- 单摆
- 共2503题
如图所示，为了测量一个凹透镜一侧镜面的半径R，让一个半径为r的钢球在凹面内做振幅很小的往复振动，要求振动总在同一个竖直面中进行，若测出它完成n次全振动的时间为t，则此凹透镜的这一镜面原半径值R=______．
正确答案
完成n次全振动的时间为t，知周期T=
再根据T=2π 
解得：R=
故答案为：
在“用单摆测定重力加速度”的实验中①测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d，则摆长为 ；②测周期时，当摆球经过 位置时开始计时并计数1次，测出经过该位置N次（约60～100次）的时间为t，则周期为 。
此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略测出重力加速度g，并参照示例填写下表（示例的方法不能再用）
A．天平；B．刻度尺；C．弹簧秤；D．电磁打点计时器；E．带夹子的重锤；
F．纸带；G．导线若干；H．铁架台；I．低压交流电源；J．低压直流电源；
G．小车；K．螺旋测微器；M．斜面（高度可调，粗糙程度均匀）
所选器材
（只填器材序号）
简述实验方法
（不要求写出具体步骤）
示例
B、D、E、F、G、H、I
安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落。
用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果
实验
设计
（
正确答案
①l＋d/2；②平衡；2t/(N－1)。A、C、E 用弹簧秤称出带夹子重锤的重力大小G，再用天平测出其质量m，则g＝G/m。
或B、D、F、G、I、K、M安装仪器，接通电源，让纸带随小车一起沿斜面下滑。用刻度尺测出所需数据。改变斜面高度再测一次。利用两次数据，由牛顿第二定律算出结果。
A、C、E 用弹簧秤称出带夹子重锤的重力大小G，再用天平测出其质量m，则g＝G/m。
或
B、D、F、G、I、K、M 安装仪器，接通电源，让纸带随小车一起沿斜面下滑。用刻度尺测出所需数据。改变斜面高度再测一次。利用两次数据，由牛顿第二定律算出结果。
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）
②实验测得的数据如下表所示。
请将笫三次的测量数据标在图9中，并在图9中作出T2随
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）
正确答案
①C ②
③T2=4L,（周期的平方与摆长成正比） ④ 9.86
①摆长为摆线长度加球的半径，A错；测量摆长时，要把摆球与摆线系好，并挂在铁架台上测量，B错；摆球摆动时应偏离竖直方向角度
②笫三次的描点在答案的图中，连线时要使尽量多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布在直线的两侧，图像在答案中。
③由图可知，T2与L成正比关系T2=kL，从第一次到第五次得
④由
①下列说法正确的是______
A．单摆做简谐运动的过程中，摆球在平衡位置速度最大，回复力为零，加速度为零．
B．驱动力频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大．
C．波不但传播振动这种运动形式和传递能量，而且还可以传递信息．
D．实验表明水波到达浅水区后，传播方向朝法线方向偏折，这说明水波的传播与水深有关，浅水区水波的传播速度较大．
E．在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，这副眼镜是一对透振方向互相垂直的偏振片．
F．麦克斯韦预言了电磁波的存在并通过实验作出证明，使电磁场理论成为世人公认的真理．
G．泊松亮斑有力地支持了光的微粒说，杨氏干涉实验有力地支持了光的波动说．
H．质能方程E=MC2是相对论的一个重要推论．
②如图所示，OA为一单摆，B是穿在一根较长细线上的小球，让OA偏离竖直方向一很小的角度，在放手让A球向下摆动的同时，另一小球B从与O点等高处由静止开始下落，A球第一次摆到最低点时两球恰好相遇，求B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比．（取g=10m/s2，π2=10）
正确答案
①
A、平衡位置速度最大，回复力为零，但合力不为零，所以加速度为零．故A错误；
B、当驱动力频率等于系统的固有频率时，出现共振现象，故B正确；
C、波既可传播形式与能量，也能传递信息，故C正确；
D、机械波在同种均匀介质中传播时的速度是不变的，但是由于深水区和浅水区的水的压强不同，分子平均间距发生了变化，物理性质上表现为水的密度就不同了，则有浅水区水波的传播速度较小．故D错误；
