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    2.3单摆-高二物理优化训练(2019人教版选修第一册)
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    高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 单摆精品课后复习题

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    这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册4 单摆精品课后复习题,文件包含23单摆解析版docx、23单摆原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共10页, 欢迎下载使用。

     

     

     


    一、单选题

    1.将一单摆的周期变为原来的2倍,下列措施可行的是(              

    A. 只将摆球的质量变为原来的
    B. 只将摆长变为原来的2
    C. 只将摆长变为原来的4
    D. 只将振幅变为原来的2

    【答案】 C  

    【解析】根据单摆的周期公式

    将一单摆的周期变为原来的2,则需要将摆长变为原来的4倍。

    故答案为:C

    2.AB两个小球放在一段光滑圆弧曲面上,它们与圆弧最低点O之间的弧长 OAOB均远小于圆弧半径。C球位于圆弧的圆心处,三个小球同时从静止开始运动,则到达O点所需时间的大小关系为(    

    A. tAtBtC                        B. tCtAtB                        C. tAtBtC                        D. tCtAtB

    【答案】 C  

    【解析】设圆弧轨道半径为RC球做自由落体运动,则有

    可得

    AB球是等效单摆,从静止运动到O点的时间为

    则有

    故答案为:C

    3.下列说法中正确的是(              

    A. 用弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动,该物体做的是匀变速直线运动
    B. 做简谐振动的单摆通过平衡位置时,小球受到的回复力为零,合外力不为零
    C. 做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,速度一定相同
    D. 单摆在周期性外力作用下做受迫运动,外力的频率越大,单摆的振幅就越大

    【答案】 B  

    【解析】A.做简谐运动的物体,是变加速直线运动,A不符合题意;

    B.摆球受到的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力,经过平衡位置时,回复力为零。由于单摆做圆周运动在平衡位置,合力不为零,合力提供向心力,方向指向悬点,B符合题意;

    C.做简谐运动的物体,物体每次通过同一位置时其速度大小相等,方向不一定相同,故速度不一定相同,C不符合题意;

    D.在周期性的外力作用下做受迫运动,则外力的频率越大,单摆的振幅可能变大,也可能变小,D不符合题意。

    故答案为:B

    4.如图(甲)所示是用沙摆演示振动图象的实验装置,此装置可视为摆长为L的单摆,沙摆的运动可看作简谐运动,实验时在木板上留如图(甲)所示的结果。若用手拉木板做匀速运动,速度大小是0.20m/s。图(乙)所示的一段木板的长度是0.60m,那么这次实验所用沙摆对应的单摆长约为(    

    A. 0.56m                                   B. 1.0m                                   C. 1.5m                                   D. 2.0m

    【答案 A  

    【解析】砂摆的周期

    根据

    故答案为:A

    5.如图甲所示,一单摆悬挂在拉力传感器上。让单摆在竖直面内做小角度摆动,拉力传感器显示绳子拉力F大小随时间 的变化图像如图乙所示,已知当地的重力加速度为 ,则根据图乙中的数据可知(    

    A. 此单摆的周期                                          B. 此摆球的质量为
    C. 此单摆的摆长                                        D.  时刻摆球的回复力最小

    【答案】 C  

    【解析】A.摆球运动到最低点时,由重力和绳子拉力的合力提供向心力,所以摆球运动到最低点时,绳子拉力最大,则此单摆的周期为

    A不符合题意;

    B.摆球运动到最低点时,由重力和绳子拉力的合力提供向心力,则有

    此摆球的质量为

    B不符合题意;

    C.根据单摆周期公式

    可得此单摆的摆长

    C符合题意;

    D.单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供,摆球运动到最低点时,摆球的回复力最小,所以在 时刻摆球的回复力最小,在 时刻摆球的回复力最大,D不符合题意。

    故答案为:C

    6.单摆摆长为L,若将摆长增加1m,则周期变为原来的1.5倍,则L为(              

    A. 0.5m                                     B. 0.8m                                     C. 1m                                     D. 2m

    【答案】 B  

    【解析】当单摆摆长为 时,周期为

    摆长增加 后,周期变为

    两式相比解得

    故答案为:B

    二、填空题

    7.用时间传感器代替秒表做用单摆测定重力加速度的实验装置如图丙所示。长为l的摆线一端固定在铁架台上,另一端连接一质量为m,直径为d的小球,在摆球运动轨迹最低点的左、右两侧分别正对放置一激光光源和一光敏电阻,细激光束与球心等高。光敏电阻与自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化的图线如图丁所示。由此可知该单摆的振动周期为________,用此装置测得的重力加速度表达式为g=________ 

    【答案】 2T  

    【解析】由图可知该单摆的振动周期为T0=2T根据单摆周期公式    可得
    8.如图所示为一双线摆,它是在一水平天花板上用两根等长轻绳悬挂一小球而构成的,小球可视为质点,设图中的lα为已知量,当小球垂直于纸面做简谐振动时,周期为________ 

    【答案】   

    【解析】如图所示,等效摆长为lsinα,由于小球做简谐运动,由单摆的振动周期为:
    9.图中的双线摆,绳的质量可以不计,当摆球垂直线面做简谐运动时,其周期为________s. 

     

    【答案】    

    【解析】如图所示,等效摆长为Lsinα,由于小球做简谐运动,由单摆的振动周期为:

    三、解答题

    10.将力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的ABC之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置,∠AOB∠COBθθ小于10°且是未知量.图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力F的大小随时间t变化的曲线,且图中t0时刻为摆球从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息.求:摆球的振动周期和摆长.(g10 m/s2) 

    【答案】 解:从F-t图线可知,单摆的周期    

    根据单摆的周期公式

    【解析】从图像可以求出单摆的周期大小;结合周期的表示式可以求出单摆摆长的大小。

    11.如图所示,单摆摆长为L,摆球大小可忽略不计。现让摆球在竖直同一平面内做小角度摆动,在悬点O正下方 P处有一个小钉子。重力加速度为g,不计空气阻力,则其周期为多大? 

    【答案】 解:该摆在通过悬点的竖直线两边的运动都可以看作简谐运动,则在碰到钉子前的周期为 ,碰到钉子后摆长变为 ,则周期为    

    因此该摆的周期为

    【解析】利用单摆的周期公式则可以求出摆球的周期大小。

    12.一个摆长为2 m的单摆,在地球上某地振动时,测得完成100次全振动所用的时间为284 s.(计算结果保留三位有效数字) 

    ①.求当地的重力加速度g

    ②.把该单摆拿到月球上去,已知月球上的重力加速度是1.60 m/s2  则该单摆振动周期是多少?

    【答案】 解:周期    

    由周期公式

     

    由周期公式   

    代入数据解得

    【解析】(1)利用全振动的时间可以求出周期的大小;结合周期公式可以求出重力加速度的大小;
    2)利用重力加速度的大小可以求出周期的大小。

     

     

     

     

     

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