高中物理探究单摆的周期与摆长的关系试题

如图为用单摆测重力加速度的实验

（1）（多选题）为了减小误差，下列措施正确的是

A．摆线长度L应为线长与摆球半径的和，且在20 cm左右

B．在摆线上端的悬点处，用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线

C．在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线

D．计时起终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间

（2）某同学正确操作，得到了摆长L和 n次全振动的时间t，由此可知这个单摆的周期T=________；当地的重力加速度g=____________。

A．[物理——选修3-4](15分) ⑴．把调准的摆钟，由北京移至赤道，这个钟将变慢，若要重新调准，应增加摆长

B．振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

C．1905年爱因斯坦提出的狭义相对论是以相对性原理和光速不变原理这两条基本假设为前提的

D．调谐是电磁波发射应该经历的过程，调制是电磁波接收应该经历的过程

E．日光灯启动时，启动器内的玻璃泡中的氖气发出红光，这是由于氖原子的外层电子受激发而产生的
⑵如图，有一截面是直角三角形的棱镜ABC，∠A=30º．它对红光的折射率为n1．对紫光的折射率为n2．在距AC边d处有一与AC平行的光屏，现有由以上两种色光组成的很细的光束垂直AB边射入棱镜．

①红光和紫光在棱镜中的传播速度比为多少？
②若两种光都能从AC面射出，求在光屏MN上两光点间的距离．

物理课外小组研究用“单摆测重力加速度”的实验，他们依照实验直接测量的物理量应为：          ，         ，                   ，计算g的公式应为：         。

如图，在竖直平面内有一段光滑圆轨道MN，它所对的圆心角小于，P点是MN的中点，也是圆弧的最低点。在N、  P之间的点Q和P之间搭一光滑斜面，将一小滑块（可视为质点）分别从Q点和M点由静止开始释放，设圆半径为R，则两次运动到P点所需的时间分别为_______、_______

老师带着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系在树干上做成一个简易单摆，如图所示。然后用随身携带的钢卷尺、秒表进行相应的测量。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，用秒表测出单摆完成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）若某次用秒表测量若干次全振动所用的时间如图所示，所用时间为t=       s；
（3）若同学们在某次测量中，振动周期测量正确，但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”）

某同学利用如图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；
B．用游标卡尺测量小球的直径d；
C．用米尺测量悬线的长度；
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1、2、3……。
当数到20时，停止计时，测得时间为t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的t ²；
G．以t ²为纵坐标、为横坐标，作出t ²－图线。
结合上述实验，完成下列任务：
（1）用游标为10分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如下图所示，读出小球直径d的值为          cm。

（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出t ²–图线如图所示。根据图线拟合得到方程
t ²＝404.0 ＋3.0。由此可以得出当地的重力加速度g＝          m/s²。
（取π ² ＝ 9.86，结果保留3位有效数字）

（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是 （     ）
A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；
B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；
C．不应作t ² –图线，而应作t –图线；
D．不应作t ² –图线，而应作t ² –（+d）图线。

一列沿x轴正方向传播的简谐横波，其波动周期为0.40s。某一时刻，离开平衡位置的位移都相同的几个质点依次为P₁、P₂、P₃××××××，已知P₁与P₂之间的距离为0.20m，P₂与P₃之间的距离为0.80m。则P₁的振动传播到P₂所用的时间是

A．0.40s

B．0.20s

C．0.10s

D．0.08s

关于单摆的运动有下列说法，正确的是        （填入正确选项前的字母）                        
①单摆的回复力是摆线的拉力与重力的合力
②单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力
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单摆做简谐运动的条件是摆角很小如小于5^o
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

下列说法中正确的是             。

A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅无关

B．泊松亮斑是光的衍射现象，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象

C．真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，与光源的运动和观察者的运动无关

D．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为使实验结果较为准确，应选用10 cm长的细线和小铁球

如图所示是演示砂摆振动图像的实验装置，砂摆的摆幅较小时可看作简谐振动。砂摆摆动时，手拉纸的速率恒为0.3m/s，实验结果如图所示。由图所提供的信息，可测得砂摆的周期为         ，砂摆的摆长为        （g取10m/s²）。

某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.20cm；用20分度的游标卡尺测小球直径如图4所示，然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0s．则

（1）记录时间应从摆球经过_______________开始计时，小球直径为___________cm， 测得重力加速度g值为             m/s²（保留小数点后两位有效数字）
（2）如果他在实验中误将49次全振动数为50次，测得的g值         (填“偏大”或“偏小”或“准确”）
（3）如果该同学在测摆长时忘记了加摆球的半径，则测量结果         (填“偏大”或“偏小”或“准确”）；但是他以摆长（l）为纵坐标、周期的二次方（T²）为横坐标作出了l－T²图线，由图象测得的图线的斜率为k，则测得的重力加速度g=         。（用字母表示即可）。此时他用图线法求得的重力加速度       。（选填“偏大”，“偏小”或“准确”）

（1）在利用单摆测定重力加速度的实验中，若测得的g值偏大，可能的原因是（   ）
A．摆球质量过大
B．单摆振动时振幅较小
C．测量摆长时，只考虑了线长，忽略了小球的半径
D．测量周期时，把n个全振动误认为（n+1）个全振动，使周期偏小
（2）在演示简谐运动图象的沙摆实验中，使木板沿直线OO′做匀加速直线运动，摆动着的漏斗中漏出的沙在木板上显示出如图乙所示曲线，A．B．C．D均为直线OO′上的点，测出 ="16" cm,="48" cm，摆长为64 cm（可视为不变），摆角小于5°，则该沙摆的周期为______s，木板的加速度大小约为______ m/s2（g取10m/s2）

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。求此高山离海平面高度h为多少？（把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体）

如图所示，用弹性小球做成的四个单摆，当摆线竖直时，小球依次互相接触，且在同一水平线上，小球质量均为m，摆长由A到D逐渐增大，D的摆长是A摆长的2倍，A摆的振动周期为T，现将A摆球拉离平衡位置一小角度，松手后，A摆球沿其它摆球的连线所在竖直面内摆动，则它们做简谐运动的周期为

A．仍为T	B．大约为1.5T
C．大约为1.2T	D．大约为2T

（附加题）图6所示为一种记录地震的摆，摆球m固定在边长为L，质量可忽略不计的等边三角形框架的顶点A上，它的对边BC跟竖直线成不大的夹角ａ，摆球可绕固定轴BC摆动。求摆球做微小摆动的周期。