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在用單擺測重力加速度的實驗中,供選用的器材有
A.帶夾子的鐵架臺
B.帶小孔的實心木球
C.帶小孔的實心鋼球
D.電子手表
E.長約1m的細線    
F.長約10cm的細線
G.毫米刻度的米尺
H.游標卡尺
L.螺旋測微器
J.天平
(1)為減小實驗誤差,實驗中應選用的器材是(填代號):
ACDEGH
ACDEGH

(2)某同學在實驗中,先測得擺線長為97.50cm,再測得擺球直徑為2.00cm,然后測出了單擺全振動50次所用時間為98.0s,則該單擺的擺長為
98.50
98.50
cm,周期為
1.96
1.96
s.
(3)如果他測得的g值偏小,可能原因是
B
B

A.測擺線長時將擺線拉得過緊       B.誤將擺線長當作擺長
C.開始計時,秒表按下偏遲         D.實驗中誤將49次全振動計為50次.
分析:(1)在用單擺測定重力加速度為了提高精度,擺線要長些,擺球選擇質(zhì)量大體積小的鋼球.
(2)該單擺的擺長等于擺線的長度加上擺球的半徑.已知50次全振動的時間,由T=
t
50
去求單擺的周期.
(3)根據(jù)單擺的周期公式變形后求解重力加速度表達式,再分析誤差的原因.
解答:解:(1)為了減小空氣阻力的影響,擺球選擇質(zhì)量大體積小的帶小孔的實心鋼球.擺球應選C.
要測量時間,來測量周期,故需要D.
為便于測量周期和減小空氣阻力,細線長短適當,細線應選E.
此外還要知道擺長的實際長度,需要G,此實驗需要支架,選擇A.要測量擺球的直徑,需要游標卡尺H.故需要
選用的器材是ACDEGH.
(2)該單擺的擺長等于擺線的長度加上擺球的半徑,則擺長為 L=97.50cm+1cm=98.50cm.
單擺的周期為 T=
t
50
=
98.0
50
s=1.96s.
(3)根據(jù)單擺的周期公式T=2π
L
g
得,g=
4π2L
T2

A、測擺線長時將擺線拉得過緊,周期偏小,g應偏大,故A錯誤.
B、誤將擺線長當作擺長,擺長偏小,由上式可知,g偏小,故B正確.
C、開始計時,秒表按下偏遲,t的測量值偏小,周期偏小,則g偏大,故C錯誤.
D、實驗中誤將49次全振動計為50次,由T=
t
50
知,周期偏小,則g偏大,故D錯誤.
故選B
故答案為:(1)ACDEGH.(2)98.50、1.96.(3)B.
點評:解決本題的關(guān)鍵掌握實驗的原理,知道單擺測定重力加速度的方法和注意事項,懂得如何根據(jù)原理選擇實驗器材,分析實驗誤差.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

在“用單擺測重力加速度”的實驗中,某同學的操作步驟為:
a.取一根細線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上;
b.用米尺量得細線長度l
c.在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球
d.用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t,得到周期T=t/n
e.用公式g=
4π2lT2
計算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比
偏小
偏小
(選填“偏大”、“相同”或“偏小”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

在用單擺測重力加速度的實驗中:用擺線長為L、擺球直徑為2r的單擺測定本地的重力加速度,測得這架單擺完成N次全振動用去時間t,那么,本地的重力加速度g=
2N2(L+r)
t2
2N2(L+r)
t2
.某同學用該式求重力加速度,在計算擺長時,只測了擺線長而沒有將擺球半徑計算在內(nèi),最后求得的g值將比真實值
偏小
偏小
.(填“偏大”或“偏小”).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

在“用單擺測重力加速度”的實驗中,
(1)某同學的操作步驟為:
a.取一根細線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上
b.用米尺量得細線長度l
c.在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球
d.用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t,得到周期T=
t
n

e.用公式g=
4π2l
T2
計算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比
偏小
偏小
(選填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)已知單擺在任意擺角θ時的周期公式可近似為T′=T0[1+asin2(
θ
2
)]
,式中T0為擺角趨近于0°時的周期,a為常數(shù).為了用圖象法驗證該關(guān)系式,需要測量的物理量有
啊T′(或t、n)、θ
啊T′(或t、n)、θ
;若某同學在實驗中得到了如圖甲所示的圖線,則圖象中的橫軸表示
T
 
