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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)D卷
姓名:________ 班級(jí):________ 成績(jī):________
一、 選擇題 (共15題;共31分)
1. (2分) (2015高二下襄陽(yáng)期中) 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=2.5 m,lb=0.9 m
B . la=0.9 m,lb=2.5 m
C . la=2.4 m,lb=4.0 m
D . la=4.0 m,lb=2.4 m
2. (2分) 一單擺的擺長(zhǎng)為40
2、cm,擺球在t=0時(shí)刻正從平衡位置向右運(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
3. (2分) (2017金山模擬) 關(guān)于單擺,下列說(shuō)法正確的是( )
A . 擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B . 擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)加速度為零
C . 速度變化的周期等于振動(dòng)周期
D . 振動(dòng)的頻率與振幅有關(guān)
4. (2分) (2017高二下內(nèi)蒙古期中) 如圖所示,在一根張緊的水平繩上掛a、b、c、d四
3、個(gè)擺,其中a、d擺長(zhǎng)相等.讓d球在垂直于水平繩的方向擺動(dòng)起來(lái),則可以觀察到的現(xiàn)象是( )
A . a、b、c球都擺動(dòng)起來(lái),a球擺動(dòng)的周期比c球大
B . a、b、c球都擺動(dòng)起來(lái),a球擺動(dòng)的周期比c球小
C . a、b、c球都擺動(dòng)起來(lái),a球擺動(dòng)的幅度比b球大
D . a、b、c球都擺動(dòng)起來(lái),a球擺動(dòng)的幅度比b球小
5. (2分) 下面哪位科學(xué)家根據(jù)吊燈擺動(dòng)的“等時(shí)性”,發(fā)明制作了擺鐘?( )
A . 愛(ài)因斯旦
B . 牛頓
C . 伽利略
D . 惠更期
6. (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
4、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
7. (2分) (2017高二下武威期末) 若單擺的擺長(zhǎng)不變,擺球的質(zhì)量由20g增加為40g,最大擺角由4減小為2,則單擺振動(dòng)( )
A . 頻率不變,振幅不變
B . 頻率不變,振幅改變
C . 頻率改變,振幅不變
D . 頻率改變,振幅改變
8. (2分) (2016高二上上海期中) 自由擺動(dòng)的秋千,擺動(dòng)的幅度越來(lái)越小,這是因?yàn)椋? )
A . 能量正在消失
B . 機(jī)械能守恒
C . 勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
5、
D . 總能量守恒,減小的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
9. (3分) (2017高二下城關(guān)期末) 如圖所示,為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖線,下列說(shuō)法中正確的是( )
A . 甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等
B . 甲擺的振幅比乙擺大
C . 甲擺的機(jī)械能比乙擺大
D . 在t=0.5 s時(shí)乙擺擺線張力最大
10. (2分) 如圖是某單擺振動(dòng)圖象,正確說(shuō)法是( )
A . 振幅為6cm
B . 4s末擺球速度為零,加速度為最大
C . 周期為4s
D . 8s末擺球速度為最大,加速度為零
11. (2分) (2019高二上西湖月考) 擺長(zhǎng)是1m的單擺在某地區(qū)振動(dòng)
6、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
12. (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( )
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
13
7、. (2分) 用空心鐵球內(nèi)部裝滿水做擺球,若球正下方有一小孔,水不斷從孔中流出,從球內(nèi)裝滿水到水流完為止的過(guò)程中,其振動(dòng)周期的大小是 ( )
A . 不變
B . 變大
C . 先變大后變小回到原值
D . 先變小后變大回到原值
14. (2分) (2015高二下襄陽(yáng)期中) 下列關(guān)于單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力說(shuō)法,正確的是( )
A . 單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是重力和擺線拉力的合力
B . 單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的一個(gè)分力
C . 單擺過(guò)平衡位置時(shí),所受的合力為零
D . 單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是擺線拉力的一個(gè)分力
15. (2分) 一單擺掛在木板上的小釘上,木板質(zhì)
8、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 . 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)
二、 填空題 (共5題;共12分)
16. (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________
9、
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次全振動(dòng)記為50次.
17. (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
10、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,寫出重力加速度的表達(dá)式g=________.
18. (4分) (2015高二上內(nèi)蒙古期末) 在探究影響單擺周期的因素的實(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
11、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________的增大而增大.
19. (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),
12、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)寫出重力加速度的表達(dá)式g=________.(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”)
20. (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
13、).
三、 解答題 (共5題;共45分)
21. (10分) (2017高二下包頭期中) 將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力,圖甲中O點(diǎn)為單擺的懸點(diǎn),現(xiàn)將小球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉到A點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球在豎直平面內(nèi)的ABC之間來(lái)回?cái)[動(dòng),其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中最低位置,∠AOB=∠COB=α,α小于10且是未知量.圖乙表示由計(jì)算機(jī)得到細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間變化的曲線,且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中信息(g取10m/s2)求:
(1)
單擺的周期和擺長(zhǎng);
(2)
擺球的質(zhì)量及擺動(dòng)過(guò)程中的最大速度.
22.
14、 (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
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.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
15、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. (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
16、直接測(cè)出的物理量表示山峰海拔高度的計(jì)算式(要求寫出推導(dǎo)過(guò)程)。
第 13 頁(yè) 共 13 頁(yè)
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、
21-2、
22-1、
22-2、
23-1、
24-1、
24-2、
25-1、
25-2、