高考物理母题解读(十三)选修3-4母题3用单摆测定重力加速度

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1、高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。典例:（2012·上海物理）在“利用单摆测重力加速度”的实验中。（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到____________。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于___

2、_________。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为____________（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT-lgL图线为____________（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g=____________。【针对训练题精选解析】m.③下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的

3、四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是（填字母代号）。1.【答案】①AC②12.00.9930③A【解析】①用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的目的是保证摆动过程中摆长不变，需要改变摆长时便于调节，选项AC正确。②根据游标卡尺读数规则，摆球直径为12.0mm，单摆摆长为L-d/2=0.9990m-0.0060m=0.9930m。③单摆测量周期，必须从平衡位置开始计时，且摆角小于1

4、0°，测量多次摆动的总时间，计算出周期，摆动幅度越小误差越小，所以合乎实验要求且误差最小的是A。【考点定位】本题主要考查探究影响单摆的运动周期的因素实验，意在考查考生对单摆实验的掌握情况。2.（2012上海长宁期末）在“用单摆测定重力加速度”的实验中（1）（单选）测量单摆的周期时，某同学在摆球某次通过最低点时，按下停表开始计时，同时数“1”，当摆球第二次通过最低点时数“2”，依此法往下数，当他数到“59”时，按表停止计时，读出这段时间t，则该单摆的周期为（A）t/29（B）t/29.5（C）t/30（

5、D）t/59（2）在该实验中，如果摆球质量分布不均匀，某同学于是设计了下面一种计算方法：第一次测量悬线长为L1，测得周期为T1；第二次测量悬线长为L2，测得周期为T2，由此可推算出重力加速度g＝__________．3.（2011福建理综19题（1））某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：①用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为cm。②小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是。（填选项前的字母）A.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B.测量

6、摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小【点评】此题考查游标卡尺读数、单摆实验注意事项等。4．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，图1（1）如图1所示是某同学用游标卡尺测量摆球直径的结果，该球的直径是_______cm。（2）图2中秒表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆振动周期为。（2）关于摆长和周期的测量，下列说法正确的是_________.A.摆长等于摆线长度加

7、上摆球直径B．测量摆线长度时可将摆线拉直放在水平桌面上用刻度尺测量C.测量时间应从摆球经过平衡位置开始计时D.测量时间应从摆球经过最高点开始计时E.测量单摆运动的周期必须是单摆的摆角小于5°5.在用单摆测重力加速度的实验中：（1）实验时必须控制摆角，若摆长为1.2m，则要将摆球拉到离平衡位置约　　m处释放。（2）某同学实验时改变摆长，测出几组摆长L和对应的周期T的数据，作出T2－L图线，如图实8-1所示，利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2、y2）便可求得重力加速度g=。.（3）作T2－

8、L图线解决物理问题，可以提示我们：若摆球的质量分布不均匀，对测量结果将　　　　　　　　　　　。6．某同学利用如图实8-3所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下：A．按装置图安装好实验装置；图实8-3B．用游标卡尺测量小球的直径；C．用米尺测量悬线的长度l；D．让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数l、2、3……。当数到20时，停止计时，测得时间为t；②该同学根据实验数据，利用计算机作