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1、人教版物理高二選修3-4 11.4單擺同步練習(xí)
姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________
一、 選擇題 (共15題;共31分)
1. (2分) 下列關(guān)于單擺運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中,正確的是( )
A . 單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),其回復(fù)力由重力沿軌跡切線方向的分力提供
B . 單擺的周期與擺球的質(zhì)量和擺長(zhǎng)有關(guān)
C . 當(dāng)單擺的擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí),周期也變?yōu)樵瓉?lái)的2倍
D . 將單擺從地球移到月球上,其周期將變小
2. (2分) 如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線,下列說(shuō)法正確的是( )
A .
2、 若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長(zhǎng)相等,則圖線II是月球上的單擺共振曲線
B . 若兩次受迫振動(dòng)均在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的,則兩次擺長(zhǎng)之比為
C . 圖線II若是在地球表面上完成的,則該擺擺長(zhǎng)約為
D . 若擺長(zhǎng)約為 ,則圖線I是在地球表面上完成的
3. (2分) (2020揚(yáng)州模擬) 下列說(shuō)法正確的是( )
A . 單擺的擺球在通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)合外力等于零
B . 有些昆蟲(chóng)薄而透明的翅翼上出現(xiàn)彩色光帶是薄膜干涉現(xiàn)象
C . 變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)
D . 一條沿自身長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)的桿,其長(zhǎng)度總比桿靜止時(shí)的長(zhǎng)度大
4.
3、(2分) (2017高二下內(nèi)蒙古期中) 擺球質(zhì)量一定、擺長(zhǎng)為l的單擺豎直懸掛中升降機(jī)內(nèi),在升降機(jī)以恒定的加速度a(a<g)豎直加速下降的過(guò)程中,單擺在豎直平面內(nèi)做小擺角振動(dòng)的周期應(yīng)等于( )
A . 2π
B . 2π
C . 2π
D . 2π
5. (2分) 一個(gè)單擺掛在電梯內(nèi),發(fā)現(xiàn)單擺的周期增大為原來(lái)的2倍,可見(jiàn)電梯在做加速度運(yùn)動(dòng),加速度a為 ( )
A . 方向向上,大小為g/2
B . 方向向上,大小為3g/4
C . 方向向下,大小為g/4
D . 方向向下,大小為3g/4
6. (2分) 一單擺的擺長(zhǎng)為40cm,擺球在t=0時(shí)刻正從平衡位置
4、向右運(yùn)動(dòng),若g取10 m/s2 , 則在1s時(shí)擺球的運(yùn)動(dòng)情況是 ( )
A . 正向左做減速運(yùn)動(dòng),加速度正在增大
B . 正向左做加速運(yùn)動(dòng),加速度正在減小
C . 正向右做減速運(yùn)動(dòng),加速度正在增大
D . 正向右做加速運(yùn)動(dòng),加速度正在減小
7. (2分) (2017高二下嘉祥期中) 如圖所示演示裝置,一根張緊的水平繩上掛著5個(gè)單擺,其中A、D擺長(zhǎng)相同,先使A擺擺動(dòng),其余各擺也跟著擺動(dòng)起來(lái),可以發(fā)現(xiàn)( )
A . D擺的振幅最大
B . D擺的振幅最小
C . B的擺動(dòng)周期小于C的擺動(dòng)周期
D . B的擺動(dòng)周期大于C的擺動(dòng)周期
8. (2分) (2019高二上
5、西湖月考) 擺長(zhǎng)是1m的單擺在某地區(qū)振動(dòng)周期是2s,則在同一地區(qū)( )
A . 擺長(zhǎng)是0.5m的單擺的周期是0.707s
B . 擺長(zhǎng)是0.5m的單擺的周期是1s
C . 周期是1s的單擺的擺長(zhǎng)為2m
D . 周期是4s的單擺的擺長(zhǎng)為4m
9. (3分) 一單擺在空氣阻力不能忽略的情況下振動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( )
A . 振動(dòng)的能量在逐漸轉(zhuǎn)化為其它形式的能量
B . 后一時(shí)刻擺球的動(dòng)能一定比前一時(shí)刻的動(dòng)能小
C . 后一時(shí)刻擺球的勢(shì)能一定比前一時(shí)刻的勢(shì)能小
D . 后一時(shí)刻擺球的機(jī)械能一定比前一時(shí)刻的機(jī)械能小
10. (2分) (2017高二下包頭期中)
6、 一擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺,懸點(diǎn)正下方某處有一小釘,當(dāng)擺球經(jīng)過(guò)平衡位置向左擺動(dòng)時(shí),擺線的上部將被擋住,使擺長(zhǎng)發(fā)生變化.現(xiàn)使擺球作小角度擺動(dòng),圖示為擺球從右邊最高點(diǎn)M擺至左邊最高點(diǎn)N的閃光照片(懸點(diǎn)和小釘未攝入),P為最低點(diǎn),每相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔相等.則小釘距懸點(diǎn)的距離為( )
A .
