专题10.3 本专题实验【练】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题10.3 本专题实验【练】
1．（2022·上海嘉定·二模）在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学测得悬线的长度为，摆球的直径为，则该单摆的摆长为_________。若实验时，摆线上端未牢固地系于悬点，量好摆长后摆动中出现松动，则测得的重力加速度数值将_________（填“偏小”、“偏大”或者“不变”）。
【答案】           偏小
【解析】摆长为悬点到球心的距离，则该单摆的摆长为
根据单摆周期公式
可得
若实验时，摆线上端未牢固地系于悬点，量好摆长后摆动中出现松动，使实际摆线长度增加了，使得代入计算的摆长偏小，故测得的重力加速度数值将偏小。
2．（2022·北京八十中模拟预测）某研究性学****小组在进行“用单摆测量重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于。在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为，再用螺旋测微器测得摆球的直径为（读数如图乙所示）。
①从图乙可知，摆球的直径为_________。
②小组某同学认为单摆周期为，你认为是否正确_________。（A．正确；B．不正确）
③用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式_________。
④在测量时，由于操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在一个水平面内做圆周运动，如图所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比_________（填偏大、偏小、不变），说明理由___________。
【答案】           B          偏大     见详解
【解析】①从图乙可知，摆球的直径为
②由题意可知，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第次经过最低点所用的时间为，则单摆全振动的次数为
则单摆的周期为
故选B。
③根据单摆的周期公式可得
由题意可知，单摆的摆长为
整理得
④以表示摆长，θ表示摆线与竖直方向的夹角，m表示摆球的质量，T表示摆球做圆周运动的周期，如图所示
由牛顿第二定律有
解得
与单摆的周期公式比较可知，测得的周期偏小，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比偏大。
3．（2022·上海松江·二模）某同学用图（a）所示的沙漏摆研究单摆的运动规律。实验中，木板沿图示O’ O方向移动，根据漏在板上的沙描出了如图（b）所示的图形，然后分别沿中心线OO’和沙漏摆摆动方向建立直角坐标系，并测得图中Oa=ab=bc=cd=s，则：
（1）该同学认为此图像经过适当处理可看成单摆的振动图像，则其横坐标表示的物理量应为_________；
（2）若该同学利用计时器测得沙漏摆的周期为T，则木板移动的速度表达式为v= ___________；
（3）该同学利用该装置测定当地的重力加速度，他认为只有少量沙子漏出时，沙漏重心的变化可忽略不计，但是重心位置不确定，于是测量了摆线的长度L，如果此时他直接利用单摆周期公式计算重力加速度，则得到的重力加速度值比真实值__________（选填“偏大”、“偏小”、“相等”）若要避免由于摆长无法准确测量产生的误差，则可通过改变沙漏摆的摆线长L，测出对应的周期T，并绘制 ____________图像，根据图像的斜率可求得重力加速度，此时________________________ 表示沙漏摆的重心到摆绳下端的距离。
【答案】      时间          偏小     T2-L     图像与横轴L的交点到坐标原点的距离
【解析】（1）该同学认为此图像经过适当处理可看成单摆的振动图像，则其横坐标表示的物理量应为时间；
（2）若该同学利用计时器测得沙漏摆的周期为T，则木板移动的速度表达式为
（3）根据
可得
则只用摆线长做为单摆的摆长，则L偏小，测得的重力加速度值偏小；
若沙漏摆的重心到摆绳下端的距离为h，则摆长为L+h，根据
可得
则可绘制T2-L图像，根据图像的斜率可求得重力加速度，此时当T=0时L=-h，则图像与横轴L的交点到坐标原点的距离表示沙漏摆的重心到摆绳下端的距离。
4．（2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测）某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
（1）如果他测得的g值偏小，可能的原因是_______。
A．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，使周期变大
B．开始计时时，秒表过迟按下
C．实验