高中物理探究单摆的周期与摆长的关系试题

某单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是（   ）

A．t1时刻摆球速度最大，摆球向心加速度最大

B．t2时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大

C．t3时刻摆球速度为零，摆球所受回复力最大

D．t4时刻摆球速度为零，摆球处于平衡状态

如图，大小相同的摆球a和b的质量分别为m和3m，摆长相同，并排悬挂，平衡时两球刚好接触．现摆球a向左拉开一小角度后释放．若两球的碰撞是弹性的，下列判断正确的是（     ）

A．第一次碰撞后的瞬间，两球的速度大小相等

B．第一次碰撞后的瞬间，两球的动量大小相等

C．第一次碰撞后，两球的最大摆角不相同

D．发生第二次碰撞时，两球在各自的平衡位置

下列说法正确的是：

A．在水中红光比紫光传播速度慢

B．绿光比红光更容易发生全反射

C．在利用单摆测量重力加速度的实验中，测量单摆的振动周期时，计时起点从小球摆到最高点开始计时

D．光的偏振现象说明光是横波

（共4分）某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标、T²为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k。则重力加速度g=       。（用k表示）

将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动。用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是

A．摆线碰到障碍物前后的周期之比为3:2．

B．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为3：2

C．摆球经过最低点时，线速度变小，半径减小，摆线张力变大

D．摆球经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变

如图甲所示是演示沙摆振动图像的实验装置在木板上留下的实验结果。沙摆的运动可看作是简谐运动。若手用力F向外拉木板作匀速运动，速度大小是0.20m/s．图14乙是某次实验得到的木板的长度为0.60m范围内的振动图像，那么这次实验所用的沙摆的摆长为________cm。（答案保留2位有效数字，计算时可以取）

如图所示，两根细线长度均为2m，A细线竖直悬挂且在悬点O处穿有一个金属小球a，B悬挂在悬点处，细线下端系有一金属小球b，并且有m_a>m_b，把金属小球b向某一侧拉开3cm到处，然后同时让金属小球a、b由静止开始释放（不计阻力和摩擦），则两小球的最终情况是

A．a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞；

B．b小球先到达最低点，不可能和a小球在最低点相碰撞；

C．a、b两小球恰好在最低点处发生碰撞；

D．因不知道ma、mb的具体数值，所以无法判断最终两小球的最终情况。

利用单摆测量某地的重力加速度，现测得摆球质量为m，摆长为L，通过传感器测出摆球运动时位移随时间变化的规律为。则该单摆的振动周期T=         ，该处的重力加速度g=         ；若减小振幅A，则周期       （选填“增大”、“减小”或“不变”）。

如图所示，单摆摆长为1m，做简谐运动，C点在悬点O的正下方，D点与C相距为2m，C、D之间是光滑水平面，当 小摆球A从右侧最大位移处无初速度释放时，小球B从D点以某一速度匀速地向C点运动，A、B两球在C点迎面相遇，求小球B的速度大小．（π²＝g）

如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线拴着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是（ ）

A．在释放前的瞬间，支架对地面的压力为（m+M）g

B．在释放前的瞬间，支架对地面的压力为mg

C．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为（m+M）g

D．摆球到达最低点时，支架对地面的压力为（3m+M）g

如图所示，单摆摆球的质量为m，摆长为L，摆球从最大位移A处由静止释放，摆球运动到最低点B时的速度大小为v。重力加速度为g，不计空气阻力。则摆球从A运动到B的过程中

A．重力做的功为

B．重力的最大瞬时功率为mgv

C．重力的功率先增大后减小

D．摆球运动到最低点B时绳的拉力为

如图所示，一台玩具电机的轴上安有一个小皮带轮甲，通过皮带带动皮带轮乙转动（皮带不打滑），皮带轮乙上离轴心O距离2mm处安有一个圆环P．一根细绳一端固定在圆环P上，另一端固定在对面的支架上，绳呈水平方向且绷直．在绳上悬挂着4个单摆a．b．c．d．已知电动机的转速是150r/min，甲、乙两皮带轮的半径之比为1︰5，4个单摆的摆长分别是100cm、80cm、60cm、40cm．电动机匀速转动过程中，哪个单摆的振幅最大（    ）

A．单摆a

B．单摆b

C．单摆c

D．单摆d

已知单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6m，则两摆长l_a和l_b分别为 （   ）

A．la=2.5m， lb=0.9m	B．la=0.9m， lb=2.5m
C．la=2.4m， lb=4.0m	D．la=4.0m， lb=2.4m

一个摆长为l₁的单摆，在地面上做简谐运动，周期为T₁，已知地球质量为M₁，半径为R₁，另一摆长为l₂的单摆，在质量为M₂，半径为R₂的星球表面做简谐运动，周期为T₂，若T₁＝2T₂，l₁＝4l₂，M₁＝4M₂，则地球半径与星球半径之比R₁∶R₂为（　　）

A．2∶1

B．2∶3

C．1∶2

D．3∶2

如图所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图1-3-16所示是这个单摆的振动图像．根据图像回答：(取π²＝10)

甲　　　　           　　　　　乙
(1)单摆振动的频率是多大？
(2)开始时刻摆球在何位置？
(3)若当地的重力加速度为10 m/s²，试求这个摆的摆长是多少？