专题八 机械振动 机械波--2026天津版高考物理第二轮专题强化练(含答案)

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名称 专题八 机械振动 机械波--2026天津版高考物理第二轮专题强化练(含答案)
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文件大小 2.0MB
资源类型 试卷
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2026-01-23 00:00:00

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文档简介

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2026天津版高考物理第二轮专题
专题八 机械振动 机械波
五年高考
考点1 机械振动
津门故理
1.(2018天津,8,6分)(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则 (  )
A.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 s
B.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 s
C.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s
D.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s
全国视野
2.(2022浙江1月,6,3分)图甲中的装置水平放置,将小球从平衡位置O拉到A后释放,小球在O点附近来回振动;图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作,下列说法正确的是 (  )
A.甲图中的小球将保持静止
B.甲图中的小球仍将来回振动
C.乙图中的小球仍将来回摆动
D.乙图中的小球将做匀速圆周运动
3.(2022海南,4,3分)甲、乙两摆在同一地点的振动图像如图所示,两单摆的摆长分别为l甲、l乙,则为 (  )
A.    B.    C.    D.
考点2 机械波
津门故理
1.(2024天津,3,5分)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,图1是t=1 s时该波的波形图,图2是x=0处质点的振动图像。则t=11 s时该波的波形图为 (  )
 
        
        
2.(2022天津,5,5分)在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7 m处的两个波源O和P,沿y轴振动,形成了两列相向传播的简谐横波a和 b,某时刻a和b分别传播到x=3 m和x=5 m处,波形如图所示。下列说法正确的是 (  )
A.a与b的频率之比为2∶1
B.O与P开始振动的时刻相同
C.a与b相遇后会出现干涉现象
D.O开始振动时沿y轴正方向运动
3.(2021天津,4,5分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,传播速度v=10 m/s,t=0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动,下列图形中哪个是t=0.6 s时的波形 (  )
A        B
C        D
4.(2020天津,4,5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,t=0 时的波形如图所示。t=时 (  )
A.质点a速度方向沿y轴负方向
B.质点b沿x轴正方向迁移了1 m
C.质点c的加速度为零
D.质点d的位移为-5 cm
5.(2019天津,7,6分)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是 (  )
A.7 m/s    B.2 m/s    C.1.2 m/s    D.1 m/s
6.(2023天津,7,5分)(多选)在均匀介质中,位于坐标原点的波源从t=0时刻开始沿y轴做简谐运动,形成沿x轴传播的简谐横波,t=0.5 s时的波形如图所示,此刻平衡位置在x=2.5 m处的质点刚开始振动,下列说法正确的是  (  )
A.该波在此介质中的波速为4 m/s
B.x=1 m处的质点在t=0.3 s时处于波谷
C.波源的位移表达式为y=0.02 sin (5πt+π) m
D.经过半个周期x=-1 m处的质点向左迁移半个波长
全国视野
7.(2023广东,4,4分)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是 (  )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
8.(2025陕晋青宁,8,6分)(多选)一列简谐横波在介质中沿直线传播,其波长大于1 m,a、b为介质中平衡位置相距2 m的两质点,其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为 (  )
 
