高中物理-第十一章-機(jī)械振動(dòng)-4-單擺成長(zhǎng)訓(xùn)練高二物理試題

積盾市安家陽(yáng)光實(shí)驗(yàn)學(xué)校4單擺主動(dòng)成長(zhǎng)夯基達(dá)標(biāo)1.發(fā)生下述哪一種情況時(shí)，單擺周期會(huì)增大（）A.增大擺球質(zhì)量B.縮短擺長(zhǎng)C.減小單擺振幅D.將單擺由山下移至山頂思路解析：由單擺周期公式知，T與單擺的擺球質(zhì)量與振幅都無(wú)關(guān)，縮短擺長(zhǎng)，l變小，T變??；單擺由山下移到山頂，g變小，T變大.答案：D2.關(guān)于單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力，以下說(shuō)法中正確的是（）A.于線的拉力B.于球的重力C.于線的拉力與球所受重力的合力D.于重力沿圓弧切線方向的分力思路解析：做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體的回復(fù)力是指使物體回到平衡位置的力，它是重力沿圓弧切線方向的分力.答案：D3.利用單擺測(cè)重力加速度時(shí)，若測(cè)得g值偏大，則可能是因?yàn)椋ǎ〢.單擺的擺錘質(zhì)量偏大B.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，只考慮了懸線長(zhǎng)，忽略了小球的半徑C.測(cè)量周期時(shí)，把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是（n+1）次全振動(dòng)D.測(cè)量周期時(shí)，把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(n-1)次全振動(dòng)思路解析：由單擺的周期可知：，即周期與擺錘質(zhì)量無(wú)關(guān)，只與擺長(zhǎng)和當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔嘘P(guān)，即A錯(cuò).測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，忽略小球的半徑，則測(cè)得g值會(huì)偏小，B錯(cuò).若把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是（n+1）次全振動(dòng)，則周期會(huì)變小，即重力加速度g會(huì)變大.答案：C4.關(guān)于單擺，下列說(shuō)法中正確的是（）A.擺球運(yùn)動(dòng)回復(fù)力是擺線張力和重力的合力B.擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上的同一點(diǎn)，加速度相C.擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的方向始終指向平衡位置D.擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，加速度為零思路解析：?jiǎn)螖[擺動(dòng)過(guò)程中，擺球運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是重力沿垂直擺線方向的分量，A錯(cuò).擺球經(jīng)過(guò)同一點(diǎn)時(shí)，速度大小相同，受力情況相同，因而加速度是不變的，B對(duì).擺球運(yùn)動(dòng)的加速度除了有指向平衡位置的加速度分量外，當(dāng)擺球速度不為零時(shí)，擺球做圓周運(yùn)動(dòng)，還有指向圓心的向心加速度，此二分量之和一般情況下不指向平衡位置，故C錯(cuò).擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，速度不為零，此時(shí)，擺球有向心加速度，故D錯(cuò).答案：B5.已知在單擺a完成10次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，單擺b完成6次全振動(dòng)，兩擺長(zhǎng)之差為1.6m，則兩單擺擺長(zhǎng)la與lb分別為（）A.la=2.5m,lb=0.5mB.la=0.9m,lb=2.5mC.la=2.4m,lb=4.0mD.la=4.0m,lb=2.4m思路解析：?jiǎn)螖[完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間叫單擺振動(dòng)周期，據(jù)題設(shè)可知a、b兩擺的周期之比為：,由單擺周期公式得：，據(jù)題設(shè)lb-la=1.6m,聯(lián)立解得la=0.9m，lb=2.5m.答案：B6.圖11-4-4中兩單擺擺長(zhǎng)相同，平衡時(shí)兩擺球剛好接觸，現(xiàn)將擺球A在兩擺球所在平面內(nèi)向左拉開(kāi)一小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開(kāi)，各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).以mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則（）圖11-4-4A.如果mA＞mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B.如果mA＜mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C.