高中物理實(shí)驗(yàn)研究單擺的擺長(zhǎng)與周期的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)高中物理實(shí)驗(yàn)研究單擺的擺長(zhǎng)與周期的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)高中物理實(shí)驗(yàn)研究單擺的擺長(zhǎng)與周期的關(guān)系教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)十三研究單擺的擺長(zhǎng)與周期的關(guān)系考綱解讀1.知道把單擺的運(yùn)動(dòng)看做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件.2.會(huì)研究與單擺的周期相關(guān)的因素.3.會(huì)用單擺測(cè)定重力加快度．基本實(shí)驗(yàn)要求1．實(shí)驗(yàn)原理l當(dāng)偏角很小時(shí)，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)周期為T(mén)＝2π，它與偏角的大小及擺球的質(zhì)量沒(méi)關(guān)，由此g4π2l獲得g＝T2.因此，只需測(cè)出擺長(zhǎng)l和振動(dòng)周期T，就能夠求出當(dāng)?shù)氐闹亓涌於萭的值．2．實(shí)驗(yàn)器材帶有鐵夾的鐵架臺(tái)、中心有小孔的金屬小球，不易伸長(zhǎng)的細(xì)線(約1米)、秒表、毫米刻度尺和游標(biāo)卡尺．3．實(shí)驗(yàn)步驟讓細(xì)線的一端穿過(guò)金屬小球的小孔，爾后打一個(gè)比小孔大一些的線結(jié)，做成單擺．把細(xì)線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂，在單擺平衡地點(diǎn)處作上標(biāo)記，如實(shí)驗(yàn)原理圖所示．(3)用毫米刻度尺量出擺線長(zhǎng)度l′，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球的直徑，即得出金屬小球半徑r，計(jì)算出擺長(zhǎng)ll′＋r.把單擺從平衡地點(diǎn)處拉開(kāi)一個(gè)很小的角度(不高出5°)，爾后松開(kāi)金屬小球，讓金屬小球搖動(dòng)，待擺動(dòng)平穩(wěn)后測(cè)出單擺達(dá)成30～50次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，計(jì)算出金屬小球達(dá)成一次全振動(dòng)所用時(shí)間，這個(gè)tT1＋T2＋T3時(shí)間就是單擺的振動(dòng)周期，即T＝N(N為全振動(dòng)的次數(shù))，頻頻測(cè)3次，再算出周期T＝3.(5)依照單擺周期公式T＝2πl(wèi)4π2l計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓涌於萭＝2.gT改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)，計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)的重力加快度值，求出它們的平均值，該平均值即為當(dāng)?shù)氐闹亓涌於戎担畬y(cè)得的重力加快度值與當(dāng)?shù)氐闹亓涌於戎祵?duì)照較，剖析產(chǎn)生誤差的可能原因．規(guī)律方法總結(jié)1．注意事項(xiàng)(1)組成單擺的條件：細(xì)線的質(zhì)量要小、彈性要小，采用體積小、密度大的小球，擺角不高出5°.-1-要使擺球在同一豎直面內(nèi)搖動(dòng)，不能夠形成圓錐擺，方法是將擺球拉到必然地點(diǎn)后由靜止釋放．測(cè)周期的方法：①要從擺球過(guò)平衡地點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．由于此處速度大、計(jì)時(shí)誤差小，而最高點(diǎn)速度小、計(jì)時(shí)誤差大．②要測(cè)多次全振動(dòng)的時(shí)間來(lái)計(jì)算周期．如在擺球過(guò)平衡地點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表，此后每當(dāng)擺球從同一方向經(jīng)過(guò)平衡地點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)1次．(4)本實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虿捎脠D象法來(lái)辦理數(shù)據(jù)．即用縱軸表示擺長(zhǎng)l，用橫軸表示T2，將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在坐標(biāo)平g面上標(biāo)出，應(yīng)當(dāng)獲得一條傾斜直線，直線的斜率k＝4π2.這是在眾多的實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常采用的科學(xué)辦理數(shù)據(jù)的重要方法．2．?dāng)?shù)據(jù)辦理t辦理數(shù)據(jù)有兩種方法：(1)公式法：測(cè)出30次或50次全振動(dòng)的時(shí)間t，利用T＝求出周期；不改變擺長(zhǎng)，NT，爾后輩入公式g＝4π2l頻頻測(cè)量三次，算出三次測(cè)得的周期的平均值T2求重力加快度．(2)圖象法：g22由單擺周期公式不難推出：l＝4π2T，因此，分別測(cè)出一系列擺長(zhǎng)l對(duì)應(yīng)的周期T，作l－T的圖象，圖象應(yīng)是一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的直線，求出圖線的斜率Δl21所2示．圖13．誤差剖析系統(tǒng)誤差的主要根源：懸點(diǎn)不固定，球、線不符合要求，振動(dòng)是圓錐擺而不是在同一豎直平面內(nèi)的振動(dòng)等．有時(shí)誤差主要來(lái)自時(shí)間的測(cè)量上，因此，要從擺球經(jīng)過(guò)平衡地點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，不能夠多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)．