 
三年模拟
考点强化练
考点1 机械振动
1.(2025河西期末)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,由图像可知 (  )
A.甲的加速度为0时,乙的加速度也为0
B.甲的速度为0时,乙的速度也为0
C.甲、乙两弹簧振子的最大回复力之比为2∶1
D.甲、乙两弹簧振子的振动频率之比为2∶1
2.(2024天津部分学校期末)(多选)如图所示为某弹簧振子在0~5 s时间内的振动图像,由图可知,下列说法正确的有 (  )
A.振动周期为5 s,振幅为8 cm
B.第2 s末振子的速度为0,加速度沿x轴正方向
C.在t=3 s时刻,振子的速度为0
D.从t=1 s到t=2 s的时间内,振子的速度减小,加速度增大
3.(2025芦台第二中学月考)如图,曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动,开始时不转动摇把,让振子上下自由振动,测得振动频率为4 Hz,然后匀速转动摇把,转速为120 r/min。当振子振动稳定后,它的振动周期为 (  )
A.0.25 s  B.0.5 s  C.2 s  D.4 s
考点2 机械波
1.(2024天津部分区一模)一列简谐横波以5 m/s的速度沿x轴正方向传播,t=1.0 s时波刚好传到质点C,如图所示。下列说法正确的是  (  )
A.质点C的起振方向为y轴正方向
B.t=0.6 s时质点B处于波峰位置
C.t=0.6 s时质点A的位移为0.2 m
D.t=0.6 s时质点A的速度方向沿y轴负方向
2.(2024北辰三模)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻其波形图如图甲所示,M、P是介质中沿波的传播方向上的两个质点(图甲中没有画出质点P),质点P振动的部分v-t图像如图乙所示,图中λ、A、t1、t2已知,下列说法正确的是 (  )
  
A.该波的周期为t2
B.t=0时刻,质点M的加速度为0
C.t1时刻,质点P的加速度最大
D.如果质点P的平衡位置位于~之间,则该波沿x轴正方向传播
3.(2024滨海新区三模)波源位于坐标原点的一列简谐横波,经过t=1.25 s向右传播到达P点,此时波源处于Q点。已知这列波振幅A=3 cm,P、Q两点坐标分别为(5 m,0)和(0,1.5 cm),则 (  )
A.该波的频率为0.3 Hz
B.该波波源起振方向向下
C.波源Q向右运动8 m需要2 s
D.该波中的质点,在周期内所走最短路程s=(6-3) cm
4.(2025红桥一模)(多选)一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图中的实线所示,t=0.5 s时的波形图如图中的虚线所示,则该简谐横波在介质中的传播速度可能为 (  )
A.88 m/s        B.158 m/s C.258 m/s        D.340 m/s
5.(2025河西期末)(多选)图甲为一列简谐横波在t=0.20 s时刻的波形图,此时质点P的横坐标为x=1 m,质点Q的横坐标为x=4 m。图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是  (  )
 
A.该波的传播速度是50 cm/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.t=0.10 s时,质点P的振动方向向上
D.从t=0.10 s到t=0.20 s内,质点P通过的路程为20 cm
6.(2025河东二模)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,在t=0时的部分波形如图甲所示,M、N、Q是介质中的三个质点,已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像,下列说法正确的是 (  )
 
