直径，测出摆线的长度，算出摆长，再测出摆的周期，得到一组数据，改变摆线的长度，再得到几组数据。
（3）据实验数据作出图像，发现图像是过坐标原点的倾斜直线，斜率为，根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度__________（用表示），利用图像法处理数据是为了减小__________（填“偶然”或“系统”）误差。
14．（2022·全国·高一专题练习）在“利用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）若测得的g值偏小，可能的原因是_______；
A．摆球在水平面上做圆周运动
B．测摆长时，仅测了线长，未加小球半径
C．测周期时，把n次全振动误记为（n＋1）次
D．摆球上端未固定牢固，振动中出现松动
E．由于阻力使振幅逐渐变小
（2）若实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是_______；
A．实验室处在高山上，离海平面太高
B．单摆所用的摆球太重
C．测出n次全振动的时间为t，误作为（n＋1）次全振动的时间进行计算
D．以摆球直径和摆线之和作为摆长来计算
15．（2021·全国·高二课时练习）（1）物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验，他们依照教材实验直接测量的物理量应为：______、______、n次全振动的时间t，其公式为g＝。
（2）他们测出不同的摆长（l）所对应的周期（T），在进行数据处理时：
①如果甲同学以摆长（l）为横坐标、周期的平方（T2）为纵坐标作出了T2－l图像，若他测得的图像的斜率为k，则测得的重力加速度g＝。若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图像法求得的重力加速度______（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。
②乙同学根据公式T＝2π，得：g＝，用此式计算重力加速度，若乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，则他测得的重力加速度______（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。
（3）甲同学测量5种不同摆长单摆的振动周期，记录结果如下表所示：
l/m 0.5 0.8 0.9 1.0 1.2
T/s 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20
T2/s2 2.02 3.20 3.61 4.00 4.84
以摆长（l）为横坐标、周期的平方（T2）为纵坐标，作出了T2 l图像，请你替他作出T2 l图像_______，利用此图像求出的重力加速度为______。
16．（2021·全国·高二课时练习）某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”实验：
(1)用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图__________（选填“甲”或“乙”）
(2)用游标卡尺测量摆球的直径，以下操作正确的是____________（选填“A”或“B”）；
(3)游标卡尺的示数如图所示，则读数是___________mm
17．（2022·浙江丽水·高二期末）小范同学在做“用单摆测量重力加速度”实验时：
（1）用游标卡尺测量小球的直径如上图（a）所示，则该摆球的直径为______mm。
（2）关于该实验的下列说法中正确的有______。
A．由于摆球质量不影响实验结果，可以选择乒乓球代替小钢球
B．摆球摆动过程中要求偏角较小（小于5°）
C．为了减小实验误差，应选择小球摆到最低位置开始计时
D．用铁夹夹住摆线而不是直接缠绕在铁架上的主要目的是确保摆长不变
（3）在某次实验过程中，测得摆长为1.20m时，完成40个完整周期总用时88.0s，请你帮忙求出当地的重力加速度值为______m/s2（结果保留2位小数）。
（4）在测量摆长时，该同学误将摆线长直接当摆长进行处理，结果得到如图（b）所示的T2-L图线，那么他用该图线求得的重力加速度值与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
18．（2022·江苏·泰州中学高二开学考试）（1）物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验，他们依照教材实验直接测量的物理量应为__________、__________、__________，其公式为__________。
（2）他们测出不同的摆长（）所对应的周期（），在进行数据处理时：①如果甲同学以摆长（）为横坐标，周期（）的平方为纵坐标作出了图像，若他测得的图像的斜率为，则测得的重力加速度__________。若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图像法求得的重力加速度___________（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。②乙同学根据公式得出，并计算重力加速度，若乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，则他测得的重力加速度____________（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。
（3）甲同学测量5种不同摆长下单摆的振动周期，记录结果如表所示：
0.5 0.8 0.9 1.0 1.2
1.42 1.79 1.90 2.00 2.20
2.02 3.20 3.61 4.00 4.84
以摆长（）为横坐标、周期（）的平方为纵坐标，作出图像，请你利用此图像求出重力加速度为__________。（结果保留3位有效数字）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．C
5．C
6．BC
7．AC
8．AC
9．AC
10．ABC
11．ABC
12． 0.8750 75.2 1.88
13． 丙 偶然
14． BD CD
15． 摆线长l0 摆球直径d 准确 偏小 9.86m/s2
16． 乙 A 17.3
17． 19.02 BCD 9.78 不变
18． 摆线长 摆球直径 次全振动的时间 准确 偏小
