2.5 实验：用单摆测重力加速度 分层作业 -2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

2.5 实验：用单摆测重力加速度 分层作业

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

A层

1．某同学用单摆测量某地重力加速度：

(1)下列有关器材的选择和安装最合理的是（　　）

A． B．

C． D．

(2)正确组装单摆后，测得所用摆球的直径为D、摆线长度为；使摆线与竖直方向夹角为，无初速度释放摆球，当摆球运动至________（选填：“最高点”或“最低点”）时开始计时，测量单摆完成n次全振动所用的时间为t；

(3)该地重力加速度的表达式________（用、D、n、t等字母表示）

2．在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，测量单摆的周期时，图中___（填“甲”、“乙”或“丙”）作为计时开始与终止的位置更好些。

3．(1)利用单摆周期公式测重力加速度，测出不同摆长L及相应周期值T，则L与的关系是________；作出图线，利用图线上任意两点A、B的坐标、可得到重力加速度________。

(2)图中游标卡尺的读数为________mm。

4．2025年是我国首次自主完成珠峰高程测量50周年。某兴趣小组受此启发，在泰山山顶用单摆测量重力加速度，并以此估算海拔高度。实验装置如图甲所示，实验中测得摆球完成次全振动的时间。请回答：

(1)用20分度的游标卡尺测量摆球直径。游标卡尺示数如图乙所示，则摆球的直径为______。

(2)若测得摆线长度，则重力加速度的测量值______（取，结果保留三位有效数字）。

(3)多次改变摆线长度，在小摆角下测得不同摆线长和对应的摆球摆动周期，并作出图像。由于未考虑小球的大小，图像为不过原点的直线，利用图像的斜率计算得到的重力加速度值______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

B层

5．某同学尝试用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示：

(1)先用游标卡尺测量摆球直径，示数如图乙所示，则摆球直径为_______；

(2)拉动摆球使悬线偏离竖直方向一个较小角度（小于5°），将摆球由静止释放，力传感器测得拉力随时间变化的图像如图丙，根据图像可知单摆的周期_______（用表示）；

(3)改变摆线长度，测量多组摆长及对应的周期，作出图像如图丁所示，图像在纵轴上的截距为，则当地的重力加速度________（用和表示）。

6．图甲为某兴趣小组设计的实验装置，在单摆悬点处安装力传感器，可采集摆线的拉力；在小球的平衡位置正下方处安装光电门，可采集小球底部的轻质遮光片遮住光的时间。利用本装置可以完成测量当地重力加速度大小g。实验操作如下：

(1)测量所需长度：用刻度尺测得摆线长度为L，用游标卡尺测得小球直径为D；用螺旋测微器测量遮光片的宽度为d，如图乙所示，则d=__________；

(2)测量当地重力加速度的大小：将小球拉至与竖直方向成较小角度并由静止释放。利用力传感器，获得摆线所受拉力F的大小与时间t 的关系图像，如图丙所示，则单摆的周期________（用“”、“”表示），重力加速度大小的测量值为___________（用“L”“D”和“T”表示）。