2022届高考物理一轮复习课时限时练：探究单摆周期与摆长之间的关系、用单摆测量重力加速度（含答案）

这是一份2022届高考物理一轮复习课时限时练：探究单摆周期与摆长之间的关系、用单摆测量重力加速度（含答案），共8页。试卷主要包含了86，结果保留3位有效数字)，087，sin15°＝0，6 mm等内容，欢迎下载使用。
A.尽量选择质量大、体积小的摆球
B.用刻度尺测量摆线的长度，将其作为单摆的摆长
C.为方便测量，可以让单摆的振幅尽可能大
D.释放摆球，当摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆的周期T＝eq \f(t,50)
2. (2020·山东威海市模拟考试)在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
(1)需要记录的数据有：小钢球的直径d、________、摆长L、30次全振动的总时间t和周期T；
(2)用标准游标卡尺测小钢球的直径如图所示，则直径d为__________ mm；
图
(3)如图所示，某同学由测量数据作出L－T2图线，根据图线求出重力加速度g＝____________ m/s2(已知π2≈9.86，结果保留3位有效数字)。
图
3.(2020·北京市东城区上学期期末)实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
图
(1)实验室有如下器材可供选用：
A.长约1 m的细线
B.长约1 m的橡皮绳
C.直径约2 cm的铁球
D.直径约2 cm的塑料球
E.米尺
F.时钟
G.停表
实验时需要从上述器材中选择：__________(填写器材前面的字母)。
(2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：
①将单摆上端固定在铁架台上。
②测得摆线长度，作为单摆的摆长。
③在偏角较小的位置将小球由静止释放。
④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期T＝eq \f(t,n)。
⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。
其中有一处操作不妥当的是__________(填写操作步骤前面的序号)。
(3)发现(2)中操作步骤的不妥之处后，他们做了如下改进：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g＝__________。
(4)实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因___________________________________________________________________________________________。
4. (2020·浙江杭州二中上学期选考模拟)在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g＝eq \f(4π2l,T2)。只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2－l图像，就可以求出当地的重力加速度。理论上T2－l图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示。
图
(1)造成图像不过坐标点的原因可能是________________________
___________；
(2)由图像求出的重力加速度g＝__________ m/s2(取π2＝9.87)；
(3)如果测得的g值偏小，可能的原因是________。
A.测摆线时摆线拉得过紧
B.先测摆长，再测周期，在测周期时，上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C.开始计时时，停表过迟按下
D.实验时误将49次全振动数为50次
5.在“用单摆测量重力加速度”的实验中：
(1)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最________(填“高”或“低”)点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图甲中停表示数为一单摆全振动50次所用的时间，则单摆振动周期为________。
(2)用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为_______ m。
(3)若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________。
(4)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变”，这两个学生中________。
A．甲的说法正确
B．乙的说法正确
C．两学生的说法都是错误的
6.物理实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。
(1)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点O为计时起点，A、B、C均为30次全振动的图像，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________(填字母代号)。
(2)某同学利用单摆测重力加速度，测得的g值与真实值相比偏大，可能的原因是________。
A．测摆长时记录的是摆线的长度
B．开始计时时，停表过早按下
C．摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动，使摆线长度增加了
D．实验中误将29次全振动数记为30次
7.(2020·海南高考节选) 滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。
主要实验过程如下：
①用手机查得当地的重力加速度g；
②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期T＝________；
③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式R＝________(用T、g表示)计算出轨道半径。
答案
1. AD
2. (1)摆线长l
(2)18.6 mm
(3)9.66(9.60～9.70)
3. (1)ACEG
(2)②
(3)eq \f(4π2（l1－l2）,Teq \\al(2,1)－Teq \\al(2,2))
(4)T＝2πeq \r(\f(l,g))是单摆做简谐运动的周期公式，当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动
4. (1)测摆长时漏掉了摆球的半径
(2)9.87
(3)B
5.(1)低 2.05 s
(2)0.9980
(3)eq \f(4π2L,T2)
(4)A。
6. (1)A
(2)D
7.②eq \f(t,n)
③eq \f(gT2,4π2)