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1、
10.(5分)(2013高考安徽理綜第21題I)根據(jù)單擺周期公式,可以通過實驗測量當?shù)氐闹亓铀俣?。如圖1所示,將細線的上端固定在鐵架臺上,下端系一小鋼球,就做成了單擺。
(1) 用游標卡尺測量小鋼球直徑,求數(shù)如圖2所示,讀數(shù)為_______mm。
(2) 以下是實驗過程中的一些做法,其中正確的有_______。
a.擺線要選擇細些的、伸縮性小些的,并且盡可能長一些
b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的
c.為了使擺的周期大一些,以方便測量,開始時拉開擺球,使擺線相距平衡位置有較大的角度
d.拉開擺球,使擺線偏離平衡位置大于5度,在釋放擺球的同時開始計時,當擺球回到開始
2、位置時停止計時,此時間間隔△t即為單擺周期T
e.拉開擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5度,釋放擺球,當擺球振動穩(wěn)定后,從平衡位置開始計時,記下擺球做50次全振動所用的時間△t,則單擺周期
2003~2012年高考題
1(2012天津理綜)某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。
①他組裝單擺時,在擺線上端的懸點處,用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線,再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊,如圖所示。這樣做的目的是 (填字母代號)
A.保證擺動過程中擺長不變
B.可使周期測量得更加準確
C.需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)
D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動
② 他組裝好單擺后在擺
3、球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L=0.9990m,再用游標卡尺測量擺球直徑,結(jié)果如圖所示,則該擺球直徑為 mm,單擺擺長為 m.
③下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程,圖中橫坐標原點表示計時開始,A、B、C均為30次全振動的圖象,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是 (填字母代號)。
2.(8分)(2012·上海物理)在“利用單擺測重力加速度”的實驗中。
(1)某同學嘗試用DIS測量周期。如圖,用一個磁性小球
4、代替原先的擺球,在單擺下方放置一個磁傳感器,其軸線恰好位于單擺懸掛點正下方。圖中磁傳感器的引出端A應接到____________。使單擺做小角度擺動,當磁感應強度測量值最大時,磁性小球位于____________。若測得連續(xù)N個磁感應強度最大值之間的時間間隔為t,則單擺周期的測量值為____________(地磁場和磁傳感器的影響可忽略)。
(2)多次改變擺長使單擺做小角度擺動,測量擺長L及相應的周期T。此后,分別取L和T的對數(shù),所得到的lgT-lgL圖線為____________(填:“直線”、“對數(shù)曲線”或“指數(shù)曲線”);讀得圖線與縱軸交點的縱坐標為c,由此得到該地重力加速度g=____
5、________。
3(2011福建理綜19題(1))某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校?
①用游標卡尺測定擺球的直徑,測量結(jié)果如圖所示,則該擺球的直徑為 cm。
②小組成員在實驗過程中有如下說法,其中正確的是 。(填選項前的字母)
A.把單擺從平衡位置拉開30度的擺角,并在釋放擺球的同時開始計時
B.測量擺球通過最低點100次的時間t,則單擺周期為
C.用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長,代入單擺周期公式計算得到的重力加速度值偏大
D.選擇密度較小的擺球,測得的重力加速度值誤差較小
【點評】此題考查游標卡尺讀數(shù)、單擺實驗注意
6、事項等。
4.(2009年浙江卷)(1)在“探究單擺周期與擺長的關系”實驗中,兩位同學用游標卡尺測量小球的直徑如圖甲、乙所示。測量方法正確的是___________(選填“甲”或“乙”)。
(2)實驗時,若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動,為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù),在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻,如圖甲所示。光敏電阻與某一自動記錄相連,該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間t變化圖線如圖乙所示,則該單擺的振動周期為 。若保持懸點到小球頂點的繩長不變,改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進行實驗,則該單擺的周期將 (填“變大”、“不變”或“變小”