考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)操作與誤差剖析例1(2020·天津·9(2))某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法研究影響單擺周期的因素．①他組裝單擺時(shí)，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開(kāi)有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖2所示．這樣做的目的是________(填字母代號(hào))．圖2-2-A．保證搖動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變B．可使周期測(cè)量得更為正確C．需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)治D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)搖動(dòng)②他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度L＝0.9990m，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖3所示，則該擺球的直徑為_(kāi)_______mm，單擺擺長(zhǎng)為_(kāi)_______m.圖3③以下振動(dòng)圖象真切地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過(guò)程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開(kāi)始，A、B、C均為30次全振動(dòng)的圖象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，這四種操作過(guò)程符合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是____(填字母代號(hào))．剖析①在“研究影響單擺周期的因素”實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使單擺在搖動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變，而且擺長(zhǎng)便于調(diào)治，應(yīng)選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤．②擺球的直徑d＝12mm＋0×0.1mm＝12.0mmd擺長(zhǎng)l＝L－2＝0.9990m－0.0060m＝0.9930m.③單擺振動(dòng)的擺角θ≤5°，當(dāng)θ＝5°時(shí)單擺振動(dòng)的振幅A＝lsin5°＝0.087m＝8.7cm，且為了計(jì)時(shí)正確，應(yīng)在擺球擺至平衡地點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，應(yīng)選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤．答案①AC②12.00.9930③A變式題組1．[實(shí)驗(yàn)操作](2020·安徽·21Ⅰ)依照單擺周期公式T＝2πl(wèi)，能夠經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓涌靏度．如圖4甲所示，將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上，下端系一小鋼球，就做成了單擺．-3-圖4(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑，示數(shù)如圖乙所示，讀數(shù)為_(kāi)_______mm.以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中正確的有________．a(chǎn)．?dāng)[線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，而且盡可能長(zhǎng)一些b．?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的c．為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球，使擺線相距平衡地點(diǎn)有較大的角度d．拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡地點(diǎn)不大于5°，在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回到開(kāi)始地點(diǎn)時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)間間隔Δt即為單擺周期Te．拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡地點(diǎn)不大于5°，釋放擺球，當(dāng)擺球搖動(dòng)牢固后，從平衡地點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，Δt記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則單擺周期T＝50答案(1)18.6(2)abe剖析(1)十分度游標(biāo)尺的第6個(gè)刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，因此讀數(shù)為18.6mm.(2)對(duì)于單擺，擺線質(zhì)量可忽略且不能伸長(zhǎng)，因此應(yīng)選伸縮性小的細(xì)線，擺球應(yīng)選密度較大、體積小的鋼球；為使擺的周期大一些，由T＝2πl(wèi)a、b正確，為使單擺擁有等時(shí)性，擺角應(yīng)小于5°，要減g知，擺線應(yīng)長(zhǎng)些，因此選項(xiàng)小測(cè)量周期的誤差，計(jì)時(shí)起點(diǎn)應(yīng)選在擺球的平衡地點(diǎn)，且測(cè)量多次(N)全振動(dòng)的總時(shí)間(t)，爾后再算出Δt周期T＝N，選項(xiàng)e正確．2．[誤差剖析]某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓涌於鹊膶?shí)驗(yàn)中：圖5(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖5所示，則該擺球的直徑為_(kāi)_______cm.小組成員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有以下說(shuō)法，其中正確的選項(xiàng)是________(填選項(xiàng)前的字母)．A．把單擺從平衡地點(diǎn)拉開(kāi)30°的擺角，并在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)B．測(cè)量擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)100次的時(shí)間t，則單擺周期為