B .
C .
D . 條件不足,無(wú)法判斷
11. (2分) 一單擺掛在木板上的小釘上,木板質(zhì)量遠(yuǎn)大于單擺質(zhì)量,木板平面在豎直平面內(nèi),并可以沿兩豎直軌道無(wú)摩擦地自由下落,如圖所示,現(xiàn)使單擺擺動(dòng)起來(lái),當(dāng)單擺離開(kāi)平衡位置但未達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)木板開(kāi)始自由下落,則擺球相對(duì)于木板( )
A
7、. 靜止
B . 仍做簡(jiǎn)諧振動(dòng)
C . 做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)
D . 做非勻速率圓周運(yùn)動(dòng)
12. (2分) (2017高一下北京期末) 對(duì)單擺的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有下列說(shuō)法,其中正確的是( )
A . 單擺擺動(dòng)中,擺球所受的繩的拉力與重力的合力就是向心力
B . 單擺擺動(dòng)中,擺球所受的繩的拉力與重力的合力就是回復(fù)力
C . 單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)所受的合外力為零
D . 單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)所受的回復(fù)力為零
13. (2分) (2017高二下廊坊期末) 有一個(gè)單擺,在豎直平面內(nèi)做小擺角振動(dòng),周期為2秒.如果從單擺向右運(yùn)動(dòng)通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),在t=1.4秒至t=1.5秒的過(guò)程中,擺球的(
8、 )
A . 速度向右在增大,加速度向右在減小
B . 速度向左在增大,加速度向左也在增大
C . 速度向左在減小,加速度向右在增大
D . 速度向右在減小,加速度向左也在減小
14. (2分) (2017高二下包頭期末) 如圖所示,大小相同的擺球a和b的質(zhì)量分別為m和3m,擺長(zhǎng)相同,并排懸掛,平衡時(shí)兩擺球剛好接觸.現(xiàn)將擺球a向左拉開(kāi)一個(gè)小角度后釋放.若兩擺球的碰撞是彈性的,下列判斷正確的是( )
A . 第一次碰撞后的瞬間,兩擺球的速度相同
B . 第一次碰撞后的瞬間,兩擺球的動(dòng)量大小相等
C . 第一次碰撞后,兩擺球的最大擺角不相同
D . 發(fā)生第二次碰撞
9、時(shí),兩擺球在各自的平衡位置
15. (2分) 關(guān)于單擺,下列說(shuō)法正確的是( )
A . 擺球運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是擺線的拉力與重力的合力
B . 擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上同一點(diǎn),加速度是不等的
C . 擺球運(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),加速度不為零
二、 填空題 (共5題;共12分)
16. (2分) (2017高三上江西開(kāi)學(xué)考) 用單擺測(cè)定重力加速度,采用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置.
①該組同學(xué)先測(cè)出懸點(diǎn)到小球球心的距離L,然后用秒表測(cè)出單擺從小球某次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),測(cè)得之后漏斗第n次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)共用時(shí)t秒;請(qǐng)寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g=___
10、_____.(用所測(cè)物理量表示)
②在測(cè)量擺長(zhǎng)后,測(cè)量周期時(shí),擺球振動(dòng)過(guò)程中懸點(diǎn)O處擺線的固定出現(xiàn)松動(dòng),擺長(zhǎng)略微變長(zhǎng),這將會(huì)導(dǎo)致所測(cè)重力加速度的數(shù)值________.(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)
17. (2分) 一根輕繩一端系一小球,另一端固定在O點(diǎn),制成單擺裝置.在O點(diǎn)有一個(gè)能測(cè)量繩的拉力大小的力傳感器,讓小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧振動(dòng),由傳感器測(cè)出拉力F隨時(shí)間t的變化圖象如圖所示,則小球振動(dòng)的周期為_(kāi)_______s,此單擺的擺長(zhǎng)為_(kāi)_______m(重力加速度g 取10m/s2 , 取π2≈10).
18. (4分) (2015高二上內(nèi)蒙古期末) 在探究影響單
11、擺周期的因素的實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)甲有如下操作,請(qǐng)判斷是否恰當(dāng)(填“是”或“否”).
