高中人教物理選擇性必修一課時分層作業(yè) 9 單　擺選擇性必修第一冊練習(xí)

1、 7/7課時分層作業(yè)(九)單擺(建議用時：25分鐘)考點(diǎn)一單擺及單擺的回復(fù)力1關(guān)于單擺，下列說法正確的是()A擺球做勻速圓周運(yùn)動B擺球擺動到最低點(diǎn)時加速度為零C擺球速度變化的周期等于振動周期D擺球振動的頻率與振幅有關(guān)C擺球在擺動中速度大小是變化的，不是勻速圓周運(yùn)動，A錯誤；擺球擺動到最低點(diǎn)時加速度不為零，受向上的合外力，故加速度豎直向上，B錯誤；擺球速度變化的周期以及位移變化的周期均等于振動周期，C正確；擺球振動的頻率與振幅無關(guān)，只取決于擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，D錯誤2有一個正在擺動的秒擺(T2 s)，若取擺球正從平衡位置向左運(yùn)動時開始計(jì)時，那么當(dāng)t1.6 s時，以下對擺球的運(yùn)動情況及其切向加

2、速度變化情況正確的是()A正在向左做減速運(yùn)動，加速度正在增大B正在向右做減速運(yùn)動，加速度正在增大C正在向右做加速運(yùn)動，加速度正在減小D正在向左做加速運(yùn)動，加速度正在減小D秒擺的周期是2 s，則擺球從平衡位置向左運(yùn)動時開始計(jì)時，那么當(dāng)t1.6秒時，擺球從最右端向平衡位置做加速運(yùn)動，由于位移在變小，故切向加速度也在變小故D正確3單擺做小角度擺動，其振動圖像如圖所示，以下說法正確的是()At1時刻擺球速度最大，擺球的回復(fù)力最大Bt2時刻擺球速度為零，懸線對它的拉力最小Ct3時刻擺球速度為零，擺球的回復(fù)力最小Dt4時刻擺球速度最大，懸線對它的拉力最大D由圖知t1時刻小球處在最大位移處，速度為零，回復(fù)力

3、最大，拉力最小，A項(xiàng)錯誤；t2時刻擺球處在平衡位置，其速度最大，回復(fù)力為零，拉力最大，故B錯誤；t3時刻擺球在最大位移處，速度為零，回復(fù)力最大，拉力最小，故C項(xiàng)錯誤；t4時刻擺球在平衡位置處，速度最大，回復(fù)力為零，但小球有豎直向上的加速度，處于超重狀態(tài)，懸線對它的拉力最大，故D正確考點(diǎn)二單擺的周期4將秒擺的周期由2 s變?yōu)? s，下列措施可行的是()A將擺球的質(zhì)量減半B將振幅減半C將擺長減半D將擺長減為原來的eq f(1,4)D秒擺的周期由2 s變?yōu)? s，周期變?yōu)樵瓉淼膃q f(1,2)，由單擺周期公式T2eq r(f(l,g)可知，應(yīng)將擺長減為原來的eq f(1,4)，秒擺的周期與擺球的質(zhì)

4、量、振幅無關(guān)，故選項(xiàng)D正確5地球表面的重力加速度約為9.8 m/s2，月球表面的重力加速度是地球表面的eq f(1,6)，將走時準(zhǔn)確的擺鐘從地球放到月球上去，在地球上經(jīng)過24 h，該鐘在月球上顯示經(jīng)過了()A4 hB9.8 hC12 hD58.8 hB由單擺的周期公式T2eq r(f(l,g)，得eq f(T地,T月)eq r(f(g月,g地)eq r(f(1,6)，即T月eq r(6)T地，則擺鐘在月球上單位時間內(nèi)完成的全振動的次數(shù)為在地球上的eq f(r(6),6)，所以在地球上經(jīng)過24 h，該鐘在月球上顯示經(jīng)過的時間為24eq f(r(6),6) h4eq r(6) h9.8 h，選項(xiàng)B

5、正確6把在北京調(diào)準(zhǔn)的擺鐘，由北京移到赤道上時，擺鐘的振動()A變慢了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)增加擺長B變慢了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)縮短擺長C變快了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)增加擺長D變快了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)縮短擺長B把標(biāo)準(zhǔn)擺鐘從北京移到赤道上，重力加速度g變小，則周期T2eq r(f(l,g)T0，擺鐘顯示的時間小于實(shí)際時間，因此變慢了要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)縮短擺長，B項(xiàng)正確7要將秒擺的周期由2 s變?yōu)? s，下列措施可行的是()A只將擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膃q f(1,4)B只將振幅變?yōu)樵瓉淼?倍C只將擺長變?yōu)樵瓉淼?倍D只將擺長變?yōu)樵瓉淼?6倍C單擺的周期與擺球的質(zhì)量和振幅均無關(guān)，A、B項(xiàng)均錯誤；對秒擺，T