t100C．用懸線的長(zhǎng)度加擺球的直徑作為擺長(zhǎng)，代入單擺周期公式計(jì)算獲得的重力加快度值偏大D．選擇密度較小的擺球，測(cè)得的重力加快度值誤差較小答案(1)0.97(2)C剖析(1)由游標(biāo)尺的“0”刻線在主尺上的地點(diǎn)讀出擺球直徑的整毫米數(shù)為9mm=0.9cm，游標(biāo)尺中第7條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，因此應(yīng)為0.07cm，因此擺球直徑為0.9cm＋0.07cm＝0.97cm.(2)單擺應(yīng)從最低點(diǎn)計(jì)時(shí)，故A錯(cuò)；因一個(gè)周期內(nèi)，單擺有2次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)，故B錯(cuò)；由T＝2πl(wèi)得，g4π2lg＝T2，若用懸線的長(zhǎng)度加擺球的直徑作為擺長(zhǎng)，則g偏大，C對(duì)；因空氣阻力的影響，選密度小的擺球，測(cè)得的g值誤差大，D錯(cuò)．-4-考點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的辦理例2在研究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，(1)對(duì)于安裝儀器及測(cè)量時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)操作，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )A．用米尺測(cè)出擺線的長(zhǎng)度，記為擺長(zhǎng)lB．先將擺球和擺線放在水平桌面上測(cè)量擺長(zhǎng)l，再將單擺懸掛在鐵架臺(tái)上C．使擺線偏離豎直方向某一角度α(湊近5°)，爾后由靜止釋放擺球D．測(cè)出擺球兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的時(shí)間間隔記為此單擺振動(dòng)的周期(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)以下表所示：次數(shù)12345擺長(zhǎng)l/cm80.0090.00100.00110.00120.0030次全振動(dòng)時(shí)間t/s53.856.960.062.865.7振動(dòng)周期T/s1.791.902.002.092.19振動(dòng)周期的平方T2/s23.203.614.004.374.80請(qǐng)將測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)在圖6中，并在圖中作出T2隨l變化的關(guān)系圖象．圖6(3)依照數(shù)據(jù)及圖象可知單擺周期的平方與擺長(zhǎng)的關(guān)系是________．(4)依照?qǐng)D象，可求適合地的重力加快度為_(kāi)_______m/s2.(π＝3.14，結(jié)果保存3位有效數(shù)字)剖析(1)本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將擺球和擺線組成單擺此后再測(cè)量其擺長(zhǎng)，擺長(zhǎng)應(yīng)為懸點(diǎn)到擺球球心的距離，故A、B錯(cuò)誤；測(cè)量單擺的周期時(shí)，應(yīng)為相鄰兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)而且經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的速度方向相同，即單擺做一次全振動(dòng)，這段時(shí)間才為一個(gè)周期，為了減小誤差，須測(cè)量單擺的多個(gè)周期，爾后再取平均值求出一個(gè)周期，故D錯(cuò)誤；單擺在擺角小于5°時(shí)能夠?yàn)樽龊?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故C正確．經(jīng)過(guò)描點(diǎn)、連線可獲得單擺的T2－l圖象，近似為一條直線．經(jīng)過(guò)作出的圖象說(shuō)明單擺周期的平方和擺長(zhǎng)成正比．g＝4π2(4)依照?qǐng)D象求出圖線的斜率k，再依照單擺的周期公式可得，進(jìn)而求出重力加快度g.k答案(1)C(2)以以下列圖-5-(3)成正比(4)9.86變式題組3．[數(shù)據(jù)辦理]下表是用單擺測(cè)定重力加快度實(shí)驗(yàn)中獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)：擺長(zhǎng)lm0.50.60.81.1周期T2s22.02.43.24.4(1)利用上述數(shù)據(jù)，在圖7的坐標(biāo)系中描述出l－T2圖象．圖7(2)利用圖象，取T2＝4.2s2時(shí)，l＝________m，重力加快度g＝________m/s2.(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)答案(1)見(jiàn)剖析圖(2)1.059.86剖析由T＝2πl(wèi)得l＝g2T2，因此圖象是過(guò)原點(diǎn)且斜率為g2的一條直線．g4π4π(1)l－T2圖象以以下列圖．2224π2l2(2)T＝4.2s時(shí)，從圖中可讀出其擺長(zhǎng)l＝1.05m，將T和l代入公式g＝T2，得g≈9.86m/s.4．