7、),圖乙中的Δt將 ?。ㄌ睢白兇蟆薄ⅰ安蛔儭被颉白冃 保?。
5.(2009年重慶卷)某同學在探究影響單擺周期的因素時有如下操作,請判斷是否恰當(填 “是”或“否”)。
①把單擺從平衡位置拉開約5°釋放;
②在擺球經(jīng)過最低點時啟動秒表計時;
③把秒表記錄擺球一次全振動的時間作為周期。
該同學改進測量方法后,得到的部分測量數(shù)據(jù)見表。用螺旋測微器測量其中 一個擺球直徑的示數(shù)見題圖1。該球的直徑為 mm。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨
8、 的增大而增大。
數(shù)據(jù)組編號
擺長/mm
擺球質(zhì)量/g
周期/s
1
999.3
32.2
2.0
2
999.3
16.5
2.0
3
799.2
32.2
1.8
4
799.2
16.5
1.8
5
501.1
32.2
1.4
答案:①是,②是,③否,20.685(20.683-20.687),擺長
解析:單擺作簡諧運動要求擺角小,單擺從平衡位置拉開約5°釋放滿足此條件;因為
6.(2008·天津理綜)某同學用單擺測重力加速度,發(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方,他仍將從懸點到球心的距離當作擺長L,通過改變擺線的
9、長度,測得6組L和對應的周期T,畫出L-T2圖線,然后在圖線上選取A、B兩點,坐標如圖所示.他采用恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理方法,則計算重力加速度的表達式應為g= .請你判斷該同學得到的結(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”).
7.(2008·上海物理)在“用單擺測重力加速度”的實驗中。
(1)某同學的操作步驟為:
a.取一根細線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上
b.用米尺量得細線長度l
c.在細線偏離豎直方向5°位置釋放小球
d.用秒表記錄小球完成n次全振動所用的總時間t,得到周期
10、T=t/n
e.用公式g=4p2l/T2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_________(選填“偏大”、“相同”或“偏小”)。
(2)已知單擺在任意偏角q 時的周期公式可近似為T’=T0[1+a sin2(q /2)],式中T0為偏角q 趨近于0°時的周期,a為常數(shù)。為了用圖像法驗證該關系式,需要測量的物理量有_________;若某同學在實驗中得到了如圖所示的圖線,則圖像中的橫軸表示_________。
8(2007·全國卷Ⅱ)在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中,有人提出以下幾點建議:
A、適當加長擺線
B、質(zhì)量相同、體積不同的擺球,選用體
11、積較大的
C、單擺偏離平衡位置的角度不能太大
D、當單擺經(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
其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是 。
答案:AC
解析:為了提高測量結(jié)果的精確度,可以適當加長擺線,可保證擺角小于10°;單擺偏離平衡位置的角度不能太大;選項AC正確。質(zhì)量相同、體積不同的擺球,選用體積較小的,以減小空氣阻力;當單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時,經(jīng)過50次全振動后停止計時,用此時間間隔除以50作為單擺振動的周期,選項BD錯誤。
9(2006·上海物理)有一測量微小時間差的裝置,是由兩個擺長略有微小差別的單擺同軸水平懸掛構(gòu)成
12、.兩個單擺擺動平面前后相互平行.
(1)現(xiàn)測得兩單擺完成50次全振動的時間分別為50.0 s和49.0 s,則兩單擺的周期差ΔT=____________ s;
(2)某同學利用此裝置測量小于單擺周期的微小時間差,具體操作如下:把兩擺球向右拉至相同的擺角處,先釋放長擺擺球,接著再釋放短擺擺球,測得短擺經(jīng)過若干次全振動后,兩擺恰好第一次同時同方向通過某位置,由此可得出釋放兩擺的微小時間差.若測得釋放兩擺的時間差Δt=0.165 s,則在短擺釋放____________ s(填時間)后,兩擺恰好第一次同時向____________(填方向)通過____________(填位置);
(3)為了
13、能更準確地測量微小的時間差,你認為此裝置還可做的改進是_________________.
10(2006·四川理綜)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,當擺球經(jīng)過 位置時開始計時并計數(shù)1次,測出經(jīng)過該位置N次(約60~100次)的時間為t,則周期為 。
此外,請你從下列器材中選用所需器材,再設計一個實驗,粗測出重力加速度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)。
所選器材
(只填器材序號)
簡述實驗方法
(不要寫出具體步驟)
示例
B、D、E、F、G、H、I
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
設計