高中物理 第十一章 機械振動 4 單擺達標訓(xùn)練 新人教版選修3-4.doc

4 單擺更上一層樓基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于單擺，下列認識中正確的是（ ）a.一根線系著一個球懸掛起來，這樣的裝置就是單擺b.可以看成單擺的裝置中，細線的伸縮和質(zhì)量忽略不計，線長比小球直徑大得多c.單擺的振動總是簡諧運動d.兩個單擺只要結(jié)構(gòu)相同，它們的振動步調(diào)便相同解析：單擺是實際擺的理想化模型，實際擺只有在不計繩的伸縮、質(zhì)量和阻力，小球可以看作質(zhì)點時才能看作單擺，所以選項a錯誤，選項b正確；單擺的運動只有在擺角很小時才能近似看作簡諧運動，所以選項c錯誤；兩個單擺結(jié)構(gòu)相同，固有周期相同，但振動步調(diào)不一定相同，所以選項d錯誤.答案：b2.下列說法正確的是（ ）a.單擺的等時性是由惠更斯首先發(fā)現(xiàn)的b.單擺的等時性是由伽利略首先發(fā)現(xiàn)的c.惠更斯首先將單擺的等時性用于計時d.伽利略首先發(fā)現(xiàn)了單擺的等時性，并把它用于計時解析：首先發(fā)現(xiàn)單擺等時性的是伽利略，首先將單擺的等時性用于計時的是惠更斯.答案：bc3.下述哪種情況下，單擺的周期會增大（ ）a.增大擺球質(zhì)量 b.縮短擺長c.減小單擺振幅 d.將單擺由山下移到山頂解析：由單擺的周期公式t=2可知，g減小時周期會變大，正確答案為d.答案：d4.單擺通過平衡位置時，小球受到的回復(fù)力( )a.指向地面 b.指向懸點 c.數(shù)值為零 d.垂直于擺線解析：做簡諧運動的質(zhì)點，只有在離開平衡位置時才受到回復(fù)力，“平衡位置”的意義就是回復(fù)力為零的位置，此處的合力卻不一定為零.答案：c5.下列有關(guān)單擺運動過程中的受力說法，正確的是( )a.單擺運動的回復(fù)力是重力和擺線拉力的合力b.單擺運動的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的一個分力c.單擺過平衡位置的合力為零d.單擺運動的回復(fù)力是擺線拉力的一個分力解析：單擺運動是在一段圓弧上運動，因此單擺運動過程不僅有回復(fù)力，而且有向心力，即單擺運動的合外力不僅要提供回復(fù)力，而且要提供向心力，故選項a錯誤；單擺回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的一個分力，而不是擺線拉力的分力，故選項b正確，選項d錯誤；單擺過平衡位置時，回復(fù)力為零，向心力最大，故其合外力不為零，所以選項c錯誤.答案：b6.單擺做簡諧運動的回復(fù)力是（ ）a.擺球的重力b.擺球所受重力與懸線對擺球的拉力的合力c.懸線對擺球的拉力d.擺球所受重力在圓弧切向上的分力解析：單擺做簡諧運動時，擺球如同做圓周運動，擺球重力的切向分力充當(dāng)回復(fù)力，擺球重力的徑向分力與擺線拉力的合力充當(dāng)向心力.答案：d7.將秒擺（周期為2 s）的周期變?yōu)? s，下列措施可行的是（ ）a.將擺球的質(zhì)量減半 b.振幅減半c.擺長減半 d.擺長減為原來的解析：單擺的振動周期與擺球的質(zhì)量、振幅無關(guān)，故選項a、b錯；由t=2知選項d正確.答案：d8.甲、乙兩個單擺,甲的擺長為乙的4倍,甲擺的振幅是乙擺的3倍,甲擺球的質(zhì)量是乙的2倍,那么甲擺動5次的時間里,乙擺動_次.解析：單擺的振動周期與振幅和擺球的質(zhì)量無關(guān)，根據(jù)公式t=2可以判斷甲的周期是乙的2倍，甲在擺動5次的時間內(nèi)，乙擺動了10次.答案：10綜合應(yīng)用9.a、b兩個單擺,在同一地點a全振動n1次的時間內(nèi)b恰好全振動了n2次,那么a、b擺長之比為( )a. b. c.()2 d.()2解析：a、b兩個物體在相同的時間內(nèi)振動周期之比為，在同一地點重力加速度相同，根據(jù)公式t=2可以判斷擺長之比為周期之比的平方，所以選項d正確.答案：d10.（經(jīng)典回放）如圖11-4-5所示，一向右運動的車廂頂上懸掛兩單擺m與n，它們只能在圖示平面內(nèi)擺動，某一瞬時出現(xiàn)圖示情景，由此可知車廂的運動及兩單擺相對車廂運動的可能情況是( )圖11-4-5a.車廂做勻速直線運動，m在擺動，n靜止b.車廂做勻速直線運動，m在擺動，n也在擺動c.車廂做勻速直線運動，m靜止，n在擺動d.車廂做勻加速直線運動，m靜止，n也靜止解析：車廂做勻速直線運動或靜止時，都是處于平衡狀態(tài)，n可以是靜止，也可以是在擺動中；m只能在擺動中，因為m所受的外力不為零；車廂做勻加速直線運動時，m可能相對車廂靜止，也可能是在擺動中某一瞬時所在位置，n只可能是在擺動中經(jīng)過最低點的瞬間，因為此時n在水平方向所受合力為零，不可能與車廂相對靜止.答案：ab11.(2006天津理綜)一單擺做小角度擺動，其振動圖象如圖11-4-6，以下說法正確的是（ ）圖11-4-6a.t1時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最小b.t2時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最小c.t3時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最大d.t4時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最大解析：在t1時刻，擺球處于最大位移處，速度為零，在t2時刻，擺球處于平衡位置，速度最大，所以a、b選項錯誤，在t3時刻擺球處于最大位移處，速度為零，t-mgcos=m=0,t=mgcos，在t4時刻，擺球處于平衡位置，速度最大，t-mgcos=m,t=mgcos+m，所以d選項正確.答案：12.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，如果擺球質(zhì)量分布不均勻，某同學(xué)設(shè)計了下面一種測量方法：第一次量得懸線長為l1，測得周期t1；第二次改變懸線的長度為l2，測得周期為t2，由此可以推算出g=_.解析：題述為一種解決不知球的重心位置（或不便測量小球直徑）時測重力加速度的方法，設(shè)球的重心位置離擺線下端距離為h，由實驗原理知，g=,g=，利用以上二式，消去h即得g=.答案：13.某人用單擺測定山頂高度（海拔高度），在山頂用標準計時裝置記錄單擺（等幅振動）振動1 000次的時間.再將該單擺移到海拔高度為零、g=9.8 m/s2的低處，在同一時間內(nèi)，單擺振動了1 001次.地球半徑r取6 400 km，求此山的海拔高度.解析：根據(jù)題意可知周期之比為=，根據(jù)公式t=2可得：c=()2=()2.又因為g=mg0，g=mg，所以()2=()2，解得h=r/1 000=6.4 km.答案：6.4 km14.一個理想的單擺，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)樵瓉淼?，振幅變?yōu)樵瓉淼?，擺長變?yōu)樵瓉淼模瑪[球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?，它的周期變?yōu)槎嗌?？解析：單擺的周期與振幅和擺球質(zhì)量無關(guān)，只與擺長和重力加速度有關(guān)，可以根據(jù)公式t=2進行計算.答案：由單擺周期公式t=2，由于g=，l=，所以t=2=t.15.周期是2s的單擺叫做秒擺，秒擺的擺長是多少？把一個地