[數(shù)據(jù)辦理]某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加快度”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了以下的操作：(1)用游標(biāo)尺上有10個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑如圖8甲所示，可讀出擺球的直徑為_(kāi)_______cm.把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，測(cè)量擺線長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)計(jì)算獲得擺長(zhǎng)L.-6-圖8(2)用秒表測(cè)量單擺的周期．當(dāng)單擺搖動(dòng)牢固且抵達(dá)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并記為n＝1，單擺每經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n＝60時(shí)秒表的示數(shù)如圖乙所示，該單擺的周期是T＝________s(結(jié)果保存三位有效數(shù)字)．(3)測(cè)量出多組周期T、擺長(zhǎng)L的數(shù)值后，畫(huà)出T2－L圖線如圖丙，此圖線斜率的物理意義是( )1A．gB.g4π2gC.gD.4π2在(3)中，描點(diǎn)時(shí)若誤將擺線長(zhǎng)看作擺長(zhǎng)，那么畫(huà)出的直線將不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，由圖線斜率獲得的重力加快度與原來(lái)對(duì)照，其大小( )A．偏大B．偏小C．不變D．都有可能該小組的另一起學(xué)沒(méi)有使用游標(biāo)卡尺也測(cè)出了重力加快度，他采用的方法是：先測(cè)出一擺線較長(zhǎng)的單擺的振動(dòng)周期T1，爾后把擺線縮短適合的長(zhǎng)度L，再測(cè)出其振動(dòng)周期T2.用該同學(xué)測(cè)出的物理量表示重力加快度g＝________.答案(1)2.06(2)2.28(3)C4π2ΔL(4)C(5)22T1－T21剖析(1)擺球的直徑為d＝20mm＋6×10mm＝20.6mm＝2.06cm.(2)秒表的讀數(shù)為t＝60s＋7.4s＝67.460－1592t≈2.28s．(3)依照單擺周期公式T＝2πLT24π2s，依照題意t＝T＝T，因此周期T＝，可得＝g2259gL2224π2T4πΔT＝k(常數(shù))，因此選項(xiàng)C正確．(4)由于L＝g＝k(常數(shù))，因此ΔL＝g＝k，若誤將擺線長(zhǎng)看作擺長(zhǎng)，222畫(huà)出的直線將不經(jīng)過(guò)原點(diǎn)，但圖線的斜率仍舊知足12T－T＝4π＝k，因此由圖線的斜率獲得的重力加快度L1－L2g2222不變．(5)依照(4)的剖析，ΔT4π4πΔL4πΔL＝，因此g＝2＝22.ΔLgΔTT1－T25．[數(shù)據(jù)辦理]有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實(shí)驗(yàn)室，各自利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地研究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”，他們經(jīng)過(guò)校園網(wǎng)互換了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了2T－L圖象，如圖9甲所示.去北大的同學(xué)們所測(cè)實(shí)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是________(選填“A”或“B”)．其余，在南大做研究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了兩種單擺的振動(dòng)圖象(如圖乙)，由圖可知，兩單擺擺長(zhǎng)之比LA＝LB________.-7-圖9答案B2L24π24π24π2剖析由T＝2πg(shù)得，T＝gL，依照題圖甲可知gA＞gB，即gA＜gB，由于北大更湊近北極，其所在的重力加快度更大些，因此應(yīng)選B；依照題圖甲可知gAgA4π2kB8TA3＝2·＝＝，由題圖乙可得＝，依照gB4πg(shù)BkA9TB224π2LATA2gAT＝L得2＝2.BBB考點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新例3(1)在“研究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑的操作如圖10甲、乙所示．測(cè)量方法正確的選項(xiàng)是________(選填“甲”或“乙”)．圖10實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)搖動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖11甲所示．光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t的變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為_(kāi)_______．若保持懸點(diǎn)到小球極點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將________(填“變大”“不變”或“變小”)，圖乙中的Δt將________(填“變大”“不變”或“變小”)．圖11剖析(1)游標(biāo)卡尺應(yīng)當(dāng)用兩外測(cè)量爪對(duì)齊的地住持量，正確的選項(xiàng)是圖乙．(2)一個(gè)周期內(nèi)小球應(yīng)當(dāng)兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)，使光敏電阻的阻值發(fā)生變化，故周期為t1＋2t0－t1＝2t0；小球的直徑變大后，擺長(zhǎng)變長(zhǎng)，周期變大；同時(shí)小球直徑變大后使得每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)擺球的擋光的時(shí)間變長(zhǎng)，即Δt變大．