2024届高考物理一轮复习重点突破训练 专题77实验：用单摆测量重力加速度的大小

专题77实验：用单摆测量重力加速度的大小 1． 实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）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）。 （2）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的 （选填选项前的字母）。 A．长约1m的细线           B．长约1m的橡皮绳 C．直径约1cm的均匀铁球   D．直径约10cm的均匀木球 （3）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得从悬点到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为 mm。 （4）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是 （选填选项前的字母）。 A．测出摆线长作为单摆的摆长 B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动 C．在摆球经过平衡位置时开始计时 D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期 （5）甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量。你认为横坐标所代表的物理量是 （选填“l2”“l”或“”），若图线斜率为k，则重力加速度g= （用k表示）。    （6）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是 （选填选项前的序号）。 A．开始摆动时振幅较小 B．开始计时时，过早按下停表 C．测量周期时，误将摆球（n－1）次全振动的时间记为n次全振动的时间 D．测量摆长时从悬点到小球下端边缘的距离为摆长 2．在用单摆测量重力加速度实验中。 （1）若分别采用图a、b两种方式悬挂小球，你认为 （选填“a”或“b”）悬挂方式较好，摆球摆动稳定后，应该在它运动到达 （选填“最低”或“最高”）点时启动秒表计时。 （2）摆球应该选密度 （选填“大”或“小”）的小球，测摆线长时应在摆线上端固定好之 （选填“前”或“后”）进行测量。 （3）设单摆的摆长为L、周期为T，根据公式g= 可计算得到重力加速度。 （4）实验时可以改变摆线的长度进行多次测量得到多组数据，但小明、小亮两位同学进行处理数据时都错误地把摆线的长度l当成了摆长L，小明同学选择几组测量数据，代入（3）中公式，得到相应的重力加速度，然后取其平均值作为最终结果。他的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值：小亮同学根据测量的几组数据，先作出T2与摆线长l的关系图像，再利用图像的斜率计算得到最终结果。他的测量值 （选填“大于”、“小于”成“等于”）真实值。 3．某物理课外活动小组准备测量当地的重力加速度，装置如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小球，用刻度尺多次测量摆线长度，并求出其平均值l，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，小球通过最低点时按下秒表同时数1，每次通过最低点计数一次，数到n时停止计时，秒表的读数为t，计算出单摆的周期T，多次改变摆线长度l并测出对应的摆动周期T。   （1）以下说法正确的有( ) A．小球应该选用密度大的钢球或铁球 B．摆线要选择细些的，伸缩性小些的，并且尽可能长一些 C． 应该先悬挂摆球后再测量摆线的长度 D．单摆周期的计算式为 （2）该小组以为纵轴、l为横轴作出函数关系图像，如图乙所示，可以通过此图像得出当地的重力加速度g。图像斜率表示的物理意义是 （用字母表示），由图像求出的重力加速度 。（小数点后保留两位） （3）造成图像不过坐标点的主要原因是 。 4．某智能手机中有 “磁传感器”功能能实时记录手机附近磁场的变化，磁极越靠近手机，“磁传感器”记录下的磁感应强度越大。现用手机、磁化的小球、铁架台、塑料夹子等实验器材组装成如图甲所示的装置，来测量重力加速度，实验步骤如下：    ①把智能手机正面朝上放在悬点的正下方，接着往侧边拉开小球，并用夹子夹住。 ②打开夹子释放小球，小球运动，取下夹子。 ③点开“磁传感器”功能，手机记录下磁感应强度的变化。 ④改变摆线长和夹子的位置，测量出各次实验的摆线长L及相应的周期T。 根据以上实验过程，回答下列问题： （1）图乙中记录了实验中磁感应强度的变化情况。从某次磁感应强度最大时开始计时并计数1，测得连续N个磁感应强度最大值之间的总时间为t， 则时间t内全振动的次数为 。则