2020-2021學(xué)年高中物理第十一章機械振動4單擺課后練習(xí)含解析3-4

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精單擺1。關(guān)于單擺，以下認(rèn)識正確的選項是(）A.一根線系著一個球懸掛起來,這樣的裝置就是單擺B?？梢钥醋鲉螖[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，它們的振動步伐便相同剖析單擺是實質(zhì)擺的理想化模型,實質(zhì)擺只有在不計繩的伸縮、質(zhì)量和阻力以及小球可以看作質(zhì)點時才能看作單擺,A錯誤，B正確。單擺的運動只有在擺角很小時才能看作簡諧運動，C錯誤.兩單擺結(jié)構(gòu)相同時,振動步伐不用然相同，D錯誤。答案B2.以下關(guān)于單擺周期的說法正確的選項是（)A.用一個裝滿沙的漏斗和長細線做成一個單擺，在搖動時沙從漏斗中緩慢漏出,周期不變B.當(dāng)起落機向上勻加速運動時(〈ag)單擺的周期小于電梯勻速運動時單擺的周期C.將擺由赤道移到北極,單擺振動周期減小D.將單擺的擺角由5°增加到10°（不計空氣阻力)，單擺的周期減小剖析沙從漏斗中緩慢漏出時，等效擺長變化，周期變化,選項A錯誤；起落機以加速度a向上勻加速運動時T1=2π√??+????,勻速運動時??T2=2π√??,T1〈T2，選項B正確；擺由赤道移到北極,重力加速度增大，-1-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精則周期減小，選項C正確；單擺的周期與擺角大小沒關(guān)，選項D錯誤.答案BC3。關(guān)于做簡諧運動的單擺，以下說法正確的選項是( )A.在位移為正的區(qū)間,速度和加速度都必然為負B。當(dāng)位移逐漸增大時,回復(fù)力逐漸增大，振動的能量也逐漸增大C。擺球經(jīng)過平衡地址時,速度最大,勢能最小，擺線所受拉力最大D。擺球在最大位移處時，速度為零,處于平衡狀態(tài)剖析在位移為正的區(qū)間，回復(fù)力F=-kx為負，加速度為負,但速度可正可負，選項A錯誤;當(dāng)位移增大時，回復(fù)力增大，振動的能量不變,選項B錯誤；平衡地址為擺球最低地址，擺球經(jīng)過平衡地址時，速度最大，勢能最小，由FT—mg=??????2知，在平衡地址擺線所受拉力最大,選項C正確；擺球在最大位移處，速度為零，但加速度不為零,其實不處于平衡狀態(tài)，選項D錯誤。答案C4.已知單擺a完成10次全振動的時間內(nèi),單擺b完成6次全振動,兩擺長之差為1.6m,則兩單擺長la與lb分別為（）A.la=2。5m，lb=0。9mB.la=0.9m，lb=2。5mC.la=2。4m,lb=4.0mD.la=4。0m，lb=2.4m剖析設(shè)兩個單擺的周期分別為Ta和Tb。由題意,10Ta=6Tb得Ta∶????Tb=3∶5。依照單擺周期公式T=2π√??，可知l=4π2T2，由此得la∶lb=????2∶????2=9∶25，則la=259-9×1。6m=0。9m-2-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精lb=2525-9×1。6m=2.5m。答案B5.以下列圖，在同一地址的A，B兩個單擺做簡諧運動的圖象,其中實線表示A的運動圖象，虛線表示B的運動圖象。關(guān)于這兩個單擺的以下判斷正確的選項是(）A。這兩個單擺的擺球質(zhì)量必然相等B。這兩個單擺的擺長必然不相同C。這兩個單擺的最大擺角必然相同D.這兩個單擺的振幅必然相同剖析從題圖可知，兩單擺的振幅相等，周期不等,因此兩單擺的擺長必然不相同,故B、D對；由振幅相等而擺長不等知C錯；單擺的周期與質(zhì)量沒關(guān),故A錯。答案BD6.（2019·江蘇卷)一單擺做簡諧運動,在偏角增大的過程中，擺球的)A。位移增大B。速度增大C?；貜?fù)力增大D.機械能增大剖析由簡諧運動的特點可知,當(dāng)偏角增大,擺球偏離平衡地址的位移增大,故A正確;當(dāng)偏角增大，動能轉(zhuǎn)變成重力勢能，因此速度減小，-3-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精故B錯誤;由回復(fù)力F=-kx可知，位移增大,回復(fù)力增大，故C正確，單擺做簡諧運動過程中只有重力做功，因此機械能守恒,故D錯誤。答案AC7。一單擺做小角度搖動，其振動圖象以下列圖,以下說法正確的選項是（)A。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剖析由振動圖象可知t1和t3時刻擺球偏離平衡地址位移最大，此時擺球速度為零,懸線對擺球拉力最小;t2和t4時刻擺球位移為零,正在經(jīng)過平衡地址，速度最大,懸線對擺球拉力最大,應(yīng)選項D正確。答案D8。某同學(xué)用實驗的方法研究影響單擺周期的因素.1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處,用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線,再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊,以下列圖。這樣做的目的是（填字母代號）。-4-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A。保證搖動過程中擺長不變B.可使周期測量得更加正確C。需要改變擺長時便于調(diào)治D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)搖動2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度l=0。9990m,再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果以下列圖,則該擺球的直徑為mm,單擺擺長為m。(3）以下振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程。圖中橫坐標(biāo)原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象,已知sin5=°0.087，sin15=°0.26，這四種操作過程切合實驗要求且誤差最小的是(填字母代號）。