答案(1)乙(2)2t0變大變大變式題組6．[實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新]為了研究滑塊的運(yùn)動(dòng)，采用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細(xì)線組成的單擺等組成如圖12甲所示裝置，實(shí)驗(yàn)中，滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)讓單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)方向做小擺幅搖動(dòng)，漏斗能夠漏出很細(xì)的有色液體，在紙帶上留下的印跡記錄了漏斗在不相同時(shí)刻的地點(diǎn)，如圖乙所示．-8-圖12漏斗和細(xì)線組成的單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與以下哪個(gè)儀器相同？________(填寫(xiě)儀器序號(hào))．A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B．秒表C．毫米刻度尺D．電流表(2)已知單擺周期T＝2s，在圖乙中AB＝24.10cm，BC＝27.90cm、CD＝31.90cm、DE＝36.10cm，則單擺在經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)，滑塊的剎時(shí)速度為v＝________m/s，滑塊的加快度為2(結(jié)果保存兩a＝________m/sD位小數(shù))．答案(1)A(2)0.340.04剖析(1)單擺振動(dòng)擁有周期性，擺球每隔半個(gè)周期經(jīng)過(guò)紙帶中線一次，單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同，應(yīng)選A.(2)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的剎時(shí)速度大小等于該過(guò)程中的平均速度大小，故有xCETD據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論x＝aT2，有：T2T2x4－x2＝2a1(2)①x3－x1＝2a2(2)②a＋a2x＋x－x－x1聯(lián)立①②有：a＝14322＝T2代入數(shù)據(jù)得a＝0.04m/s27.[實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新]將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且張口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外)，如圖13所示，將懸線拉離平衡地點(diǎn)一個(gè)小角度后由靜止釋放，單擺振動(dòng)過(guò)程中懸線不會(huì)碰到筒壁，若是本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心的距離L，并經(jīng)過(guò)改變L而測(cè)出對(duì)應(yīng)的搖動(dòng)周期T，再以T2為縱軸、L為橫軸作出T2－L函數(shù)關(guān)系圖象，那么就能夠經(jīng)過(guò)此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓涌於萭.圖13(1)假如實(shí)驗(yàn)中所獲得的T2－L關(guān)系圖象如圖14所示，那么真切的圖象應(yīng)當(dāng)是a、b、c中的________；圖14-9-(2)由圖可知，小筒的深度h＝________m，當(dāng)?shù)刂亓λ俣萭＝________m/s2；(計(jì)算結(jié)果保存三位有效數(shù)字)在實(shí)驗(yàn)中，每次測(cè)量時(shí)老是錯(cuò)誤地把擺線加上球直徑看作了擺長(zhǎng)，若是仍舊采用題中圖象方法辦理數(shù)據(jù)，你認(rèn)為會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成怎么樣的影響？對(duì)h的影響是________，對(duì)g的影響是________．A．無(wú)影響B(tài)．比真切值小C．比真切值大D．不確定答案(1)a(2)0.3159.86(3)BA剖析(1)由單擺周期公式L＋h24π2L4π2hT＝2π得T＝g＋gg當(dāng)L＝0時(shí)，T2＝4π2h＞0，則真切的圖象是a.g24π2(2)當(dāng)T＝0時(shí)，L＝－h(huán)，即圖象與L軸交點(diǎn)坐標(biāo)h＝－L＝31.5cm＝0.315m．圖線的斜率大小k＝g，由圖象可得k＝4，代入解得：g≈9.86m/s2.(3)依照(1)中剖析可知把擺線加上球直徑看作了擺長(zhǎng)，即L偏大，致使圖線的縱軸截距偏小，斜率不變．故對(duì)h的影響是比真切值小，對(duì)g的值沒(méi)有影響．-10-高考理綜物理模擬試卷注意事項(xiàng)：答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考據(jù)號(hào)填寫(xiě)清楚，將條形碼正確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必定使用2B鉛筆填涂；非選擇題必定使用0.5毫米黑色字跡的署名筆書(shū)寫(xiě)，字體工整、字跡清楚。3．請(qǐng)依照題號(hào)次序在各題目的答題地域內(nèi)作答，高出答題地域書(shū)寫(xiě)的答案無(wú)效；在底稿紙、試題卷上答題無(wú)效。4．保持卡面干凈，不要折疊，不要弄破、弄皺，嚴(yán)禁使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項(xiàng)選擇題1．對(duì)于近代物理的知識(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．查德威克發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為B．β衰變就是原子核內(nèi)的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一其中子和電子，電子被釋放出來(lái)C．鈾核裂變的一種核反應(yīng)方程為D．