數(shù)據(jù)組
擺長(zhǎng)
擺球
周期
編號(hào)
mm
g
s
1
999.3
32.2
2
2
999.3
16.5
2
3
799.2
32.2
1.8
4
799.2
16.5
1.8
5
501.1
32.2
1.4
①把單擺從平衡位置拉開(kāi)約5釋放;________
②在擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)秒表計(jì)時(shí);________
③把秒表記錄擺球一次全振動(dòng)的時(shí)間作為周期.________
該同學(xué)改進(jìn)測(cè)量方法后,得到的部分測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表.根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以初步判斷單擺周期隨____
12、____的增大而增大.
19. (2分) (2015高二下桐鄉(xiāng)期中) 某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度
①為了使測(cè)量誤差盡量小,下列說(shuō)法正確的是________
A.組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球
B.組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)
D.?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下,擺的振幅盡量大
②如圖所示,在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約為1m的單擺,實(shí)驗(yàn)時(shí),由于僅有量程為20cm、精度為1mm的鋼板刻度尺,于是他先使擺球自然下垂,在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn),測(cè)出單擺的周期T1;然后保持懸點(diǎn)位置不變,設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些,再次使擺球自
13、然下垂,用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn),并測(cè)出單擺周期T2;最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離△L,用上述測(cè)量結(jié)果,寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g=________.
20. (2分) (2016高三上平湖期中) 某同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,先測(cè)得擺線長(zhǎng)為97.50cm,擺球直徑為2.00cm,然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間,則:該擺擺長(zhǎng)為_(kāi)_______cm.如果測(cè)得的g值偏小,可能的原因是________
A.測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊
B.?dāng)[線上端懸點(diǎn)末固定,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增加了
C.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過(guò)遲按下
D.實(shí)驗(yàn)中誤將49
14、次全振動(dòng)記為50次.
三、 解答題 (共5題;共45分)
21. (10分) (2018高二上黃陵期末) 有一個(gè)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺,它的擺球質(zhì)量為m,從與豎直方向成θ的位置無(wú)初速開(kāi)始運(yùn)動(dòng),重力加速度為g,以平衡位置為參考平面,求:
(1) 單擺的總機(jī)械能;
(2) 在偏角很小的情況下,從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到擺球第一次經(jīng)過(guò)最低位置需要的時(shí)間。
22. (10分) (2019高二上浙江期中) 如圖所示,一質(zhì)量為m的小鋼珠,用長(zhǎng)為l的細(xì)絲線掛在水平天花板上,初始時(shí),擺線和豎直方向夾角為θ(θ<5)。釋放小球后,
(1) 小球擺到最低點(diǎn)所用時(shí)間
(2) 小球在最低點(diǎn)受到的拉力為多大
15、23. (5分) (2017高二下馬山期中) 一個(gè)理想的單擺,已知其周期為T(mén).如果由于某種原因(如轉(zhuǎn)移到其他星球)重力加速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,振幅變?yōu)樵瓉?lái)的3倍,擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的8倍,擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,它的周期變?yōu)槎嗌伲?
24. (10分) 天花板上O點(diǎn)懸掛一單擺,繩子長(zhǎng)度為0.99l,質(zhì)量分布均勻的實(shí) 心小球質(zhì)量為m,直徑為0.02l,O點(diǎn)正下方0.1l處有一釘子P,如圖所示,現(xiàn)將單擺向左拉開(kāi)一個(gè)小角度θ,并由靜止釋放,小球左右擺動(dòng)過(guò)程中,偏角始終都小于5,重力加速度為g。求:
(1)
單擺的振動(dòng)周期;
(2)
小球從左擺 到最低點(diǎn)時(shí),繩子對(duì)小球的拉力大小。
25. (
16、10分) 幾個(gè)登山運(yùn)動(dòng)員登上一座地圖上沒(méi)有標(biāo)明高度的山峰,他們只帶了一些輕質(zhì)細(xì)繩子、鋼卷尺、可當(dāng)作停表用的手表,山頂上還有形狀不規(guī)則的石子和矮樹(shù),他們知道地球半徑為R0,海平面處的重力加速度為g0。請(qǐng)根據(jù)以上條件,為他們?cè)O(shè)計(jì)測(cè)量山峰海拔高度的方法。
(1)
寫(xiě)出操作步驟和需要直接測(cè)量的物理量(物理量用字母符號(hào)表示)。
(2)
推導(dǎo)出用以上直接測(cè)出的物理量表示山峰海拔高度的計(jì)算式(要求寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程)。
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參考答案
一、 選擇題 (共15題;共31分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
二、 填空題 (共5題;共12分)
16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、 解答題 (共5題;共45分)
21-1、答案:略
21-2、
22-1、
22-2、
23-1、
24-1、
24-2、
25-1、
25-2、