剖析（1）用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線的目的是保證搖動過程中擺長不變，需要改變擺長時便于調(diào)治，選項A、C正確。(2）依照游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則,擺球直徑為12。0mm,單擺擺長為L-??2=0。9990m-0。0060m=0。9930m。-5-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精(3)單擺測量周期，必定從平衡地址開始計時,且擺角小于5°，所以切合實驗要求且誤差最小的是A.答案(1)AC(2）12.00.9930(3）A9.以下列圖,ACB為圓滑弧形槽,弧形槽半徑為R,且R?l弧AB。甲球從弧形槽的圓心處自由下落，乙球由A點由靜止釋放，問兩球第一次到達C點的時間之比是多少？剖析甲球做自由落體運動12??,R=2，因此t1=??。對乙球,由于l弧AC?,????12√因此θ〈5°，因此可以證明乙球沿圓弧槽做簡諧運動,此振動與一個擺長為R的單擺振動模型相同，故此等效擺長為R,因此周期為2π????C處的時間為t2=1√π????=√t2=2π√2。答案2√2∶π能力提升1。圖甲是演示簡諧運動圖象的裝置,當(dāng)盛沙漏斗下面的薄木板N被勻速拉出時，搖動著的漏斗中漏出的沙在板上形成曲線,顯示出擺的位移隨時間變化的關(guān)系,板上直線OO1代表時間軸。-6-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精圖乙是兩個擺中的沙在各自板上形成的曲線,若板N1和板N2拉動的速度v1和v2的關(guān)系為v2=2v1,則板N1、N2上曲線所代表的振動的周期T1和T2的關(guān)系為（)A.T2=T1B.T2=2T1C。T2=4T1D.T2=14T1剖析從題圖中看出N1和N2所代表的木板被拉出的距離是相等的.答案D2.(2019·全國卷Ⅱ）如圖,長為l的細繩下方懸掛一小球a，繩的另一端固定在天花板上O點處，在O點正下方34l的O'處有一固定細鐵釘。將小球向右拉開,使細繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放，并從釋放時開始計時，當(dāng)小球a擺至最低地址時，細繩會碰到鐵釘?shù)淖杞?。設(shè)小球相關(guān)于其平衡地址的水平位移為x，向右為正。以下列圖象中,能描述小球在開始一個周期內(nèi)的x—t關(guān)系的是(）-7-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精??剖析依照T=2π√可知,當(dāng)細繩碰到釘子時l變短,周期變小,恰為原來??的二分之一，觀察x—t圖可知,B、D錯誤;又由于a球擺到最高地址x=lθx=????1=4sin??l—lθmg=(????4θ??sin??14-4cos時,1sin1,2sin2,22.依照能量守恒知,(cos1)??2)mg,由數(shù)學(xué)規(guī)律可知,x1〈x2,由此可知A正確，C錯誤。答案A3.擺長為l的單擺做簡諧運動，若從某時刻開始計時（取t=0）,當(dāng)振3π??動至t=2√??時,擺球恰擁有負向最大速度,則單擺的振動圖象是)??3π??33=√方向運動，可知C項正確。答案C4.-8-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精以下列圖,向來右運動的車廂頂上懸掛兩單擺M與N，它們只幸虧圖示平面內(nèi)搖動，某一剎時出現(xiàn)圖示情況，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（）A.車廂做勻速直線運動，M在搖動,N靜止B。車廂做勻速直線運動，M在搖動，N也在搖動C.車廂做勻速直線運動，M靜止，N在搖動D.車廂做勻加速直線運動,M靜止,N也靜止剖析車廂做勻速直線運動或靜止時,都是處于平衡狀態(tài)，N可能相對車廂是靜止的,也可能在搖動中,M只幸虧搖動中，由于M所受的合外力不為零；車廂做勻加速直線運動時，M可能相對車廂靜止，也可能在搖動中,N只可能是在搖動中經(jīng)過最低點的剎時,由于此時N在水平方向所受合力為零,不可以能與車廂相對靜止。答案AB5.（2019·河北模擬)在“利用單擺測重力加速度”的實驗中，由單擺的周期公式獲取T2=4π??2l。只要測量出多組單擺的擺長l和運動周期T，作出T2-l圖象，即可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。某同學(xué)在實驗中，用一個直徑為d的實心鋼球作為擺球，多次改變懸點到擺球頂部的-9-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精距離l0，分別測出擺球做簡諧運動的周期T后,作出的T2—l圖象如圖。(1)造成圖象但是坐標(biāo)原點的原因可能是(）A.將l0記為擺長lB。將（l0+d)計為擺長lC.將鋼球的(N-1）次全振動記為N次D。將鋼球的(N+1）次全振動記為N次（2)由圖象求出重力加速度g=22m/s（取π=9.87,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。剖析(1）圖象不經(jīng)過坐標(biāo)原點，將圖象向右平移1cm就會經(jīng)過坐標(biāo)原點,故相同的周期下,擺長偏小1cm，故可能是測擺長時遺漏了擺球的半徑,將l0記為擺長l;應(yīng)選A；(2）由單擺周期公式??24π2l√T=2π??得T=??24π24.0-0≈4則T-l圖象的斜率k=??=0.97-(-0.01)22。解得g=π=9.87m/s答案(1)A（2）9.876.有一單擺,其擺長l=1。02m,擺球的質(zhì)量m=0.10kg，已知單擺做簡諧運動，單擺振動30次用的時間t=60.8s，試求:（1)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣仁嵌啻螅?2)若是將這個擺改為秒擺,擺長應(yīng)怎樣改變?改變多少???4π2??剖析(1)當(dāng)單擺做簡諧運動時，其周期公式T=2π??，由此可得g=??，2只要求出T值代入即可。-10-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精由于T=????=6