若氫原子從n＝6的能級(jí)向n＝1的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光不能夠使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n＝6的能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光也不能夠使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)2．以以下列圖，+Q1和-Q2是兩個(gè)可自由搬動(dòng)的電荷，Q1=4Q2．現(xiàn)再取一個(gè)可自由搬動(dòng)的點(diǎn)電荷Q3放在Q1與Q2連結(jié)的直線上，欲使整個(gè)系統(tǒng)平衡，那么（）A．Q3應(yīng)為正電荷，放在Q2的右側(cè)B．Q3應(yīng)為負(fù)電荷，放在Q1的左邊C．Q3應(yīng)為正電荷，放在Q1的左邊D．Q3應(yīng)為負(fù)電荷，放在Q2的右側(cè)3．某科研單位設(shè)計(jì)了一空間遨游器，遨游器從地面跳躍時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的動(dòng)力方向與水平方向夾角α＝60°，使遨游器恰與水平方向成θ＝30°角的直線斜向右上方勻加快遨游，經(jīng)時(shí)間t后，將動(dòng)力的方向沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°同時(shí)適合調(diào)治其大小，使遨游器仍舊能夠沿原方向勻減速遨游，遨游器所受空氣阻力不計(jì)，以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是( )-11-A．加快時(shí)加快度的大小為gB．加快時(shí)動(dòng)力的大小等于mgC．減速時(shí)動(dòng)力的大小等于D．減速遨游時(shí)間2t后速度為零4．據(jù)中新網(wǎng)報(bào)道，中國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“北斗三號(hào)”第17顆衛(wèi)星已于2018年11月2日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射．該衛(wèi)星是北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)的首顆地球同步軌道衛(wèi)星，也是北斗三號(hào)系統(tǒng)中功能最強(qiáng)、信號(hào)最多、承載最大、壽命最長(zhǎng)的衛(wèi)星．對(duì)于該衛(wèi)星，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．它的發(fā)射速度必然大于11.2km/sB．它運(yùn)行的線速度必然不小于7.9km/sC．它在由過(guò)渡軌道進(jìn)入運(yùn)行軌道時(shí)必定減速D．由于稀罕大氣的影響，如不加干涉，在運(yùn)行一段時(shí)間后，該衛(wèi)星的動(dòng)能可能會(huì)增加5．物體的運(yùn)動(dòng)情況或所受合外力的情況以以下列圖，四幅圖的圖線都是直線，從圖中能夠判斷這四個(gè)質(zhì)量必然的物體的某些運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．甲物體碰到不為零且恒定的合外力B．乙物體碰到的合外力越來(lái)越大C．丙物體碰到的合外力為零D．丁物體的加快度越來(lái)越大6．將一物體由坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v0拋出，在恒力作用下軌跡以以下列圖，A為軌跡最高點(diǎn)，B為軌跡與水平x軸交點(diǎn)，假定物體到B點(diǎn)時(shí)速度為vB，v0與x軸夾角為，vB與x軸夾角為，已知OA水平距離x1大于AB水平距離x2，則-12-A．物體在B點(diǎn)的速度vB大于v0B．物體從O到A時(shí)間大于從A到B時(shí)間C．物體在O點(diǎn)所受協(xié)力方向指向第四象限D(zhuǎn)．可能等于二、多項(xiàng)選擇題7．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_____________A．空氣中的毛毛雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果B．高原地域水的沸點(diǎn)較低，這是高原地域溫度較低的緣故C．自行車打氣越打越困難主若是由于胎內(nèi)氣體分子間相互排擠的原因D．干濕泡溫度計(jì)的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果E．若是兩個(gè)系統(tǒng)分別與狀態(tài)確定的第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，那么這兩個(gè)系統(tǒng)間也必然處于熱平衡8．在傾角θ＝37°的圓滑足夠長(zhǎng)斜面上有兩個(gè)用輕彈簧連結(jié)的物塊A和B，它們的質(zhì)量分別為mA＝1kg、mB＝2kg，彈簧的勁度系數(shù)為k＝100N/m，C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)用一沿斜面向上的恒力F拉物塊A使之沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)B剛要走開(kāi)C時(shí)，A的加快度方向沿斜面向上，大小為1m/s2，己知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2，則：A．恒力F＝18NB．從使勁F拉物塊A開(kāi)始到B剛走開(kāi)C的過(guò)程中，A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)0.18mC．物塊A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A先加快后勻速運(yùn)動(dòng)D．A的速度達(dá)到最大時(shí)，B的加快度大小為0.5m/s29．以以下列圖，地球赤道平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星a和b，均繞地球做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星a、b運(yùn)動(dòng)的周期分別為T(mén)1、T2，且T2=8T1，對(duì)于兩顆衛(wèi)星以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是-13-A．