A.该波一定沿x轴正方向传播
B.该波的波速大小为10 m/s
C.0~6 s内质点N通过的路程为1 m
D.从t=0时刻开始,质点N比质点Q早0.3 s回到平衡位置
7.(2024南开期末)同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波,振幅均为5 cm,t=0时波刚好传到P、Q两点,如图1所示。P、M、N、Q在x轴上的坐标分别为4 m、6 m、8 m、12 m。平衡位置在P处的质点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是 (  )
A.沿x轴正方向传播的波的波速为1 m/s,沿负方向传播的波的波速无法确定
B.t=2 s时,平衡位置在P处的质点刚好运动到M点
C.M处质点的起振方向沿y轴正方向
D.t=5 s时,平衡位置在N处的质点位移为-10 cm
专题综合练
1.(2024河西一模)(多选)位于坐标原点的波源M沿y轴方向做周期为2 s的简谐运动,产生的简谐波沿x轴传播。t=0时刻波的图像如图中实线所示,此时M恰好运动到y轴正向最大位移处。下列说法正确的是 (  )
A.由波源M振动产生的简谐波与声波一样,都是横波
B.由波源M振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时,也能够发生衍射
C.t=0时刻质点P正在向上振动
D.从t=0时刻开始,质点Q经过 s到达波峰位置
2.(2024天津部分区二模)(多选)直角坐标系的y轴为两种均匀介质的分界线,由位于坐标原点O的一波源发出的两列机械波a、b分别同时在两种介质中传播,某时刻的波形如图所示,此刻a波恰好传到x=4 m处,P为x=1.5 m处的质点,下列说法正确的是 (  )
A.波源的起振方向沿y轴正方向
B.此刻b波传到x=-16 m处
C.两列波的频率关系为fa=4fb
D.质点P在这段时间内通过的路程为50 cm
3.(2024南开一模)(多选)在平静水面上的S处,“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播(可视为简谐波),A、B、C三点与S在同一条直线上。某时刻A在波谷且与水平面的高度差为H,B、C在不同的波峰上,其波形如图中虚线所示。已知波速为v,A、B在水平方向的距离为a。则下列说法正确的是 (  )
A.水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射
B.C比A第一次到达波峰的时刻滞后
C.经过的时间,B、C之间的距离为14a
D.从图示时刻开始计时,A的振动方程是y=H sin
4.(2025和平期末)(多选)手持软绳的一端O在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,带动绳上的其他质点振动,形成沿绳水平传播的简谐横波,t时刻在绳上形成的波形如图所示,此时O刚好处于最低点,a、b、c为绳上的三个质点,c刚好处于平衡位置。下列说法正确的是 (  )
A.此时刻a的速度大于b的速度
B.之后a比b先到达平衡位置
C.从O开始振动到t时刻,c运动的路程为3A
D.再过时间,c的加速度竖直向上且达到最大值
实验聚焦
实验9 用单摆测量重力加速度的大小
1.(2024红桥阶段练习)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
(1)当他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹紧,如图所示。这样做的目的是   。
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)该同学测得一组摆长和周期,但计算得到的g值比当地标准值偏小,其原因可能是   。
A.开始计时时,停表过迟按下
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增大,周期变大
C.将摆线长当成了摆长
D.摆动次数少记了一次
(3)该同学依然按照(2)中方式代入摆长,但改变摆长测得6组L和对应的周期T,画出L-T2图像,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法,则计算重力加速度的表达式是g=  。请你判断该同学得到的实验结果将   (填“偏大”“偏小”或“准确”)。
2.(2025南开一模)某同学使用如图所示装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过光电门传感器采集摆动周期。请完成以下问题:
(1)为了减少测量误差,下列做法正确的是 (  )
A.摆的振幅越大越好
B.摆球质量和体积都要小些
C.摆线尽量细些、短些、伸缩性小些
D.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
(2)某次摆球在最高点接通数据采集器,当摆球第一次(n=1)通过光电门时开始计时,数据采集器记录n(n≥3)次小球通过光电门时间为t,则该单摆的周期为  ,设该单摆摆长为L,则重力加速度g=  (用L、n、t、π表示)。
(3)该同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值,画出如图T2-L图像中的实线OM;如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径,则该同学作出的T2-L图像为 (  )
A.虚线①,不平行实线OM
B.虚线②,平行实线OM
C.虚线③,平行实线OM
专题八 机械振动 机械波
五年高考
考点1 机械振动
津门故理
1.(2018天津,8,6分)(多选)一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点。t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则 ( AD )
A.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 s
B.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 s
C.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 s
D.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s
全国视野
2.(2022浙江1月,6,3分)图甲中的装置水平放置,将小球从平衡位置O拉到A后释放,小球在O点附近来回振动;图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作,下列说法正确的是 ( B )
A.甲图中的小球将保持静止
B.甲图中的小球仍将来回振动
C.乙图中的小球仍将来回摆动
D.乙图中的小球将做匀速圆周运动
3.(2022海南,4,3分)甲、乙两摆在同一地点的振动图像如图所示,两单摆的摆长分别为l甲、l乙,则为 ( C )
A.    B.    C.    D.
考点2 机械波
津门故理
1.(2024天津,3,5分)一列简谐横波在均匀介质中沿x轴传播,图1是t=1 s时该波的波形图,图2是x=0处质点的振动图像。则t=11 s时该波的波形图为 ( C )
 
        
        
