内容正文:
[对应学生用书P451]
一、单项选择题
1.(2022·北京石景山一模)某实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”实验。
(1)(多选)实验时除用到秒表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的________。
A.长约1 m的细线
B.长约1 m的橡皮绳
C.直径约1 cm的匀质铁球
D.直径约10 cm的匀质木球
(2)(多选)组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示。这样做的目的是________。
A.保证摆动过程中摆长不变
B.可使周期测量更加准确
C.需要改变摆长时便于调节
D.保证摆球在同一竖直平面内摆动
(3)某同学做实验时,测量摆线长l后,忘记测量摆球直径,画出了T2l图像,该图像对应下列图中的________。
解析 (1)AB.为减小实验误差,实验时摆线的长度不能变化,所以需要长约1 m的细线,A正确,B错误;CD.为减小空气阻力,摆球的密度要大,体积要小,所以需要直径约1 cm的匀质铁球,C正确,D错误。故选AC。
(2)AC.实验中防止摆线的长度改变;在需要改变摆长的长度时,方便调节摆长,A、C正确;B.周期测量是否更加准确主要取决于计时仪器,B错误;D.摆球在同一竖直平面内摆动,而不是做圆锥摆运动,与实验仪器无关,D错误。故选AC。
(3)某同学做实验时,测量摆线长l后,忘记测量摆球直径,由单摆的周期公式可知T=2π,由上式可知,T2l图像应是过原点的倾斜的直线,因测量摆长比实际摆长偏小,所以C图像应符合实际结论,故A、B、D错误,C正确。故选C。
答案 (1)AC (2)AC (3)C
2.用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。
(1)(多选)组装单摆时,应在下列器材中选用________(填选项前的字母)。
A.长度为1 m左右的细线
B.长度为30 cm左右的细线
C.直径为1.8 cm的塑料球
D.直径为1.8 cm的铁球
(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=________(用L、n、t表示)。
(3)在某次测量中,若单摆振动50次的时间如图乙所示,则其振动周期为________ s。
(4)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图丙所示,由于家里只有一把量程为0~30 cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为l1、l2时,测得相应单摆的周期为T1、T2,由此可得重力加速度g=________(用l1、l2、T1、T2表示)。
解析 (1)为减小实验误差,应选择1 m左右的摆线,故选A;为减小空气阻力影响,摆球应选质量大而体积小的金属球,故选D;因此需要的实验器材是A、D。
(2)单摆的周期:T=,由单摆周期公式T=2π可知,重力加速度g==。
(3)如题图乙可知单摆振动50次的时间为132.5 s,则其振动周期为T= s=2.65 s。
(4)根据单摆的周期公式T=2π,设A点到铁锁的重心之间的距离为l0,有:
第一次:T1=2π
第二次:T2=2π
联立解得:g=
答案 (1)AD (2) (3)2.65 (4)
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