衛(wèi)星a的動(dòng)能必然大于衛(wèi)星b的動(dòng)能B．衛(wèi)星a、b運(yùn)動(dòng)軌道半徑之比為1︰4C．衛(wèi)星b繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度大于地球第一宇宙速度D．衛(wèi)星a、b線速度大小之比為2︰110．一輛汽車從靜止開(kāi)始由甲地出發(fā)，沿平直公路開(kāi)往乙地，汽車先做勻加快直線運(yùn)動(dòng)，接著做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，開(kāi)到乙地恰巧停止，其v-t圖像以以下列圖，那么0~t和t~3t兩段時(shí)間內(nèi)( )A．加快度大小之比為3∶1B．位移大小之比為1∶2C．平均速度大小之比為2∶1D．平均速度大小之比為1∶1三、實(shí)驗(yàn)題11．我們能夠用以以下列圖的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)研究影響向心力大小的因素。長(zhǎng)槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A的2倍，長(zhǎng)槽上的擋板A和短槽上的擋板C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。轉(zhuǎn)著手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力供應(yīng)了向心力，球?qū)醢宓姆醋魇箘沤?jīng)過(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，進(jìn)而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的均分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值。（1）當(dāng)傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑不相同的輪盤(pán)上時(shí)，塔輪邊緣處的__________相等（選填“線速度”或“角速度”）；-14-（2）研究向心力和角速度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑不相同的輪盤(pán)上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板__________和擋板__________處（選填“A”或“B”或“C”）。12．某地域多發(fā)霧霾天氣，PM2.5濃度過(guò)高，為防控粉塵污染，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種除塵方案，用于除掉帶電粉塵．模型簡(jiǎn)化以以下列圖，粉塵源從A點(diǎn)向水平虛線上方(豎直平面內(nèi))各個(gè)方向平均噴出粉塵微粒，每顆粉塵微粒速度大小均為v＝10m/s，質(zhì)量為m＝5×10－10kg，電荷量為q＝＋1×10－7C，粉塵源正上方有一半徑R＝0.5m的圓形界線勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感覺(jué)強(qiáng)度方向垂直紙面向外且大小為B＝0.1T的，磁場(chǎng)右側(cè)緊靠平行金屬極板MN、PQ，兩板間電壓恒為U0，兩板相距d＝1m，板長(zhǎng)l＝1m。不計(jì)粉塵重力及粉塵之間的相互作用，假定MP為磁場(chǎng)與電場(chǎng)的分界線。（已知，，若）求：1）微粒在磁場(chǎng)中的半徑r并判斷粒子出磁場(chǎng)的速度方向；2）若粉塵微粒100%被該裝置吸取，平行金屬極板MN、PQ間電壓最少多少？3）若U0＝0.9V，求收集效率。4）若兩極板間電壓在0～1.5V之間可調(diào)，求收集效率和電壓的關(guān)系。四、解答題13．固定的半圓形玻璃磚的橫截面以以下列圖，O點(diǎn)為圓心，足夠大的光屏PQ緊靠玻璃磚右側(cè)且垂直于MN．一束單色光沿半徑方向射向O點(diǎn)，θ=45°，在光屏上出現(xiàn)兩個(gè)光斑，其中一個(gè)光斑在A點(diǎn)，測(cè)得，則①玻璃磚對(duì)此單色光的折射率?②若減小θ角，若還有兩光斑，則兩光斑之間距離將怎樣變化？14．如圖甲所示，氣缸（足夠長(zhǎng)）張口向右、固定在水平桌面上，氣缸內(nèi)用橫截面積為S的活塞關(guān)閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與氣缸壁之間的摩擦忽略不計(jì)。輕繩超出圓滑定滑輪將活塞和地面上質(zhì)量為m的重物連結(jié)。開(kāi)始時(shí)氣缸內(nèi)外壓強(qiáng)相同，均為大氣壓P0（mg<P0S，g為重力加快度），輕繩處在挺直狀態(tài)，氣缸內(nèi)氣體的溫度為T(mén)0，體積為V0?，F(xiàn)使勁拖動(dòng)氣缸使其慢慢向左搬動(dòng)（溫度不變）至重物剛走開(kāi)地面，接著遲緩降低氣體的溫度，使得氣缸內(nèi)氣體的體積恢復(fù)為V0，求：-15-（i）重物剛走開(kāi)地面時(shí)氣缸向左搬動(dòng)的距離d；ii）氣體體積恢復(fù)為V0時(shí)的溫度T?！緟⒄沾鸢浮恳?、單項(xiàng)選擇題題號(hào)123456答案DABDDC二、多項(xiàng)選擇題7．ADE8．BD9．BD10．BD三、實(shí)驗(yàn)題11．（1）線速度（2）AC12．(1)0.5m，水平向右（2）1V（3）79.4%（4）時(shí)，收集效率，時(shí)，四、解答題13．①②減小-16-14．（i）（ii）-17-高考理綜物理模擬試卷注意事項(xiàng)：答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考據(jù)號(hào)填寫(xiě)清楚，將條形碼正確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必定使用2B鉛筆填涂；非選擇題必定使用0.5毫米黑色字跡的署名筆書(shū)寫(xiě)，字體工整、字跡清楚。3．