2.(2022天津,5,5分)在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7 m处的两个波源O和P,沿y轴振动,形成了两列相向传播的简谐横波a和 b,某时刻a和b分别传播到x=3 m和x=5 m处,波形如图所示。下列说法正确的是 ( A )
A.a与b的频率之比为2∶1
B.O与P开始振动的时刻相同
C.a与b相遇后会出现干涉现象
D.O开始振动时沿y轴正方向运动
3.(2021天津,4,5分)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,传播速度v=10 m/s,t=0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动,下列图形中哪个是t=0.6 s时的波形 ( B )
A        B
C        D
4.(2020天津,4,5分)一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,t=0 时的波形如图所示。t=时 ( C )
A.质点a速度方向沿y轴负方向
B.质点b沿x轴正方向迁移了1 m
C.质点c的加速度为零
D.质点d的位移为-5 cm
5.(2019天津,7,6分)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,已知x轴上x1=1 m和x2=7 m处质点的振动图像分别如图1、图2所示,则此列波的传播速率可能是 ( BC )
A.7 m/s    B.2 m/s    C.1.2 m/s    D.1 m/s
6.(2023天津,7,5分)(多选)在均匀介质中,位于坐标原点的波源从t=0时刻开始沿y轴做简谐运动,形成沿x轴传播的简谐横波,t=0.5 s时的波形如图所示,此刻平衡位置在x=2.5 m处的质点刚开始振动,下列说法正确的是  ( BC )
A.该波在此介质中的波速为4 m/s
B.x=1 m处的质点在t=0.3 s时处于波谷
C.波源的位移表达式为y=0.02 sin (5πt+π) m
D.经过半个周期x=-1 m处的质点向左迁移半个波长
全国视野
7.(2023广东,4,4分)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中的传播速度为1 500 m/s,若探测器发出频率为1.5×106 Hz的声波,下列说法正确的是 ( B )
A.两列声波相遇时一定会发生干涉
B.声波由水中传播到空气中,波长会改变
C.该声波遇到尺寸约为1 m的被探测物时会发生明显衍射
D.探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
8.(2025陕晋青宁,8,6分)(多选)一列简谐横波在介质中沿直线传播,其波长大于1 m,a、b为介质中平衡位置相距2 m的两质点,其振动图像如图所示。则t=0时的波形图可能为 ( CD )
 
 
三年模拟
考点强化练
考点1 机械振动
1.(2025河西期末)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,由图像可知 ( A )
A.甲的加速度为0时,乙的加速度也为0
B.甲的速度为0时,乙的速度也为0
C.甲、乙两弹簧振子的最大回复力之比为2∶1
D.甲、乙两弹簧振子的振动频率之比为2∶1
2.(2024天津部分学校期末)(多选)如图所示为某弹簧振子在0~5 s时间内的振动图像,由图可知,下列说法正确的有 ( BD )
A.振动周期为5 s,振幅为8 cm
B.第2 s末振子的速度为0,加速度沿x轴正方向
C.在t=3 s时刻,振子的速度为0
D.从t=1 s到t=2 s的时间内,振子的速度减小,加速度增大
3.(2025芦台第二中学月考)如图,曲轴上悬挂一弹簧振子,转动摇把,曲轴可以带动弹簧振子上下振动,开始时不转动摇把,让振子上下自由振动,测得振动频率为4 Hz,然后匀速转动摇把,转速为120 r/min。当振子振动稳定后,它的振动周期为 ( B )
A.0.25 s  B.0.5 s  C.2 s  D.4 s
考点2 机械波
1.(2024天津部分区一模)一列简谐横波以5 m/s的速度沿x轴正方向传播,t=1.0 s时波刚好传到质点C,如图所示。下列说法正确的是  ( D )
A.质点C的起振方向为y轴正方向
B.t=0.6 s时质点B处于波峰位置
C.t=0.6 s时质点A的位移为0.2 m
D.t=0.6 s时质点A的速度方向沿y轴负方向
2.(2024北辰三模)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻其波形图如图甲所示,M、P是介质中沿波的传播方向上的两个质点(图甲中没有画出质点P),质点P振动的部分v-t图像如图乙所示,图中λ、A、t1、t2已知,下列说法正确的是 ( D )
  
