高中物理探究单摆的周期与摆长的关系实验题

（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。

在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时，摆球的密度应选得     些（填“大”或“小”），如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图11左所示，那么单摆摆长是______m．如果测定了40次全振动的时间如图14右中秒表所示，那么秒表读数是______s，单摆的摆动周期是______s．

有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²～L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是   （选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比       ．

某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
①他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是（填字母代号）。

A．保证摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量得更加准确
C．需要改变摆长时便于调节
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为mm，单摆摆长为m。

下列振动图象真实地描述了对摆长约为的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横作标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知，，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是（填字母代号）。

在探究单摆周期与摆长关系的实验中，
①关于安装仪器及测量时的一些实验操作，下列说法中正确的是      。（选填选项前面的字母）

A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长

B．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长，再将单摆悬挂在铁架台上

C．使摆线偏离竖直方向某一角度（接近5°），然后静止释放摆球

D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期

②实验测得的数据如下表所示。

次数	1	2	3	4	5
摆长	80.00	90.00	100.00	110.00	120.00
30次全振动时间	53.8	56.9	60.0	62.8	65.7
振动周期	1.79	1.90	2.00	2.09	2.19
振动周期的平方	3.20	3.61	4.00	4.37	4.80

 
请将笫三次的测量数据标在图9中，并在图9中作出T²随变化的关系图象。

③根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是     。
④根据图象，可求得当地的重力加速度为          m／s²。（结果保留3位有效数字）

（1）用单摆测定重力加速度的实验中，除了铁架台、秒表外，还有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上__________ (填字母)。
A．1m长的粗绳            
B．1m长的细线
C．半径为lcm的小木球     
D．半径为lcm的小铅球  
E．最小刻度为mm的米尺  
F. 最小刻度为cm的米尺  
G．附砝码的天平 
（2）若实验中测得的g值偏大，则可能的原因是_________
A、摆长中没有加小球的半径
B、开始计时时秒表过迟按下
C、在一定的时间内，把29次全振动误数成了30次
D、在振动过程中悬点出现松动，致使摆长变大

有两个同学利用假期分别去参 观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²～L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是   （选填“A”或“B”）．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象（如图乙），由图可知，两单摆摆长之比L_a/L_b=       ．

“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验中，用秒表记下了单摆全振动50次的时间，如图所示，由图可读出时间为          s。
（2）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²－L图象，如图甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是        (填“A”或“B”)。另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，a、b两单摆的摆长之比＝         。

房顶上固定着一根不可伸长的细线，下垂到三楼窗沿下，某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度，先将线的下端系上一个小球，发现当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，他打开窗子，让小球在垂直于墙的竖直平面内摆动，如图所示，从小球第1次通过图中的B点开始计时，第21次通过B点用时30s；球在最低点B时，球心到窗上沿的距离为1m，当地重力加速度取g=π²（m/s²）；根据以上数据可得小球运动的周期T=_______s；房顶到窗上沿的高度h=_______m。

在用单摆测重力加速度的实验中
为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？将所选用的器材的字母填在题后的横线上。

A．长1m左右的细绳；	B．长30m左右的细绳；
C．直径2 cm的铅球；	D．直径2cm的铁球；

（E）秒表；                      （F）时钟；
（G）最小刻度是厘米的直尺；      （H）最小刻度是毫米的直尺。
所选择的器材是______________________________________________。
实验时摆线偏离竖直线的要求是________________________，理由是_______________
________________________________________________________。
某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T²~L图线，如图所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（x₁，y₁）、（x₂，y₂），可求得g=             。若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比是       的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（1）对于分子动理论和物体的内能理解，下列说法正确的是
A．液体表面的分子间距较大，所以表现为引力，液体表面有收缩的趋势
B．用力拉铁棒的两端，铁棒没有断，这是分子间存在吸引力的宏观表现
C．理想气体在状态变化时，温度升高，气体分子的平均动能增大，气体的压强也一定增大
D．当分子间的引力和斥力平衡时，分子势能最小
（2）如图所示P-V图，一定质量的理想气体由状态A经过程Ⅰ变至状态B时，从外界吸收热量420J同时膨胀对外做功300J．当气体从状态B经过程Ⅱ回到状态A时，外界压缩气体做功200J，求此过程中气体____________(填“吸收”或“放出”)热量为_________J
（3）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量M=0.283kg·mol^-1，密度ρ=0.895×10³kg·m^-3.若100滴油酸的体积为1ml，则1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？(取N_A=6.02×10²³mol^-1.球的体积V与直径D的关系为，结果保留一位有效数字)

12－2．（供选学3-4模块的考生做）
（1）以下是有关波动和相对论内容的若干叙述，其中正确的有（        ）
A．光速不变原理是：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
B．两列波相叠加产生干涉现象，则振动加强区域与减弱区域交替变化
C．光的偏振现象说明光波是横波
D．夜视仪器能在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射
(2)一束光从空气射向折射率为的某种介质，若反射光线与折射光线垂直，则入射角为__________。真空中的光速为c ，则光在该介质中的传播速度为________________ .
(3)将一劲度系数为K的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T．

某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得单摆的摆长，然后用秒表记录了单摆振动次所用的时间为，进而算出周期。
（1）该同学测得的值偏小，可能原因是：          

A．开始计时时，秒表过迟按下

B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了

C．实验中误将51次全振动计为50次

D．实验中误将49次全振动计为50次

（2）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长并测出相应的周期，从而得出一组对应的和的数值，再以为横坐标、为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率。则重力加速度          。（用和有关常量表示）

图甲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．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：

(1)单摆振动的频率是      
(2)开始时刻摆球的位置是         
(3)若当地的重力加速度为10 m/s²，摆长是       

(1)某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：
A．在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上
B．用刻度尺和游标卡尺测出摆长l
C．将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球
D．在释放摆球的同时开始计时
E．记下摆球完成n次(大于30次)全振动的时间t
F．把所得数据代入公式
该学生的上述操作中，错误的是_____．(只填字母代号)
(2)下列关于测定玻璃折射率实验要求的叙述，正确的是：AB
A、玻璃砖的宽度宜大些       
B、大头针应垂直地插在纸面上
C、每边的两个大头针的距离近些容易观察
D、在插P₄时，只要能挡住P₃的光线就行，与P₁、P₂无关

(3)某同学做测定玻璃折射率实验时，用他测得的多组入射角i与
折射角r，作出sini—sinr图象如图示，下列判断中哪些是正确的？
A、他做实验时，光线是由空气射入玻璃的
B、玻璃的折射率为0.67      
C、玻璃折射率为1.5
D、玻璃临界角的正弦值为0.67

“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验中，某次测量小球的直径的示数如图1所示，图中游标上10格的长度为19mm，则小球的直径d为         mm。用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示，由图可读出时间为          s。

（2）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T²－L图象，如图甲所示．去北大的同学所测实验结果对应的图线是        (填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，两单摆的摆长之比＝         ．