請(qǐng)依照題號(hào)次序在各題目的答題地域內(nèi)作答，高出答題地域書(shū)寫(xiě)的答案無(wú)效；在底稿紙、試題卷上答題無(wú)效。4．保持卡面干凈，不要折疊，不要弄破、弄皺，嚴(yán)禁使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、單項(xiàng)選擇題1．取水平川面為重力勢(shì)能零點(diǎn)。一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其動(dòng)能恰巧是重力勢(shì)能的3倍。不計(jì)空氣阻力，該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為（）A．B．C．D．2．質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過(guò)程的速度–時(shí)間圖象以以下列圖，從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中汽車所受阻力恒為f，則A．0~t1時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力為B．t1~t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率為C．汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度D．t1~t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度小于3．以以下列圖，A、B是兩塊水平放置的平行金屬板，一帶電小球垂直于電場(chǎng)線方向射入板間，小球?qū)⑾駻極板偏轉(zhuǎn)，為了使小球沿射入方向做直線運(yùn)動(dòng)，可采用的方法是-18-A．將帶正電的小球改為帶負(fù)電B．將變阻器滑片P適合向左滑動(dòng)C．適合增大小球所帶電量D．將極板間距適合增大4．2013年6月，我國(guó)成功發(fā)射了搭載3名宇航員(其中一名女士)的“神州十號(hào)”飛船，在飛船進(jìn)入圓形軌道圍繞地球遨游時(shí)，它的線速度大小( )A．等于7.9km/sB．介于7.9km/s和11.2km/s之間C．小于7.9km/sD．介于7.9km/s和16.7km/s之間5．下面是某電熱水壺的銘牌，由此可知該電熱水壺正常加熱1min產(chǎn)生的熱量為( )A．1.80×103JB．1.10×104JC．1.32×104JD．1.08×105J6．將一物體由坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v0拋出，在恒力作用下軌跡以以下列圖，A為軌跡最高點(diǎn)，B為軌跡與水平x軸交點(diǎn)，假定物體到B點(diǎn)時(shí)速度為vB，v0與x軸夾角為，vB與x軸夾角為，已知OA水平距離x1大于AB水平距離x2，則A．物體在B點(diǎn)的速度vB大于v0B．物體從O到A時(shí)間大于從A到B時(shí)間C．物體在O點(diǎn)所受協(xié)力方向指向第四象限D(zhuǎn)．可能等于二、多項(xiàng)選擇題7．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是_____________。A．自然界符合能量守恒定律的宏觀過(guò)程不用然都能自然發(fā)生B．固體的擴(kuò)散現(xiàn)象表示固體分子間也存在縫隙C．布朗運(yùn)動(dòng)是固體小顆粒分子的運(yùn)動(dòng)，能反應(yīng)液體分子的熱運(yùn)動(dòng)規(guī)律D．必然量的100℃的水變成100℃的水蒸氣，所有分子的動(dòng)能總和不變-19-E．空調(diào)可制冷也可制熱，說(shuō)明在自覺(jué)狀態(tài)下熱傳達(dá)的方向是可逆的8．將一帶正電的粒子從電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放，該粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿直線運(yùn)動(dòng)，依次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中的A、B兩點(diǎn)，其速度v隨位移x的變化規(guī)律如圖。則A．A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度B．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于粒子在B點(diǎn)的電勢(shì)能C．A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高D．OA之間的電勢(shì)差等于AB之間的電勢(shì)差9．電磁軌道炮原理以以下列圖。炮彈（可視為長(zhǎng)方形導(dǎo)體）與兩固定平行軌道保持優(yōu)秀接觸且可在平行于軌道方向上自由搬動(dòng)。開(kāi)始時(shí)炮彈在導(dǎo)軌的一端，通以電流后炮彈會(huì)被磁力加快，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離為d，導(dǎo)軌長(zhǎng)為L(zhǎng)，炮彈質(zhì)量為m。導(dǎo)軌上電流I的方向如圖中箭頭所示。已知軌道的電流可在炮彈處形成垂直于軌道面的磁場(chǎng)（可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)），磁感覺(jué)強(qiáng)度的大小與I成正比。忽略摩擦力與重力的影響?，F(xiàn)欲使炮彈的出射速度增加至原來(lái)的2倍，理論上可采用的方法是（）A．只將軌道長(zhǎng)度L變成原來(lái)的2倍B．只將電流I增加至原來(lái)的2倍C．只將炮彈質(zhì)量m減至原來(lái)的一半D．將炮彈質(zhì)量m減至原來(lái)的一半，軌道長(zhǎng)度L變成原來(lái)的2倍，其余量不變10．以以下列圖，兩列簡(jiǎn)諧橫波a和b均沿x軸正方向流傳，波速為40m/s，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A．a(chǎn)波的周期為0.2s，b波的周期為0.1sB．對(duì)于b波，x軸上的1m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)0.1s就傳到x=5m處C．a(chǎn)、b兩列波相遇時(shí)不能夠發(fā)生牢固干