人教版物理高二选修3-4 11.4单摆同步练习_试卷库

人教版物理高二选修3-4 11.4单摆同步练习

年级：高二学科：物理类型：同步测试来源：91题库

一、选择题（共15小题）

1、单摆在振动过程中，当摆球的重力势能增大时，摆球的(　　)

A . 位移一定减小 B . 回复力一定减小 C . 速度一定减小 D . 加速度一定减小

2、利用砂摆(用线悬挂起来的盛砂漏斗)描迹，显示简谐运动的图象的实验，如果考虑到砂子逐渐减少的因素，该砂摆的振动频率将(　　)

A . 逐渐增大 B . 逐渐减小 C . 先增大后减小 D . 先减小后增大

3、如图所示是半径很大的光滑凹球面的一部分，有一个小球第一次自A点由静止开始滑下，到达最低点O时的速度为v₁ ，用时为t₁；第二次自B点由静止开始滑下，到达最低点O时的速度为v₂ ，用时为t₂ ，下列关系正确的是(　　)

A . t₁＝t₂ ， v₁>v₂ B . t₁>t₂ ， v₁<v₂ C . t₁<t₂ ， v₁>v₂ D . t₁>t₂ ， v₁>v₂

4、把在北京调准的摆钟，由北京移到赤道上时，摆钟的振动(　　)

A . 变慢了，要使它恢复准确，应增加摆长 B . 变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长 C . 变快了，要使它恢复准确，应增加摆长 D . 变快了，要使它恢复准确，应缩短摆长

5、一单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，以下说法正确的是(　　)

A . t₁时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小 B . t₂时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小 C . t₃时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大 D . t₄时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大

6、摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(即取t＝0)，当振动至t＝ $\text{[math]}$ 时，摆球恰具有负向最大速度，则单摆的振动图象是下图中的(　　)

A .

B .

C .

D .

7、一单摆的摆长为40 cm，摆球在t＝0时刻正从平衡位置向右运动，若g取10 m/s² ，则在1 s时摆球的运动情况是(　　)

A . 正向左做减速运动，加速度正在增大 B . 正向左做加速运动，加速度正在减小 C . 正向右做减速运动，加速度正在增大 D . 正向右做加速运动，加速度正在减小

8、如图所示，光滑轨道的半径为2 m，C点为圆心正下方的点，A、B两点与C点相距分别为6 cm与2 cm，a、b两小球分别从A、B两点由静止同时释放，则两小球相碰的位置是(　　)

A . C点 B . C点右侧 C . C点左侧 D . 不能确定

9、

同一地点的甲、乙两单摆(摆球质量相等)的振动图象如图所示，下列说法中错误的是(　　)

A . 甲、乙两单摆的摆长相等 B . 甲摆的机械能比乙摆小 C . 甲摆的最大速率比乙摆小 D . 在 $\text{[math]}$ 周期时摆球具有正向加速度的是乙摆

10、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 . 量摆长时没有把小球半径算进去 B . 摆球的质量测得不准确 C . 摆角小，使周期变小 D . 应当测振动30次的时间求其周期，结果把29次当作30次计算周期

11、如图所示,三根细线在O点处打结,A、B端固定在同一水平面上相距为 l的两点上 ,使AOB成直角三角形,∠BAO=30°,已知OC线长是l,下端C点系着一个小球,下列说法正确的是(以下皆指小角度摆动)(　　)

A . 让小球在纸面内振动,周期T=2π

B . 让小球在垂直纸面内振动,周期T=2π

C . 让小球在纸面内振动,周期T=2π

D . 让小球在垂直纸面内振动,周期T=2π

12、

有一摆长为l的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示(悬点和小钉未被摄入)，P为摆动中的最低点。已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为(　　)

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . 无法确定

13、用单摆测定重力加速度,根据的原理是(　　)

A . 由g=

看出,T一定时,g与l成正比 B . 由g=

看出,l一定时,g与T²成反比 C . 由于单摆的振动周期T和摆长 l可用实验测定,利用g=

可算出当地的重力加速度[来 D . 同一地区单摆的周期不变,不同地区的重力加速度与周期的平方成反比

14、在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为(　　)

A . T＝2πr $\text{[math]}$ B . T＝2πr $\text{[math]}$ C . T＝ $\text{[math]}$ D . T＝2πl $\text{[math]}$

15、如图，房顶上固定一根长2.5 m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球(可视为质点)．打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅摆动，窗上沿到房顶的高度为1.6 m，不计空气阻力，g取10 m/s² ，则小球从最左端运动到最右端的最短时间为(　　)

A . 0.2π s B . 0.4π s C . 0.6π s D . 0.8π s

二、填空题（共5小题）

1、如图所示,半径是R的圆弧状光滑轨道置于竖直面内并固定在地面上,轨道的最低点为B。在轨道的A点(弧AB所对圆心角小于5°)和弧形轨道的圆心O两处各有一个静止的小球甲和乙,若将它们同时无初速释放,则球先到达B点。(不考虑空气阻力)

2、在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,某同学准备好相关实验器材后,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放,同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时,将记录的这段时间作为单摆的周期。以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以改正。。

3、某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，用的摆球密度不均匀，无法确定重心位置，他第一次量得悬线长l1，测得周期为T1；第二次测得悬线长为l2，测得周期为T2。根据上述数据，g值应为 .

4、在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g＝.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T²－l图象，就可以求出当地的重力加速度．理论上T²－l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图所示。

①造成图象不过坐标原点的原因可能是 .

②由图象求出的重力加速度g＝ m/s².(取π²＝9.87)

5、根据单摆周期公式T=2π

,可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。

①用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图乙所示,读数为 mm。

②以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有。

a.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些

b.摆球尽量选择质量大些、体积小些的

c.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度

d.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔Δt即为单摆周期T

e.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间Δt,则单摆周期T=

三、解答题（共5小题）

1、图甲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。设摆球向右方向运动为正方向。图乙是这个单摆的振动图像。根据图像回答:

(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。

2、有一单摆，在地球表面为秒摆，已知月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的1/6。

(1)将该单摆置于月球表面，其周期为多大？

(2)若将摆长缩短为原来的1/2，在月球表面时此摆的周期为多大？

(3)该秒摆的摆长为多少？(取g＝9.8 m/s²)

3、两个等长的单摆,第一个放在地面上,另一个放在高空,当第一个单摆振动n次的同时,第二个单摆振动(n-1)次。如果地球半径为R,那么第二个单摆离地面的高度为多大?

4、天花板上O点悬挂一单摆,绳子长度为0.99l,质量分布均匀的实心小球质量为m,直径为0.02l,O点正下方0.1l处有一钉子P,如图所示,现将单摆向左拉开一个小角度θ,并由静止释放,小球左右摆动过程中,偏角始终都小于5°,重力加速度为g。求:

(1)单摆的振动周期;

(2)小球从左摆到最低点时,绳子对小球的拉力大小。

5、几个登山运动员登上一座地图上没有标明高度的山峰,他们只带了一些轻质细绳子、钢卷尺、可当作停表用的手表,山顶上还有形状不规则的石子和矮树,他们知道地球半径为R₀,海平面处的重力加速度为g₀。请根据以上条件,为他们设计测量山峰海拔高度的方法。

(1)写出操作步骤和需要直接测量的物理量(物理量用字母符号表示)。

(2)推导出用以上直接测出的物理量表示山峰海拔高度的计算式(要求写出推导过程)。