(10分)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中: (1…——2022 高考物理第 18 题答案解析

2022_上海卷

2022 上海 第 18 题 解答题 区分题
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18.(10分)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中:

(1)摆线质量和摆球质量分别为 $\textrm { m } _ { \sharp \sharp }$ 和 $\mathrm { ~ m ~ } _ { \tt f k } ,$ ,摆线长为l,摆球直径为d,则

(A) $\mathfrak { m } _ { \sharp \sharp } , \ \gg \mathrm { m } _ { \sharp \sharp } , \ 1 \ll \mathrm { d }$

(B) $\mathfrak { m } _ { \sharp \rangle \gamma \mathrm { m } _ { \sharp \sharp } , \ 1 \gg \mathrm { d } }$

(C) $\mathrm { ~ m ~ } _ { \# } \langle < \mathrm { m } _ { \# } , \ 1 \ll \mathrm { d }$

(D) $\mathrm { \ m _ { \ z \ k } } \langle < \mathrm { m _ { \ z \ k } } , \ 1 \rangle > \mathrm { d }$

(2)小明在测量后作出的 $\mathrm { T } ^ { 2 } ~ - ~ 1$ 图线如图所示,则他测得的结果是 ${ \bf g } =$ $\mathrm { m } / \mathrm { s } ^ { 2 }$ 。(保留2位小数)

(3)为了减小误差,应从最高点还是最低点开始计时,请简述理由。

参考答案

(1) (D); (2) 9.75; (3) 见解析

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【答案】①(D);②9.75;③见解析

【分析】(1)根据实验原理理解摆线和摆球应该满足的关系;

(2)根据单摆的周期公式结合图像的斜率得出重力加速度的数值;

(3)根据实验原理分析出减小误差的方法。

【解答】解:(1)根据实验原理可知,摆线质量要远小于摆球质量,而摆线长度要远大于摆球直径,故(D)正确,(ABC)错误;故选:(D)。

(2)根据单摆的周期公式 $T = 2 \pi { \sqrt { \frac { L } { g } } } \cdot$ 可知,$T ^ { 2 } = { \frac { 4 \pi ^ { 2 } L } { g } }$
即图像中的斜率为 $\displaystyle { \ u { \chi } = \frac { 4 \pi ^ { 2 } } { g } = \frac { 3 . 8 5 0 - 3 . 0 0 0 } { 0 . 9 5 - 0 . 7 4 } }$ 解得: $\mathrm { { g } } { = } 9 . 7 5 \mathrm { { m } } / \mathrm { { s } } ^ { 2 }$ o

(3)为了减小误差,应从最低点开始计时,因为单摆在摆动过程中经过最低点速度最大,最高点速度最小,在最低点计时误差比较小。

故答案为:①(D);②9.75;③见解析

【点评】本题主要考查了单摆测量重力加速度的实验,根据实验原理掌握正确的实验操作,结合单摆的周期公式和图像即可完成分析。

✅ 来源:2022年 · 上海 · 2022_上海卷 · 第 18 题 · 本题已通过全部自动发布校验
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