A.该波的周期为t2
B.t=0时刻,质点M的加速度为0
C.t1时刻,质点P的加速度最大
D.如果质点P的平衡位置位于~之间,则该波沿x轴正方向传播
3.(2024滨海新区三模)波源位于坐标原点的一列简谐横波,经过t=1.25 s向右传播到达P点,此时波源处于Q点。已知这列波振幅A=3 cm,P、Q两点坐标分别为(5 m,0)和(0,1.5 cm),则 ( D )
A.该波的频率为0.3 Hz
B.该波波源起振方向向下
C.波源Q向右运动8 m需要2 s
D.该波中的质点,在周期内所走最短路程s=(6-3) cm
4.(2025红桥一模)(多选)一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图中的实线所示,t=0.5 s时的波形图如图中的虚线所示,则该简谐横波在介质中的传播速度可能为 ( BC )
A.88 m/s        B.158 m/s C.258 m/s        D.340 m/s
5.(2025河西期末)(多选)图甲为一列简谐横波在t=0.20 s时刻的波形图,此时质点P的横坐标为x=1 m,质点Q的横坐标为x=4 m。图乙为质点Q的振动图像。下列说法正确的是  ( CD )
 
A.该波的传播速度是50 cm/s
B.该波沿x轴负方向传播
C.t=0.10 s时,质点P的振动方向向上
D.从t=0.10 s到t=0.20 s内,质点P通过的路程为20 cm
6.(2025河东二模)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,在t=0时的部分波形如图甲所示,M、N、Q是介质中的三个质点,已知图乙为M、N、Q中某个质点的振动图像,下列说法正确的是 ( AC )
 
