知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
在“探究单摆的周期与摆长关系”的实验中，摆球在垂直纸面的平面内摆动，如图甲所示，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻。光敏电阻$($光照时电阻比较小$)$与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值$R$随时间$t$变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为 ______ 。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径$2$倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将 ______ $($选填“变大”“不变”或“变小”$)$。

难度：较易

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2．
某兴趣小组查阅资料获知，弹簧振子做简谐运动的周期$T=2π \sqrt { \dfrac {m}{k}}($其中$m$是振子的质量，$k$是弹簧的劲度系数，弹簧质量忽略不计$)$，利用该规律可以测定物体的质量$.$现有如下器材可供选择：
一个带有夹子的金属块$A($总质量$m_{0}$为已知量$)$；待测质量的物体$B$；一根劲度系数未知的弹簧$C$；光电门传感器和挡光片$D$；位移传感器$E$；力传感器$F$；数据采集器$G$；电脑$H$．
$(1)$本实验选用的器材：______，$($填写器材后面的字母$).$根据选用的器材，简述测定系统振动周期的方法：______．
$(2)$简述测量物体$B$的质量的主要步骤$($直接测量的物理量请用字母表示$)$：
$①$______；
$②$______．
$(3)$根据直接测量的物理量，$B$的质量$m_{B}=$______．

难度：易

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3．回答下列问题：
（1）图（a）是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图（b）是力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图象，根据图（b）的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为 ______ s，摆长为 ______ m （取π²=10）．

（2）单摆振动的回复力是 ______
A．摆球所受的重力
B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力
C．悬线对摆球的拉力
D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力
（3）某同学的操作步骤如下，其中正确的是 ______
A．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端缠绕在铁架台上
B．用米尺量得细线长度l，测得摆长为l+d/2
C．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度．

难度：较易

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4．

某兴趣小组想要探究单摆的周期T与摆长l、摆球质量m的关系：
（1）为了探究周期T与摆长l、摆球质量m的关系，应利用 ______ 法完成此实验；为了准确测量单摆的周期，应使摆球振动稳定后且经过 ______ 位置开始计时．
（2）他们在探究周期T与摆长l的关系时，测得如下5组数据，请在图中选择恰当坐标，作出直观反映周期T与摆长l关系的图象．

数值次数项目	1	2	3	4	5
T/（s）	1.78	1.90	1.99	2.10	2.19
T²（s²）	3.19	3.60	3.99	4.40	4.79
l（m）	0.80	0.90	1.00	1.10	1.20
l²（m²）	0.64	0.81	1.00	1.21	1.44

（3）根据图象求得当地的重力加速度g= ______ m/s²．（保留三位有效数字）
（4）某学生做实验时固定好装置后先测摆长，然后测出周期，发现测得的重力加速度偏大，原因可能是 ______ （填选项前字母）
A．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B．把摆球n次经过最低点的时间误记为（n+1）次经过最低点的时间
C．计时结束时，秒表过早按下
D．单摆所用摆球质量过大．

难度：较易

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5．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：
①需要测量悬线长度，现用最小分度为1mm的米尺测量，图中箭头所指位置是拉直的悬线两端在米尺上相对应的位置，测得悬线长度为 ______ mm．

②一组同学测得不同摆长L单摆对应的周期T，将数据填入表格中，根据表中数据，在坐标纸上描点，以T为纵轴，L为横轴，作出做简谐运动的单摆的T-L图象．根据作出的图象，能够得到的结论是 ______ ．
A．单摆周期T与摆长L成正比
B．单摆周期T与摆长L成反比
C．单摆周期T与摆长L的二次方根成正比
D．单摆摆长L越长，周期T越大
③另一组同学进一步做“用单摆测定重力加速度”的实验，讨论时有同学提出以下几点建议，其中对提高测量结果精确度有利的是 ______ ．
A．适当加长摆线
B．质量相同、体积不同的摆球，选用体积较大的
C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大
D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期．

难度：较易

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6．六安一中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1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）该同学探究单摆周期与摆长关系，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40cm，用游标卡尺测得摆球直径如图2甲所示，读数为 ______ cm．则该单摆的摆长为 ______ cm．用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图2乙所示，在停表读数为 ______ s，如果测得的g值偏大，可能的原因是 ______ （填序号）．
A、计算摆长时加的是摆球的直径
B、开始计时时，停表晚按下
C、摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加（实验过程中先测摆长后测周期）
D、实验中误将30次全振动记为31次
（3）下列振动图象真实地描绘了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图3中横坐标原点表示计时开始，A、B、C、D均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，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）．

难度：难

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7．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1所示．这样做的目的是 ______ （填选项前字母）．

A．保证摆动过程中摆长不变，在改变摆长时方便调节摆长
B．可使周期测量得更加准确
C．保证摆球在同一竖直平面内摆动
②他用游标卡尺测量摆球直径，结果如图2所示，则该摆球的直径为 ______ mm．
③如果他测得的g值偏小，可能的原因是 ______ ．（填选项前字母）
A．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
B．测摆线长时摆线拉得过紧
C．开始计时，秒表过迟按下
D．实验中误将49次全振动数为50次．

难度：较易

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8．

学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木板（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示．让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示．
甲同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离 $%20%5Cfrac%20%7BL%7D%7B2%7D$ ．
乙同学猜想：复摆的摆长应该大于 $%20%5Cfrac%20%7BL%7D%7B2%7D$ ．
为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探究：用T₀表示板长为L的复摆看成摆长为L/2单摆的周期计算值（T₀=2π $%20%5Csqrt%20%7B%20%5Cfrac%20%7B%20%5Cfrac%20%7BL%7D%7B2%7D%7D%7Bg%7D%7D$ ），用T表示板长为L复摆的实际周期测量值．计算与测量的数据如下表：

板长L/cm	25	50	80	100	120	150
周期计算值T₀/s	0.70	1.00	1.27	1.41	1.55	1.73
周期测量值T/s	0.81	1.16	1.47	1.64	1.80	2.01

由上表可知，复摆的等效摆长 ______ $%20%5Cfrac%20%7BL%7D%7B2%7D$ （选填“大于”、“小于”或“等于”）．
同学们对数据进行处理，进一步定量研究可得复摆的等效摆长 L_等= ______ L（结果保留二位有效数字）．

难度：较易

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9．在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中，

（1）某同学用秒表测得单摆完成40次全振动的时间如图甲所示，则单摆的周期为 ______ s；
（2）实验中对提高测量结果精度有利的建议是 ______ ．
A．单摆的摆线不能太短
B．单摆的摆球密度尽可能大
C．单摆的摆角越大越好
D．从平衡位置开始计时，测量一次全振动的时间作为摆动周期
（3）若单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为 $T%3DT_%7B0%7D%5B1%2Basin%5E%7B2%7D%28%20%5Cfrac%20%7B%CE%B8%7D%7B2%7D%29%5D$ ，式中T₀为摆角趋近于0°时的周期，a为常数；为了用图象法验证该关系式，需要测量的物理量有 ______ ；某同学在实验中得到了如图乙所示的图线，则图线的斜率表示 ______ ．

难度：较易

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10．按照要求作图或将正确答案填在题中的横线上．
（1）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1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．保证摆球在同一竖直平面内摆动 D．在改变摆长时便于调节

（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l=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图2所示，则摆球的直径为 ______ mm，单摆摆长为 ______ m．

难度：较易

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