無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)D.無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)思路解析：A、B兩球碰撞后，B球一向右擺動(dòng)，A球可能向右，也可能向左擺，還可以停下來(lái).由于兩球擺長(zhǎng)相同，因此擺動(dòng)的周期相同，它們?cè)跁r(shí)回到平衡位置而發(fā)生第二次碰撞.答案：CD7.如圖11-4-5所示，MN為半徑較大的光滑圓弧軌道的一，把小球A放在MN的圓心處，再把另一小球B放在MN上離最低點(diǎn)C很近的B處.今使兩球同時(shí)釋放，則在不計(jì)空氣阻力時(shí)有（）圖11-4-5A.A球先到達(dá)C點(diǎn)B.B球先到達(dá)C點(diǎn)C.兩球同時(shí)到達(dá)C點(diǎn)D.無(wú)法確哪一個(gè)球先到達(dá)C點(diǎn)思路解析：A球做自由落體運(yùn)動(dòng)，很容易求出到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間，而B(niǎo)球在MN上擺動(dòng)，在振幅很小的情況下，做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，周期與單擺周期類(lèi)似，為，其中l(wèi)為MN所在圓的半徑，所以B球從B到C的時(shí)間為，從而比較A、B兩球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)間的長(zhǎng)短.答案：A8.某同學(xué)要利用單擺測(cè)重力加速度，但因無(wú)游標(biāo)卡尺而沒(méi)有辦法測(cè)擺球直徑，他將擺球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛起來(lái)后，改變擺線的長(zhǎng)度測(cè)了兩次周期，從而算出了重力加速度.則計(jì)算重力加速度的公式是（）A.B.C.D.思路解析：設(shè)擺球重心到球與擺線連接點(diǎn)距離為d，兩次測(cè)得擺長(zhǎng)分別為l1和l2，對(duì)周期為T(mén)1和T2.則有,兩式聯(lián)立可得,B正確.答案：B9.用單擺測(cè)重力加速度的中，有如下器材供選用，請(qǐng)把選用的器材填在橫線上_________.（填字母）A.1m長(zhǎng)的粗繩B.1m長(zhǎng)的細(xì)繩C.半徑為1cm的小木球D.半徑為1cm的小鉛球E.時(shí)鐘F.秒表G.最小刻度為mm的米尺H.最小刻度為cm的米尺I.鐵架臺(tái)J.附砝碼的天平思路解析：測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)是從懸點(diǎn)到球心的距離，若用粗繩，粗繩質(zhì)量不能忽略，則擺長(zhǎng)無(wú)法測(cè)，故選B.鉛球密度大，擺動(dòng)中阻力的影響相對(duì)小些，擺長(zhǎng)的測(cè)也相對(duì)準(zhǔn)確，故選D.計(jì)時(shí)時(shí)，使用秒表方便，故選F.測(cè)長(zhǎng)度時(shí)，準(zhǔn)確到mm，故選G.本中不需測(cè)質(zhì)量，但必須將小球懸掛，故選I.答案：BDFGI10.利用單擺測(cè)重力加速度時(shí)，測(cè)出幾組擺長(zhǎng)和相周期T，并作出T2-l圖象，如圖11-4-6所示.已知圖象與橫軸間的夾角為θ，圖線上的A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為（x1,y1）(x2,y2)，則可得重力加速度g=____________.圖11-4-6圖11-4-7思路解析：在T2-l圖線中，由知：即圖線的斜率得答案：11.在用單擺測(cè)重力加速度的中，某同學(xué)畫(huà)的l-T2圖象如圖11-4-7，不過(guò)原點(diǎn)的原因是____________.思路解析：此題考查了數(shù)一次函數(shù)的截距問(wèn)題.由知L-T2該過(guò)原點(diǎn)，而現(xiàn)在圖線上有了負(fù)截距，說(shuō)明L測(cè)小了，故答案為：沒(méi)有將擺球半徑計(jì)入擺長(zhǎng).答案：沒(méi)有將擺球半徑計(jì)入擺長(zhǎng)12.該中，實(shí)際上要改變擺長(zhǎng)多次測(cè)量，求g的平均值，下表是兩個(gè)同學(xué)設(shè)計(jì)的記錄計(jì)算表，正確的是_____________.思路解析：根據(jù)由平均值法求重力加速度的原理，設(shè)得到多組l、T值，根據(jù)得到多組g值，取平均值的g值為：，故符合題意的為乙圖表.答案：乙13.一位同學(xué)用單擺做測(cè)重力加速度的，他將擺掛起后，進(jìn)行了如下步驟：A.測(cè)擺長(zhǎng)l：用米尺測(cè)量出擺線長(zhǎng)度；B.測(cè)周期T：將擺球拉起，然后放開(kāi)，在擺球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過(guò)最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到第60次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，按秒表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間，算出單擺周期；C.將所測(cè)得的l和T值代入單擺的周期公式中，算出g，將它作為結(jié)果寫(xiě)入報(bào)告中去.