6、02eq r(f(l0,g)2 s，對周期為4 s的單擺，T2eq r(f(l,g)4 s，故l4l0，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤8利用盛砂的漏斗演示簡諧運(yùn)動，如果考慮漏斗里砂子逐漸減少，則砂擺的頻率將()A逐漸增大B逐漸減小C先增大后減小D先減小后增大D砂子逐漸減少，砂子和漏斗的重心將逐漸降低，砂子漏完后重心又升高，所以擺長先變長后變短，根據(jù)單擺周期公式T2eq r(f(l,g)知周期先變大后變小，頻率先減小后增大，故選項(xiàng)D正確9圖甲是一個單擺振動的情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置設(shè)擺球向右方向運(yùn)動為正方向圖乙是這個單擺的振動圖像根據(jù)圖像回答：甲乙(1)單擺振動的頻率是多大？

7、(2)開始時刻擺球在何位置？(3)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?0 m/s2，試求這個擺的擺長是多少解析(1)由乙圖知周期T0.8 s，則頻率feq f(1,T)1.25 Hz.(2)由乙圖知，0時刻擺球在負(fù)向最大位移處，因向右為正方向，所以在B點(diǎn)(3)由T2eq r(f(L,g)得Leq f(gT2,42)0.16 m.答案(1)1.25 Hz(2)B點(diǎn)(3)0.16 m(建議用時：15分鐘)10如圖所示，曲面AO是一段半徑為2 m的光滑圓弧面，圓弧與水平面相切于O點(diǎn)，AO弧長10 cm.現(xiàn)將一小球先后從曲面的頂端A和AO弧的中點(diǎn)B由靜止釋放，到達(dá)底端O的速度分別為v1和v2，所經(jīng)歷的時間分別是t1

8、和t2，那么()Av1v2，t1t2Bv1v2，t1t2Cv1v2，t1t2D上述三種都有可能B因?yàn)锳O弧長遠(yuǎn)小于半徑，所以小球從A、B處沿圓弧滑下可等效成小角度的單擺振動，即做簡諧運(yùn)動，其等效擺長為2 m，單擺周期與振幅無關(guān)，因此t1t2，又由于小球運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，有mgheq f(1,2)mv2，解得veq r(2gh)，知v1v2.11如圖所示的幾個相同單擺在不同條件下，關(guān)于它們的周期關(guān)系，其中判斷正確的是()(1)(2)(3)(4)AT1T2T3T4BT1T2T3T4CT1T2T3T4DT1T2T3T4C題圖(1)中，當(dāng)擺球偏離平衡位置時，重力沿斜面的分力mgsin 為等效重力，

9、即單擺的等效重力加速度g1gsin ；題圖(2)中兩個帶電小球的斥力總與運(yùn)動方向垂直，不影響回復(fù)力；題圖(3)為標(biāo)準(zhǔn)單擺；題圖(4)中擺球處于超重狀態(tài)，等效重力增大，故等效重力加速度增大，g4ga.由單擺振動的周期公式T2eq r(f(l,g)，知T1T2T3T4，選項(xiàng)C正確12(多選)如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一小球(小球可以看成質(zhì)點(diǎn))在O點(diǎn)正下方，距O點(diǎn)eq f(3l,4)處的P點(diǎn)固定一個小釘子現(xiàn)將小球拉到點(diǎn)A處，輕繩被拉直，然后由靜止釋放小球點(diǎn)B是小球運(yùn)動的最低位置，點(diǎn)C(圖中末標(biāo)出)是小球能夠到達(dá)的左側(cè)最高位置已知點(diǎn)A與點(diǎn)B之間的高度差為h，hl.A、B、P、O在同

10、一豎直平面內(nèi)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是()A點(diǎn)C與點(diǎn)B高度差小于hB點(diǎn)C與點(diǎn)B高度差等于hC小球擺動的周期等于eq f(3,2)eq r(f(l,g)D小球擺動的周期等于eq f(3,4)eq r(f(l,g)BC不計(jì)空氣阻力，小球在整個運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，故運(yùn)動到左側(cè)最高點(diǎn)C與A等高，與B相差h，A錯誤，B正確當(dāng)小球從A點(diǎn)開始，再回到A點(diǎn)時為一個周期，是兩個半周期之和，即Teq f(1,2)T1eq f(1,2)T2eq f(1,2)2eq r(f(l,g)eq f(1,2)2eq r(f(f(l,4),g)eq r(f(l,g)eq f(,2)eq r(f(l

11、,g)eq f(3,2)eq r(f(l,g)，故C正確，D錯誤13將一測力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測量快速變化的力如圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn)，此時細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回擺動，其中B點(diǎn)為運(yùn)動中的最低位置，AOBCOB，小于10且是未知量圖乙是由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線，且圖中t0時刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動的時刻試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息，求：(g取10 m/s2)甲乙(1)單擺的振動周期和擺長；(2)擺球的質(zhì)量；(3)擺球運(yùn)動過程中的最大速度解析(1)由題圖乙可知單擺的周期T0.4 s，由T2eq r(f(l,g)，得擺長leq f(T2g,42)0.4 m.(2)在B點(diǎn)拉力的最大值為Fmax0.510 N.Fmaxmgeq