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2019-2020年高中物理第十一章机械振动
11.4单摆检测新人教版1.在选项图所示的装置中,可视为单摆的是 【解析】 这些装置都是实际摆,我们在研究单摆的摆动过程中,通常忽略空气等对单摆的阻力,因此实验中我们总是尽量选择质量大、体积小的球和尽量细的、不可伸长的线组成单摆.单摆是实际摆的理想化模型,所以只有A装置可视为单摆.【答案】 A2.将秒摆的周期变为4s,下面哪些措施是正确的 A.只将摆球质量变为原来的1/4B.只将振幅变为原来的2倍C.只将摆长变为原来的4倍D.只将摆长变为原来的16倍【解析】 单摆的周期与摆球的质量和振幅均无关,A、B均错;对秒摆,T0=2π=2s,对周期为4s的单摆,T=2π=4s,故l=4l0,故C对,D错.【答案】 C3.一只钟从甲地拿到乙地,它的钟摆摆动加快了,则下列对此现象的分析及调准方法的叙述中正确的是 A.g甲g乙,将摆长适当增长B.g甲g乙,将摆长适当缩短C.g甲g乙,将摆长适当增长D.g甲g乙,将摆长适当缩短【解析】 钟从甲地拿到乙地,钟摆摆动加快,说明周期变短,由T=2π可知,g甲g乙;要将钟调准需将摆长增长,故C正确.【答案】 C4.多选惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器,叫摆钟.摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤势能提供,运动的速率由钟摆控制.旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动,如图所示,下列说法正确的是 A.当摆钟不准时需要调整圆盘位置B.摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移C.由冬季变为夏季时应使圆盘沿摆杆上移D.把摆钟从广州移到北京应使圆盘沿摆杆上移【解析】 调整圆盘位置可改变摆长,从而达到调整周期的作用.若摆钟变快,是因为周期变小,应增大摆长即下移圆盘,由冬季变为夏季,摆杆变长,应上移圆盘,从广州到北京,g值变大周期变小,应增加摆长.综上所述,选项A、C正确.【答案】 AC5.在用单摆测定重力加速度时,某同学用同一套实验装置,用同样的步骤进行实验,但所测得的重力加速度总是偏大,其原因可能是 A.测定周期时,振动次数少数了一次B.测定周期时,振动次数多数了一次C.摆球的质量过大D.计算摆长时,只考虑悬线的长度,没有加上小球的半径【解析】 由计算g的公式g=可知,如果振动次数多数了一次,即T偏小,使g偏大,选项A错,B对.摆球的质量过大,不影响单摆的周期与摆长,所以不影响测得的重力加速度,选项C错.当l偏小时,求得的g偏小,选项D错.【答案】 B6.如下图所示为同一实验室中两个单摆的振动图象,从图中可知,两单摆的 A.摆长相等B.振幅相等C.摆球质量相等D.摆球同时改变速度方向【解析】 由图象可知,两摆的振幅不同,周期相同,说明摆长相同,速度方向不是同时改变,所以选项A对,B、D错;据图中信息无法判断摆球质量关系,选项C错.【答案】 A
7.如图所示,一摆长为l的单摆,在悬点的正下方的P处有一钉子,P与悬点相距为l′,则这个摆做小幅度摆动时的周期为 A.2πB.2πC.πD.2π【解析】 单摆的一个周期包含两个阶段,以l为摆长摆动半个周期,以l′为摆长摆动半个周期,则T=π+π=π,C选项正确.【答案】 C8.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中;1用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为________cm.2小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是________填选项前的字母.A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小【解析】 1游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数=
0.9cm+7×
0.01cm=
0.97cm.2要使摆球做简谐运动,摆角应小于5°,应选择密度较大的摆球,阻力的影响较小,测得重力加速度的误差较小,A、D错;摆球通过最低点100次,完成50次全振动,周期是,B错;摆长应是l+,若用悬线的长度加直径,则测出的重力加速度值偏大.C对.【答案】
10.97 2C能力提升1.宇航员将一个单摆带到某一行星上去,发现该单摆在这颗行星表面的振动周期是它在地球上的2倍.以g0表示地球表面的重力加速度,以g表示这颗行星表面上的重力加速度,则 A.g/g0=1/4B.g/g0=4/1C.g/g0=1/2D.g/g0=2/1【解析】 由单摆周期公式T=2π,可得=2=.【答案】 A2.某同学要利用单摆测定重力加速度,但因无游标卡尺而没有办法测定摆球直径,他将摆球用不可伸长的细线悬挂起来后,改变摆线的长度测了两次周期T
1、T2并分别测两摆线长l
1、l2,从而算出了重力加速度.则计算重力加速度的公式是 A.B.C.D.【解析】 设球的半径为r由单摆的周期公式T=2π,可得当摆线长度为l1时,T1=2π
①当摆线长度为l2时,T2=2π
②①、
②式联立可得g=.【答案】 B
3.如图所示,MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分,把小球A放在MN的圆心处,再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处,今使两球同时自由释放,则在不计空气阻力时有 A.A球先到达C点B.B球先到达C点C.两球同时到达C点D.无法确定哪一个球先到达C点【解析】 A做自由落体运动,到C所需时间tA=,R为圆弧轨道的半径.因为圆弧轨道的半径R很大,B球离最低点C又很近,所以B球在轨道给它的支持力和重力的作用下沿圆弧做简谐运动等同于摆长为R的单摆,则运动到最低点C所用的时间是单摆振动周期的,即tB==tA,所以A球先到达C点.【答案】 A4.1在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示.测量方法正确的是________填“甲”或“乙”.2实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示.光敏电阻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变化图线如图丁所示,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________填“变大”“不变”或“变小”,图乙中的Δt将________填“变大”“不变”或“变小”.【解析】 2小球摆动到最低点时,挡光使得光敏电阻阻值增大,从t1时刻开始,再经两次挡光完成一个周期,故T=2t0;摆长为摆线长加小球半径,当小球直径变大,则摆长增加,由周期公式T=2π可知,周期变大;当小球直径变大,挡光时间增加,即Δt变大.【答案】 1乙 22t0 变大 变大5.图甲中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单摆振动的频率是多大?2开始时刻摆球在何位置?3若当地的重力加速度为10m/s2,试求这个摆的摆长是多少?【解析】 1由乙图知周期T=
0.8s,则频率f==
1.25Hz.2由乙图知,0时刻摆球在负向最大位移处,因向右为正方向,所以在B点.3由T=2π得l==
0.16m.【答案】
11.25Hz2B点
30.16m。