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2021·全国·高二课时练习）砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动。其下方有一薄板垂直摆动平面匀速拉动，可画出振动图像，若有两个砂摆而薄板也分别以、两种速度拉动，且，得到如图所示的两种图像，则其振动周期T1和T2的关系为（ ）
A． B． C． D．
2．（2021·山东·济南市历城第二中学模拟预测）在一次做“探究单摆周期T与摆长L的关系”实验中，在测量单摆周期时，摆球通过最低点时开始计时并记数为0次，则到摆球第N次通过最低点所用时间为t，摆线长度为l，某同学根据测量数据绘制出图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
摆球直径
B．单摆周期的平方（）与摆线长度l成正比。
C．当地重力加速度大小为 D．当地重力加速度大小为
3．（2021·山东济宁·高二期末）某实验小组在“用单摆测量重力加速度”的实验中，通过计算测得的重力加速度g值偏小，其原因可能是（ ）
A．摆球质量偏大
B．测摆线长时摆线拉的过紧
C．误将n次全振动记录为（n+1）次
D．误将摆线长当成摆长，未加小球的半径
4．（2022·全国·高三专题练习）在用单摆测量重力加速度的实验中，用多组实验数据做出周期（T）的平方和摆长（L）的T2-L图线，可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是（ ）
A．图线c对应的g值小于图线b对应的g值
B．出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次
C．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
D．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
5．（2021·全国·高三专题练习）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，要用铁夹夹住摆线，这样做的主要目的是 （ ）
A．便于测量单摆摆长 B．便于测量单摆周期
C．确保摆动时摆长不变 D．确保摆球在竖直平面内摆动
二、多选题
6．（2017·江苏南京·高三开学考试）用单摆测重力加速度的实验，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是（ ）
A．须选用密度和直径都较小的摆球
B．须选用轻且不易伸长的细线
C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D．计时起终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间
7．（2020·山东日照·高二阶段练习）某同学用单摆测当地的重力加速度。他测出了摆线的长度l和摆动周期T，获得多组T与l的数据，再以T2为纵轴、l为横轴画出函数关系图像，如图所示。已知图线与纵轴的截距为a，图线斜率为k，下列说法正确的是（ ）
A．若摆球质量分布均匀，摆球半径为
B．若摆球质量分布均匀，摆球直径为
C．测得当地的重力加速度大小为
D．由于摆线长度小于摆长，因此测得的重力加速度值偏小
8．（2020·全国·高三课时练习）将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动．用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是
A．摆线碰到障碍物前后的周期之比为3：2．
B．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为3：2
C．摆球经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大
D．摆球经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变
9．（2022·全国·高一专题练习）在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．制作单摆时，应选用密度较大的实心金属小球
B．记录摆长时，将摆线长与小球直径相加
C．小球摆角应较小，近似满足简谐运动条件
D．测出一次摆长和对应的周期，可以得出周期与摆长的关系
10．（2022·全国·高二专题练习）单摆是为了研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（ ）
A．摆线质量不计
B．摆线长度不伸缩
C．摆球的直径比摆线长度短得多
D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动
11．（2022·广东深圳·模拟预测）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，下列说法正确的有（ ）
A．摆线要选择细些、伸缩性小些且尽可能长一些的
B．摆球尽量选择质量大些且体积小些的
C．将悬线的长度当成摆长，测得的重力加速度值偏小
D．拉开摆球释放（摆角小于5°），当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球通过平衡位置51次的时间Δt，则单摆周期T=
E．画出的周期的二次方与摆长（T2-L）的图象是一条过原点的倾斜直线，直线斜率等于重力加速度的大小
三、实验题
12．（2022·全国·高三专题练习）在做“用单摆测量重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g＝______。若已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，则单摆摆长是______m。若测定了40次全振动的时间如图乙中秒表所示，则秒表读数是______s。单摆摆动周期是______s。
13．（2021·浙江·模拟预测）小福同学做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。
（1）图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为图__________（填“乙”或“丙”）的悬挂方式较好。