請(qǐng)指出上述步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，并加以改正.思路解析：A項(xiàng)：?jiǎn)螖[的擺長(zhǎng)義是懸點(diǎn)到擺球重心的距離，擺線長(zhǎng)并不是擺長(zhǎng)，擺長(zhǎng)于擺線長(zhǎng)加上擺球半徑，擺球直徑可用游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量.B項(xiàng)：擺球在某次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次作為第一次通過(guò)最低點(diǎn)，到60次停表時(shí)，實(shí)際是29個(gè)半周期，周期T為.C項(xiàng)：重復(fù)（改變擺長(zhǎng)，重測(cè)量），取g的平均值作為結(jié)果.答案：略14.如圖11-4-8所示，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺，當(dāng)擺球由A經(jīng)平衡位置O向右運(yùn)動(dòng)的瞬間，另一小球B以速度v同時(shí)通過(guò)平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，B與水平面無(wú)摩擦，與豎直墻壁碰撞無(wú)能量損失.問(wèn)OC間距離x滿足什么條件，才能使B返回時(shí)與A球相遇？圖11-4-8解：本題考查單擺運(yùn)動(dòng)的周期性、重復(fù)性，相遇時(shí)時(shí)間相，則①由單擺周期公式，②解①②得：(n=1,2,3…).答案：(n=1,2,3…)走近高考15.(2006模擬，2)細(xì)長(zhǎng)輕繩下端拴一個(gè)小球構(gòu)成單擺，在懸掛點(diǎn)正下方擺長(zhǎng)的中點(diǎn)處有一個(gè)能擋住擺線的釘子A，如圖11-4-9所示.現(xiàn)將單擺向左拉開(kāi)一個(gè)小角度，然后無(wú)初速釋放.對(duì)于以后的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）圖11-4-9A.擺球往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次的周期比無(wú)釘子時(shí)的單擺周期小B.擺球在左、右兩側(cè)上升的最大高度相同C.擺球在平衡位置左、右兩側(cè)走過(guò)的最大弧長(zhǎng)相D.擺球在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍思路解析：擺線與釘子相碰以后，擺長(zhǎng)變短，設(shè)原來(lái)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，碰后擺長(zhǎng)為L(zhǎng)′，則碰前,碰后，則T＞T′,故A對(duì).擺球在擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，故上升的最大高度相同，B對(duì).擺球的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示，由圖4知左、右兩側(cè)弧長(zhǎng)不相，C錯(cuò).圖4與釘子碰后，設(shè)最大擺角為θ，碰前最大擺角為α，則θ=2β，又β＜α,故θ＜2α，D錯(cuò).答案：AB16.如圖11-4-10所示為一單擺及其振動(dòng)圖象，由圖回答，當(dāng)在懸點(diǎn)正下方O處有一光滑水平細(xì)釘可擋住擺線，且,則單擺周期為_(kāi)_______s.比較釘擋繩前后瞬間擺線的張力.圖11-4-10思路解析：由振動(dòng)圖象知放釘前周期為T(mén)=2s，由,知；放釘后改變了擺長(zhǎng)，因此單擺周期分成釘左側(cè)的半個(gè)周期，T左==1s,釘右側(cè)的半個(gè)周期，T右==0.5s,所以T=T左+T右=1.5s.由受力分析，張力，因?yàn)獒敁趵K前后瞬間擺球速度不變，球重力不變，擋后擺線長(zhǎng)為擋前的，所以擋后繩張力變大.答案：1.5s釘擋繩后張力變大17.(2004高考，6)兩個(gè)單擺甲和乙，它們的擺長(zhǎng)之比為4∶1，若它們?cè)谕坏攸c(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則它們的周期之比T甲∶T乙=__________；在甲擺完成10次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，乙擺完成的全振動(dòng)次數(shù)為_(kāi)_________.思路解析：本題考查了單擺的周期公式，注意對(duì)于同一地點(diǎn)的重力加速度為一值，所以同一地點(diǎn)，由單擺的周期公式得T甲：T乙==2∶1.甲擺完成10次全振動(dòng)的時(shí)間t=10T甲，在這些時(shí)間內(nèi)乙完成的全振動(dòng)次數(shù)為=20.答案：2∶12018.如圖11-4-11所示是演示沙擺振動(dòng)圖象的裝置，沙擺的運(yùn)動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).若用手向外拉木板的速度是0.20m/s，木板的長(zhǎng)度是0.60m，那么這次所用的沙擺的擺長(zhǎng)為_(kāi)_________m.（答案保留兩位有效數(shù)字，計(jì)算時(shí)可取π2=g）圖11-4-11思路解析：由題意知：在木板以0.20m/