专题11 实验：用单摆测量重力加速度-【实验攻略】备战2024年高考物理实验3年真题1年模拟汇编

专题1 专题11 实验：用单摆测量重力加速度 1．（2023·山西·统考高考真题）一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示数为 mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为 mm，则摆球的直径为 mm。 （2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角 5°（填“大于”或“小于”）。 （3）某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为 cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为 s，该小组测得的重力加速度大小为 m/s2.（结果均保留3位有效数字，π2取9.870） 2．（2023·重庆·统考高考真题）某实验小组用单摆测量重力加速度。所用实验器材有摆球、长度可调的轻质摆线、刻度尺、50分度的游标卡尺、摄像装置等。 （1）用游标卡尺测量摆球直径d。当量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图甲所示，则摆球的直径d为 mm。 （2）用摆线和摆球组成单摆，如图乙所示。当摆线长度l＝990.1mm时，记录并分析单摆的振动视频，得到单摆的振动周期T＝2.00 s，由此算得重力加速度g为 m/s2（保留3位有效数字）。 （3）改变摆线长度l，记录并分析单摆的振动视频，得到相应的振动周期。他们发现，分别用l和作为摆长，这两种计算方法得到的重力加速度数值的差异大小Δg随摆线长度l的变化曲线如图所示。由图可知，该实验中，随着摆线长度l的增加，Δg的变化特点是 ，原因是 。 3．（2023·河北·高考真题）某实验小组利用图装置测量重力加速度。摆线上端固定在点，下端悬挂一小钢球，通过光电门传感器采集摆动周期。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 。（多选） A．小钢球摆动平面应与光电门形平面垂直    B．应在小钢球自然下垂时测量摆线长度 C．小钢球可以换成较轻的橡胶球               D．应无初速度、小摆角释放小钢球 （2）组装好装置，用毫米刻度尺测量摆线长度，用螺旋测微器测量小钢球直径。螺旋测微器示数如图，小钢球直径 ，记摆长。 （3）多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆长对应的小钢球摆动周期，并作出图像，如图。 根据图线斜率可计算重力加速度 （保留3位有效数字，取9.87）。 （4）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 4．（2023上·新疆·高三校联考期中）一学生小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。 （1）下列关于实验中选用的实验器材，正确的是 。 A．长度约为的弹性细绳     B．长度约为的弹性细绳 C．球心开有小孔的金属小球     D．球心开有小孔的木质小球 （2）用游标卡尺测摆球的直径如图乙所示，摆球的直径为 。 （3）某次实验中，使所用单摆的摆线长度为，则摆长为 。 （4）该次实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第51次经过最低点的时间为，则此单摆的周期为 s，该小组测得的重力加速度大小为 （结果均保留三位有效数字） 5．（2023·山东潍坊·统考模拟预测）惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。我们也可以采用同样的办法，测量所在地区的重力加速度。 某同学的实验步骤如下： （1）正确安装单摆，测出摆线长l； （2）释放摆球，从摆球第1次经过平衡位置开始计时，第n次经过平衡位置结束计时，停表记录的时间为t，则单摆周期T= 。 （3）改变摆长，测出几组摆线长l和对应的周期T，作出图像，如图所示。 （4）测得图像的斜率为k，纵截距为-b，则重力加速度g= ，摆球的直径为 （用所测物理量符号表示）。 6．（2023·浙江宁波·统考二模）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中。 （1）用游标卡尺测量小球的直径，测量情况如图所示，其读数为 mm： （2）在铁