E、在放映时，通过两个放映机，把用两个摄影机拍下的两组胶片同步放映，使这略有差别的两幅图象重叠在银幕上．这时如果用眼睛直接观看，看到的画面是模糊不清的，要看到立体电影，就要在每架电影机前装一块偏振片，它的作用相当于起偏器．从两架放映机射出的光，通过偏振片后，就成了偏振光．左右两架放映机前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而产生的两束偏振光的偏振方向也互相垂直．故E正确；
F、麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹通过实验作出证明，故F错误；
G、泊松亮斑是光偏离直线方向传播，故其说明光具有波动说，故G错误；
H、质能方程E=mc2是爱因斯坦从相对论中得出来的一个重要的结论．质能方程是计算原子核的结合能，并用以解释原子核变化时发生质量亏损现象的理论基础．故H正确；
故选：BCEH
②单摆振动周期公式，T=2π
则有t=
由牛顿第二定律，a=
及运动学公式，
由于L为下落高度，T为单摆周期，t为相遇时间．
则f：mg=1：5
答：B球下落时受到的细线的阻力大小与B球重力大小之比1：5．
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
（1）该同学测得的
（2）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长
正确答案
BC 
分析：（1）根据重力加速度的表达式，分析g值偏小可能的原因．
（2）由重力加速度的表达式，根据数学知识分析T2-l图线斜率的意义．
解答：解：（1）A、开始计时时，秒表过迟按下，测得的单摆周期变小，根据g=
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，测得的单摆周期变大，根据g=
可知，测得的g应偏小．故B正确．
C、实验中误将51次全振动计为50次，根据T=
D、实验中误将49次全振动计为50次，根据T=
故选BC
（2）根据重力加速度的表达式g=
故答案为：（1）BC；（2）
点评：单摆的周期采用累积法测量可减小误差．对于测量误差可根据实验原理进行分析．图线可利用数学知识分析其物理意义．
在用单摆测重力加速度的实验中同学在实验中，先测得摆线长为97.50cm，再测得摆球直径为2.00cm，然后测出了单摆全振动50次所用时间为98.0s，
（1）该单摆的摆长为 cm，周期为 s。
（2）如果他测得的g值偏小，可能原因是________
正确答案
(1) 98。50 1.96 (2) B
（1）根据题意可得周期为： t/n，由周期公式
（10分）（1）两个同学分别利用清华大学和广东中山大学的物理实验室，各自在那里用先进的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．在中山大学的同学所测实验结果对应的图线是 __________(选填A或B)。
（2）在清华大学做实验的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像，如图（乙）所示。关于a、b两个摆球的振动图像，下列说法正确的是_________________.
A．a、b两个单摆的摆长相等 B.b摆的振幅比a摆小
C.a摆的机械能比b摆大 D.在t=1s时有正向最大加速度的是a摆
正确答案
（1）A（2）D（每空5分）
试题分析：(1)根据单摆的周期公式
如图所示,为同一个单摆分别在地球和月球上做受迫振动的共振曲线,则图线__________表示的是在地球上单摆的共振曲线,可以求得该单摆的摆长为__________m,月球表面的重力加速度约为__________ m/s2.
正确答案
Ⅱ 1 m 1.6 m/s2
当驱动力的频率等于单摆的固有频率时,单摆的振幅最大.由图像可知,此单摆在两星球上自由振动的固有频率分别为0.2 Hz与0.5 Hz,
由f固=
且2π
又2π
≈1.6 m/s2.
有一单摆，当摆线与竖直方向成
正确答案
T=
机械能守恒：mgL(1-cos
L=
将地球上一只标准的摆钟搬到月球,则该摆钟是走快了还是走慢了?在12 h内摆钟和标准的摆钟相差多少时间?(g月=g地/6)
正确答案
摆钟慢了 Δt=(12-2
对于这种题目我们可以用比较周期的大小来判断摆钟走时的快慢,周期小则走时快,周期大则走时慢.
在12 h内两表走时相差多少可以根据下述思路去讨论:
①由周期公式求出完成一次全振动两摆钟的时间差ΔT
②求出12 h内月球上的摆钟振动的次数N
③N·ΔT即为两摆钟相差的时间.
由于月球上的重力加速度是地球上的
所以完成一次全振动的时间差是
ΔT=2π
在12 h内月球上摆钟振动的次数为N=
12 h内两个摆钟相差的时间为:
Δt=N·ΔT=
当然该题还可以利用比例关系来求解,比例式如下:
上式中t1、t2为摆钟的走时数.其中T与g的关系由周期关系决定,T与f为倒数关系,f与t成正比关系由摆钟内部结构决定,摆钟振动次数越多.当然走时数越多(不管标准还是不标准,摆钟振动一次钟面读数相等).设1为标准钟,2为月球上摆钟.由比例式
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