T
 

(3)某同學利用如圖乙所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,弧形軌道末端水平,離地面的高度為H,將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放,鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s.
1)若軌道完全光滑,s2與h的理論關(guān)系應滿足s2=
4gH
4gH
(用H、h表示).
2)該同學經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù),如表所示:
h(10-1m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
s2(10-1m2 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
請在坐標紙上作出s2-h關(guān)系圖.
3)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2-h關(guān)系圖線(圖丙中已畫出),自同一高度靜止釋放的鋼球,水平拋出的速率
小于
小于
(填“小于”或“大于”)理論值.
4)從s2-h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著,你認為造成上述偏差的可能原因是
摩擦、轉(zhuǎn)動(回答任一個即可)
摩擦、轉(zhuǎn)動(回答任一個即可)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)在“用單擺測重力加速度”的實驗中,下列措施中可以提高實驗精度的是
ABC
ABC

A.選細線做為擺線
B.單擺擺動時保持擺線在同一豎直平面內(nèi)
C.拴好擺球后,令其自然下垂時測量擺長
D.計時起止時刻,選在最大擺角處
(2)某同學在做“利用單擺測重力加速度”的實驗中,先測得擺線長為97.50cm,擺球直徑為2.00cm,然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間,則:
①該擺擺長為
98.50
98.50
 cm.
②如果測得的g值偏小,可能的原因是
B
B

A.測擺線長時擺線拉得過緊
B.擺線上端懸點末固定,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了
C.開始計時時,秒表過遲按下
D.實驗中誤將49次全振動記為50次
③為了提高實驗精度,在實驗中可改變幾次擺長l并測出相應的周期T,從而得出一組對應的l與T的數(shù)據(jù),再以l為橫坐標,T2為縱坐標,將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖所示,并求得該直線的斜率為k,則重力加速度g=
4π2
k
4π2
k
(用k表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學用半圓形玻璃磚測定玻璃的折射率(如圖所示).實驗的主要過程如下:
a.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標系xOy,在白紙上畫一條線段 AO表示入射光線.
b.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa′與Ox軸重合.
c.用一束平行于紙面的激光從y>0區(qū)域沿y軸負方向射向玻璃磚,并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置,使這束激光從玻璃磚底面射出后,仍沿y軸負方向傳播.
d.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2
e.在坐標系的y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時擋住觀察P1和P2的視線.
f.移開玻璃磚,作OP3連線,用圓規(guī)以O(shè)點為圓心畫一個圓(如圖中虛線所示),此圓與AO線交點為B,與OP3連線的交點為C.確定出B點到x軸、y軸的距離分別為x1、y1、,C點到x軸、y軸的距離分別為x2、y2
①根據(jù)上述所確定出的B、C兩點到兩坐標軸的距離,可知此玻璃折射率測量值的表達式為n=
 

②若實驗中該同學在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無法透過玻璃磚看到P1、P2,其原因可能是:
 

(2)在“用單擺測重力加速度”的實驗中,某同學的主要操作步驟如下:
a.取一根符合實驗要求的擺線,下端系一金屬小球,上端固定在O點;
b.在小球靜止懸掛時測量出O點到小球球心的距離l;
c.拉動小球使細線偏離豎直方向一個不大的角度(約為5°),然后由靜止釋放小球;
d.用秒表記錄小球完成n次全振動所用的時間t.
①用所測物理量的符號表示重力加速度的測量值,其表達式為g=
 

②若測得的重力加速度數(shù)值大于當?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值,造成這一情況的原因可能是
 
.(選填下列選項前的序號)
A.測量擺長時,把擺線的長度當成了擺長
B.擺線上端未牢固地固定于O點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線越擺越長
C.測量周期時,誤將擺球(n-1)次全振動的時間t記為了n次全振動的時間,并由計算式T=t/n求得周期
D.擺球的質(zhì)量過大
③在與其他同學交流實驗方案并糾正了錯誤后,為了減小實驗誤差,他決定用圖象法處理數(shù)據(jù),并通過改變擺長,測得了多組擺長l和對應的周期T,并用這些數(shù)據(jù)作出T2-l圖象如圖甲所示.若圖線的斜率為k,則重力加速度的測量值g=
 

④這位同學查閱資料得知,單擺在最大擺角θ較大時周期公式可近似表述為T=2π
l
g
(1+
1
4
sin2
θ
2
).為了用圖象法驗證單擺周期T和最大擺角θ的關(guān)系,他測出擺長為l的同一單擺在不同最大擺角θ時的周期T,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線.根據(jù)周期公式可知,圖乙中的縱軸表示的是
 
,圖線延長后與橫軸交點的橫坐標為
 

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