（2）如图丁所示，用游标卡尺测得小钢球的直径，测出摆线的长度，算出摆长，再测出摆的周期，得到一组数据，改变摆线的长度，再得到几组数据。
（3）据实验数据作出图像，发现图像是过坐标原点的倾斜直线，斜率为，根据单摆周期公式，可以测得当地的重力加速度__________（用表示），利用图像法处理数据是为了减小__________（填“偶然”或“系统”）误差。
14．（2022·全国·高一专题练习）在“利用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）若测得的g值偏小，可能的原因是_______；
A．摆球在水平面上做圆周运动
B．测摆长时，仅测了线长，未加小球半径
C．测周期时，把n次全振动误记为（n＋1）次
D．摆球上端未固定牢固，振动中出现松动
E．由于阻力使振幅逐渐变小
（2）若实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是_______；
A．实验室处在高山上，离海平面太高
B．单摆所用的摆球太重
C．测出n次全振动的时间为t，误作为（n＋1）次全振动的时间进行计算
D．以摆球直径和摆线之和作为摆长来计算
15．（2021·全国·高二课时练习）（1）物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验，他们依照教材实验直接测量的物理量应为：______、______、n次全振动的时间t，其公式为g＝。
（2）他们测出不同的摆长（l）所对应的周期（T），在进行数据处理时：
①如果甲同学以摆长（l）为横坐标、周期的平方（T2）为纵坐标作出了T2－l图像，若他测得的图像的斜率为k，则测得的重力加速度g＝。若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图像法求得的重力加速度______（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。
②乙同学根据公式T＝2π，得：g＝，用此式计算重力加速度，若乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，则他测得的重力加速度______（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。
（3）甲同学测量5种不同摆长单摆的振动周期，记录结果如下表所示：
l/m 0.5 0.8 0.9 1.0 1.2
T/s 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20
T2/s2 2.02 3.20 3.61 4.00 4.84
以摆长（l）为横坐标、周期的平方（T2）为纵坐标，作出了T2 l图像，请你替他作出T2 l图像_______，利用此图像求出的重力加速度为______。
16．（2021·全国·高二课时练习）某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”实验：
(1)用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图__________（选填“甲”或“乙”）
(2)用游标卡尺测量摆球的直径，以下操作正确的是____________（选填“A”或“B”）；
(3)游标卡尺的示数如图所示，则读数是___________mm
17．（2022·浙江丽水·高二期末）小范同学在做“用单摆测量重力加速度”实验时：
（1）用游标卡尺测量小球的直径如上图（a）所示，则该摆球的直径为______mm。
（2）关于该实验的下列说法中正确的有______。
A．由于摆球质量不影响实验结果，可以选择乒乓球代替小钢球
B．摆球摆动过程中要求偏角较小（小于5°）
C．为了减小实验误差，应选择小球摆到最低位置开始计时
D．用铁夹夹住摆线而不是直接缠绕在铁架上的主要目的是确保摆长不变
（3）在某次实验过程中，测得摆长为1.20m时，完成40个完整周期总用时88.0s，请你帮忙求出当地的重力加速度值为______m/s2（结果保留2位小数）。
（4）在测量摆长时，该同学误将摆线长直接当摆长进行处理，结果得到如图（b）所示的T2-L图线，那么他用该图线求得的重力加速度值与真实值相比______（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
18．（2022·江苏·泰州中学高二开学考试）（1）物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验，他们依照教材实验直接测量的物理量应为__________、__________、__________，其公式为__________。
（2）他们测出不同的摆长（）所对应的周期（），在进行数据处理时：①如果甲同学以摆长（）为横坐标，周期（）的平方为纵坐标作出了图像，若他测得的图像的斜率为，则测得的重力加速度__________。若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图像法求得的重力加速度___________（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。②乙同学根据公式得出，并计算重力加速度，若乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，则他测得的重力加速度____________（选填“偏小”“偏大”或“准确”）。
（3）甲同学测量5种不同摆长下单摆的振动周期，记录结果如表所示：
0.5 0.8 0.9 1.0 1.2
1.42 1.79 1.90 2.00 2.20
2.02 3.20 3.61 4.00 4.84
以摆长（）为横坐标、周期（）的平方为纵坐标，作出图像，请你利用此图像求出重力加速度为__________。（结果保留3位有效数字）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．D
4．C
5．C
6．BC
7．AC
8．AC
9．AC
10．ABC
11．ABC
12． 0.8750 75.2 1.88
13． 丙 偶然
14． BD CD
15． 摆线长l0 摆球直径d 准确 偏小 9.86m/s2
16． 乙 A 17.3
17． 19.02 BCD 9.78 不变
18． 摆线长 摆球直径 次全振动的时间 准确 偏小
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