A.该波一定沿x轴正方向传播
B.该波的波速大小为10 m/s
C.0~6 s内质点N通过的路程为1 m
D.从t=0时刻开始,质点N比质点Q早0.3 s回到平衡位置
7.(2024南开期末)同种介质中分别沿x轴正方向和负方向传播的两列简谐横波,振幅均为5 cm,t=0时波刚好传到P、Q两点,如图1所示。P、M、N、Q在x轴上的坐标分别为4 m、6 m、8 m、12 m。平衡位置在P处的质点的振动图像如图2所示。下列说法正确的是 ( D )
A.沿x轴正方向传播的波的波速为1 m/s,沿负方向传播的波的波速无法确定
B.t=2 s时,平衡位置在P处的质点刚好运动到M点
C.M处质点的起振方向沿y轴正方向
D.t=5 s时,平衡位置在N处的质点位移为-10 cm
专题综合练
1.(2024河西一模)(多选)位于坐标原点的波源M沿y轴方向做周期为2 s的简谐运动,产生的简谐波沿x轴传播。t=0时刻波的图像如图中实线所示,此时M恰好运动到y轴正向最大位移处。下列说法正确的是 ( BD )
A.由波源M振动产生的简谐波与声波一样,都是横波
B.由波源M振动产生的简谐波在传播过程中遇到尺寸比其波长大的障碍物时,也能够发生衍射
C.t=0时刻质点P正在向上振动
D.从t=0时刻开始,质点Q经过 s到达波峰位置
2.(2024天津部分区二模)(多选)直角坐标系的y轴为两种均匀介质的分界线,由位于坐标原点O的一波源发出的两列机械波a、b分别同时在两种介质中传播,某时刻的波形如图所示,此刻a波恰好传到x=4 m处,P为x=1.5 m处的质点,下列说法正确的是 ( BD )
A.波源的起振方向沿y轴正方向
B.此刻b波传到x=-16 m处
C.两列波的频率关系为fa=4fb
D.质点P在这段时间内通过的路程为50 cm
3.(2024南开一模)(多选)在平静水面上的S处,“蜻蜓点水”时形成一列水波向四周传播(可视为简谐波),A、B、C三点与S在同一条直线上。某时刻A在波谷且与水平面的高度差为H,B、C在不同的波峰上,其波形如图中虚线所示。已知波速为v,A、B在水平方向的距离为a。则下列说法正确的是 ( ABD )
A.水波通过尺寸为1.5a的障碍物能发生明显衍射
B.C比A第一次到达波峰的时刻滞后
C.经过的时间,B、C之间的距离为14a
D.从图示时刻开始计时,A的振动方程是y=H sin
4.(2025和平期末)(多选)手持软绳的一端O在竖直方向上做振幅为A的简谐运动,带动绳上的其他质点振动,形成沿绳水平传播的简谐横波,t时刻在绳上形成的波形如图所示,此时O刚好处于最低点,a、b、c为绳上的三个质点,c刚好处于平衡位置。下列说法正确的是 ( AD )
A.此时刻a的速度大于b的速度
B.之后a比b先到达平衡位置
C.从O开始振动到t时刻,c运动的路程为3A
D.再过时间,c的加速度竖直向上且达到最大值
实验聚焦
实验9 用单摆测量重力加速度的大小
1.(2024红桥阶段练习)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
(1)当他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹紧,如图所示。这样做的目的是 AC 。
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)该同学测得一组摆长和周期,但计算得到的g值比当地标准值偏小,其原因可能是 BCD 。
A.开始计时时,停表过迟按下
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增大,周期变大
C.将摆线长当成了摆长
D.摆动次数少记了一次
(3)该同学依然按照(2)中方式代入摆长,但改变摆长测得6组L和对应的周期T,画出L-T2图像,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法,则计算重力加速度的表达式是g=  。请你判断该同学得到的实验结果将 准确 (填“偏大”“偏小”或“准确”)。
解析 (1)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紧,这样做的目的是保证摆动过程中摆长不变,且需要改变摆长时便于调节,A、C正确。
(2)根据单摆的周期公式T=2π可得g=,计算得到的g值比当地标准值偏小。开始计时时,停表过迟按下,则周期测量值偏小,则g测量值偏大,A错误;摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增大,使周期测量值变大了,则g测量值偏小,B正确;将摆线长当成了摆长,则摆长测量值偏小,则g测量值偏小,C正确;摆动次数少记了一次,则T偏大,则g测量值偏小,D正确。
(3)该同学依然按照(2)中方式代入摆长,即将摆线长当作摆长,则T=2π,解得L=T2-r,则L-T2图线的斜率k==,可得g=,该同学的做法不影响图线的斜率,则得到的实验结果准确。
2.(2025南开一模)某同学使用如图所示装置测量重力加速度。摆线上端固定在O点,下端悬挂一小钢球,通过光电门传感器采集摆动周期。请完成以下问题:
(1)为了减少测量误差,下列做法正确的是 ( (1)D )
A.摆的振幅越大越好
B.摆球质量和体积都要小些
C.摆线尽量细些、短些、伸缩性小些
D.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
(2)某次摆球在最高点接通数据采集器,当摆球第一次(n=1)通过光电门时开始计时,数据采集器记录n(n≥3)次小球通过光电门时间为t,则该单摆的周期为  ,设该单摆摆长为L,则重力加速度g=  (用L、n、t、π表示)。
(3)该同学用标准的实验器材和正确的实验方法测量出几组不同摆长L和周期T的数值,画出如图T2-L图像中的实线OM;如果实验中测量摆长时忘了加上摆球的半径,则该同学作出的T2-L图像为 ( B )
A.虚线①,不平行实线OM
B.虚线②,平行实线OM
C.虚线③,平行实线OM
解析 (1)单摆在摆角小于5°时的振动为简谐运动,A错误;为减小空气阻力对实验的影响,摆球质量大些、体积小些,B错误;为保证摆长不变且减小周期测量的误差,摆线尽量细些、长些、伸缩性小些,C错误;实验时须使摆球在同一竖直面内摆动,不能使单摆成为圆锥摆,D正确。
(2)小球第一次通过光电门开始计时,每通过两次为一周期,所以t时间为个周期,所以周期T=;根据T=2π,解得g=。
(3)测量摆长时忘了加上摆球的半径,也就是将摆线的长度l作为摆长,则T2===+,斜率未受影响,B正确。
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