高中物理探究单摆的周期与摆长的关系试题

一座在地球上走时准确的摆钟，到某行星上后，分针走一圈经历的实际时间是3小时，已知该行星的半径是地球半径的1/4，则该行星上的第一宇宙速度应为地球上的第一宇宙速度的（    ）

A．2/3

B．3/2

C．1/6

D．6

如图所示，半径是0.2m的圆弧状光滑轨道置于竖直面内并固定在地面上，轨道的最低点为B，在轨道的A点（弧AB所对圆心角小于5°）和弧形轨道的圆心O两处各有一个静止的小球Ⅰ和Ⅱ，若将它们同时无初速释放，先到达B点的是________球

有人利用安装在气球载人舱内的单摆来测定气球所在处的高度。已知该单摆在海平面处的周期是T₀；当气球停在某一高度时，测得单摆周期为T；把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体。该气球此时离海平面的高度h为                 （    ）

A．	B．
C．	D．

把地球上的一个秒摆(周期等于2s的摆称为秒摆)拿到月球上去，它的振动周期变为多少？已知地球质量M_地=5.98×10²⁴kg，半径R_地=6.4×10⁶m，月球质量M_月=7.34×10²²kg，半径R_月=1.74×10⁶m。（保留两位有效数字）

有一个单摆, 当摆线与竖直方向成θ角(θ<5°)时, 摆球的速度为零。已知当地的重力加速度为g，摆球运动到最低点时速度为V,则单摆的振动周期为           。

图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置.当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的沙,在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线.已知木板被水平拉动的速度为0.20  m/s,图乙所示的一段木板的长度为0.60 m,则这次实验沙摆的摆长大约为(    )

A．0.56 m

B．0.65 m

C．1.00 m

D．2.25 m

如图，（a）为一波源的共振曲线，（b）图中的a表示该波源在共振状态下的振动形式沿x轴传播过程中形成的机械波在t=0时刻的波形曲线。则下列说法错误的是

A．（a）图中，若驱动力周期变小共振动曲线的峰将向频率f大的方向移动

B．（b）图中，波速一定为1.2m/s

C．（b）图中，a、b波形时间间隔可能为2.5s

D．（b）图中，遇到宽度为2m的狭缝能发生明显的衍现象

某人利用单摆来确定某高山的高度。已知单摆在海面处的周期是T₀。而在该高山上，测得该单摆周期为T。则此高山离海平面高度h为             。（把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体）

如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞,并粘接在一起,且摆动平面不变.已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半.则碰撞后(    )

A．摆动的周期为T

B．摆动的周期为T

C．摆球的最高点与最低点的高度差为0.3h

D．摆球的最高点与最低点的高度差为0.25h

一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则 （ ）

A．此单摆的固有周期约为0.5s

B．此单摆的摆长约为2m

C．若摆长减小，单摆的固有频率增大

D．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动

几名学生进行野外考察，登上一山峰后，他们想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆，如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动，用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。

①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=        ；
②若振动周期测量正确，但由于难以确定石块重心，测量摆长时从悬点一直量到石块下端，所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值        （选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

关于单摆的运动有下列说法，正确的是
①单摆的回复力是摆球的重力沿轨迹切线方向的分力
②单摆做简谐运动位于平衡位置时，摆球所受合力为零
③单摆的周期与质量无关与振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关
④单摆做简谐运动的过程中回复力有时等于合力
⑤在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变快

A．①③④

B．②③④

C．③④⑤

D．①④⑤

某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动。实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等。实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆在垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。

①在图2中，从       纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致。
②用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：         、
                （写出2个即可）。  

一摆长为,摆球质量为m的单摆在做简谐运动时，最大偏角为θ，那么在摆球从最大偏角位置运动到平衡位置的过程中，下列结论正确的是（    ）        

A．重力对摆球的冲量为

B．重力的功率为

C．合外力对摆球做的功为

D．重力对摆球做正功使摆球的机械能增加

（1）甲同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是：

A．将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点（如图所示）

B．用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长

C．将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放

D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t,，由T=t/30得出周期。

则该同学以上实验步骤中有错误的是_______ ________。
若该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值_ ____ ___ (偏大或偏小)。
如果该同学改正了错误，改变OM间细线的长度做了2次实验，记下每次相应的线长度l₁、l₂和周期T₁、T₂，则由上述四个量得到重力加速度g的表达式是            。
（2）乙同学做了另一实验：细绳的一端在外力作用下从t=0时刻开始做简谐振动，激发出一列简谐横波。在细绳上选取15个点，图1为t=0时刻各点所处的位置，图2为t=T/4时刻的波形图（T为波的周期）。在图3中画出t=3T/4时刻的波形图。