- 二一组卷

题型：实验探究题题类：难易度：普通

河北省沧州市2023-2024学年高二下学期7月期末联考物理试题

某学习小组用单摆测重力加速度，为避免摆球晃动，采用如图甲所示装置，两根长均为 $\text{[math]}$ 、不可伸长的轻质细线，与水平固定横杆的夹角均为 $\text{[math]}$ ，小球的直径为 $\text{[math]}$ 。

（1）、将小球拉离平衡位置一个很小的角度，由静止释放，使小球做简谐运动，稳定后当小球经过（填“平衡位置”“最大位移”或“任意某确定位置”）时开始计时，用秒表记录了单摆 $\text{[math]}$ 次全振动所用的时间为 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则当地重力加速度的表达式 $\text{[math]}$ （用题中给出的字母及 $\text{[math]}$ 来表示）；

（2）、若保持细线与水平横杆夹角为 $\text{[math]}$ 不变，改变细线长度，重复实验，测得了多组细线长度 $\text{[math]}$ 和对应的周期 $\text{[math]}$ ，用所测数据作出 $\text{[math]}$ 图像为一条直线如图乙所示。根据图像得到图线的斜率为 $\text{[math]}$ ，与纵轴的截距为 $\text{[math]}$ ，由此可以得出当地的重力加速度 $\text{[math]}$ （结果用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示），小球的直径 $\text{[math]}$ （结果用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 表示）。

举一反三

某研究性学习小组利用光电门传感器、天平、刻度尺研究单摆的周期与摆球质量、摆长之间的关系。实验装置如图甲所示，实验时，将小球拉起一定角度后释放（小于 $\text{[math]}$ ），利用光电门测出小球摆动的周期。

（1）该实验采用的实验方法为{#blank#}1{#/blank#}（选填“控制变量法”或“理想实验法”）；

（2）如果实验组用该装置分别在北京和顺德两地进行探究“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验，然后将实验数据绘制成 $\text{[math]}$ 图像，如图乙所示，则在顺德测得的实验结果对应的图线是{#blank#}2{#/blank#}（选填“A”或“B”）；

（3）某次实验中，小组成员小明想用该装置测当地重力加速度，已知绳长为L，小球直径为d，摆球摆动过程中光电门接收到光信号强度I随时间ｔ的变化如图丙所示， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 均为已知量，由此可知此次实验单摆的周期为{#blank#}3{#/blank#}，当地重力加速度大小的计算表达式 $\text{[math]}$ {#blank#}4{#/blank#}（用上述已知的物理量表示）．