2.5实验：用单摆测量重力加速度提升优化（含解析）-2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册

2.5实验：用单摆测量重力加速度提升优化（含解析） 一、单选题 1．某同学为了估算地球的质量，用摆长为L的单摆做小振幅摆动，测得周期为T，若地球半径为r，则地球质量为（ ） A． B． C． D． 2．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 3．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中，用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为0.97cm。小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是（　　） A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小 4．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为(　　) A．T=2πr B．T=2πr C．T= D．T=2πl 5．如图，两个完全相同的弹性小球A和B分别悬挂在两根长度分别为L和的不可伸长的轻绳末端，两绳均处于竖直状态，两小球重心在同一水平线上且刚好相互接触.现将A球拉到一个很小的角度由静止释放，则在B球运动的2个周期内，两球相碰的次数为（　　） A．4次 B．5次 C．6次 D．7次 6．如图所示的实线和虚线分别表示同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面上的振动图像.其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，那么两个星球的平均密度之比为（ ） A． B． C． D． 7．如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法中不正确的是（ ） A．甲、乙两单摆的摆长相等 B．甲摆的振幅比乙摆大 C．在时甲摆正经过平衡位置向x轴正方向运动 D．在时有正方向最大速度的是甲摆 8．为了提高周期的测量精度，下列做法可取的是( ) A．在平衡位置启动秒表，完成一次全振动计时结束 B．在最大位移处启动秒表，第一次回到这一位置结束计时 C．在平衡位置启动秒表，完成30次全振动计时结束 D．在最大位移处启动秒表，完成30次全振动计时结束 9．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是（　　） A．适当加长摆线 B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的 C．单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些 D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期 10．如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。不计空气阻力，g取10m/s2，对于这个单摆的振动过程，下列说法不正确的是（ ） A．单摆的摆长约为1.0 m B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sin（πt）cm C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐增大 二、多选题 11．一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤，其中有错的是（　　） A．测摆长L，用米尺量出摆线的长度L B．测周期T，将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次， 接着一直数到摆球第61次通过最低点时，按下秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期 C．所测得的L和T代入单摆的周期公式，算出g，将它作为实验的最后结果写入报告中去 D．做完实验，整理好仪器 12．某同学利用单摆测量当地重力加速度。下列说法正确的是（　　） A．组装单摆须选用密度大和直径较小的摆球，轻且不易伸长的细线 B．实验时须使摆球在同一水平面内摆动，摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 C．如果图（a）摆长L约为1m，这种操作过程合乎实验要求 D．图（2）测出了摆线长度L和摆动周期T的图像，也可以准确得到重力加速度，还可以得到小球重心到线与球连结点的距离为1.0cm E.如果测量时悬点松动，其他操作正确，则测得的重力加速度值偏小 13．某同学利用如图甲所示的单摆测量当地重力加速度，他通过多次改变摆长，并测出不同摆长对应的周期，作出的图像如图乙所示。下列选项正确的是（　　） A．为减小误差，应尽量增大摆角