《2019高中物理 課下能力提升四 第十一章 第4節(jié) 單擺（含解析）新人教版選修3-4》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高中物理 課下能力提升四 第十一章 第4節(jié) 單擺（含解析）新人教版選修3-4（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、單擺 [基礎(chǔ)練] 一、選擇題 1．[多選]單擺是為研究振動而抽象出的理想化模型，其理想化條件是(　　) A．?dāng)[線質(zhì)量不計 B．?dāng)[線長度不伸縮 C．?dāng)[球的直徑比擺線長度短得多 D．單擺的運(yùn)動就是一種簡諧運(yùn)動 2．要增加單擺在單位時間內(nèi)的擺動次數(shù)，可采取的方法是(　　) A．增大擺球的質(zhì)量 B．縮短擺長 C．減小擺動的角度 D．升高氣溫 3．(2016·衡陽高二檢測)關(guān)于單擺擺球在運(yùn)動過程中的受力，下列結(jié)論正確的是(　　) A．?dāng)[球受重力、擺線的張力、回復(fù)力、向心力作用 B．?dāng)[球的回復(fù)力最大時，向心力為零；回復(fù)力為零時，向心力最大 C．?dāng)[球的回復(fù)力最大時，擺線中的

2、張力大小比擺球的重力大 D．?dāng)[球的向心力最大時，擺球的加速度方向沿擺球的運(yùn)動方向 4．利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，若測得g偏小，可能是由于(　　) A．計算擺長時，只考慮懸線長而未加小球半徑 B．測量周期時，將n次全振動，誤記成n＋1次全振動 C．計算擺長時，用懸線長加小球直徑 D．單擺振動時，振幅較小 5．[多選]惠更斯利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器，叫擺鐘。擺鐘運(yùn)行時克服摩擦所需的能量由重力勢能提供，運(yùn)動的速率由鐘擺控制。旋轉(zhuǎn)鐘擺下端的螺母可以使擺上的圓盤沿擺桿上下移動，如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)擺鐘不準(zhǔn)時需要調(diào)整圓盤位置 B．?dāng)[鐘快了應(yīng)使圓盤沿擺

3、桿上移 C．由冬季變?yōu)橄募緯r應(yīng)使圓盤沿擺桿上移 D．把擺鐘從廣州移到北京應(yīng)使圓盤沿擺桿上移 二、非選擇題 6．如圖所示，光滑的半球殼半徑為R，O點(diǎn)在球心的正下方，一小球在距O點(diǎn)很近的A點(diǎn)由靜止放開，同時在O點(diǎn)正上方有一小球自由落下，若運(yùn)動中阻力不計，為使兩球在O點(diǎn)相碰，求小球應(yīng)從多高處自由落下(O?R)。 [提能練] 一、選擇題 1．如圖所示，MN為半徑較大的光滑圓弧軌道的一部分，把小球A放在MN的圓心處，再把另一小球B放在MN上離最低點(diǎn)C很近的M處，今使兩球同時自由釋放，則在不計空氣阻力時有(　　) A．A球先到達(dá)C點(diǎn) B．B球先到達(dá)C點(diǎn) C．兩球同時到達(dá)C

4、點(diǎn) D．無法確定哪一個球先到達(dá)C點(diǎn) 2．甲、乙兩個單擺的振動圖象如圖所示，根據(jù)振動圖象可以斷定(　　) A．甲、乙兩單擺擺長之比是4∶9 B．甲、乙兩單擺振動的頻率之比是 2∶3 C．甲擺的振動能量大于乙擺的振動能量 D．乙擺的振動能量大于甲擺的振動能量 3．(2016·煙臺高二檢測)如圖所示為演示簡諧振動的沙擺，已知擺長為l，沙筒的質(zhì)量為m，沙子的質(zhì)量為M，M ?m，沙子逐漸下漏的過程中，擺的周期為(　　) A．周期不變 B．先變大后變小 C．先變小后變大 D．逐漸變大 4．[多選]一根輕繩一端系一小球，另一端固定在O點(diǎn)(單擺)，在O點(diǎn)有一個能測量繩的拉力大小

5、的力傳感器，讓小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做簡諧振動，由傳感器測出拉力F隨時間t的變化圖象如圖所示，下列判斷正確的是(　　) A．小球振動的周期為2 s B．小球速度變化的周期為4 s C．小球動能變化的周期為2 s D．小球重力勢能變化的周期為4 s 5．[多選]在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，由于擺球形狀不規(guī)則，無法準(zhǔn)確測量擺長，但擺線的長度l′可以準(zhǔn)確測量?，F(xiàn)使用同一擺球，多次改變擺線長度l′并測得每一次相應(yīng)的擺動周期T，對于數(shù)據(jù)處理方法，下列說法中正確的是(　　) A．l′與T2不是直線關(guān)系 B．?dāng)[長可以利用l′-T2圖線求出 C．l′與T2是直線關(guān)系，在理論上，l′

6、-T2直線的斜率與l-T2直線的斜率相同 D．l′與T2是直線關(guān)系，在理論上，l′-T2直線的斜率與l-T2直線的斜率不同 二、非選擇題 6．將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外)，如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺擺動過程中懸線不會碰到筒壁，如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心的距離L，并通過改變L而測出對應(yīng)的擺動周期T，再以T2為縱軸、L為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。 (1)現(xiàn)有如下測量工具：A.時鐘；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺。

7、本實(shí)驗(yàn)所需的測量工具有________。 (2)如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2L關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的________。 (3)由圖象可知，小筒的深度h＝________ m；當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝________ m/s2。 答 案 [基礎(chǔ)練] 1．解析：選ABC　單擺由擺線和擺球組成，擺線只計長度不計質(zhì)量，擺球只計質(zhì)量不計大小，且擺線不伸縮，A、B、C正確；但把單擺擺動作為簡諧運(yùn)動來處理是有條件的，只有在擺角很小(θ＜5°)的情況下才能視單擺運(yùn)動為簡諧運(yùn)動，D錯誤。 2．解析：選B　由單擺的周期公式T＝2π，可知周期只與l、g有關(guān)，而與質(zhì)量、擺動的

8、幅度無關(guān)。當(dāng)l增大時，周期增大，頻率減??；g增大時，周期減小，頻率增大，B正確。 3．解析：選B　擺球在運(yùn)動過程中受重力、擺線張力作用，A錯誤；擺球的回復(fù)力最大時，向心力為零，擺線中的張力等于擺球重力沿擺線方向的分力，回復(fù)力為零時，向心力最大，擺球的加速度方向沿擺線方向，B正確，C、D錯誤。 4．解析：選A　由公式g＝l可知，若測得g偏小，可能是由于測得的l偏小，A正確，C錯誤；也可能是測得的T偏大，選項(xiàng)B只能使測得的T偏小，B錯誤；單擺振動周期與振幅無關(guān)，D錯誤。 5．解析：選AC　調(diào)整圓盤位置可改變擺長，從而達(dá)到調(diào)整周期的作用；若擺鐘變快，是因?yàn)橹芷谧冃?，?yīng)增大擺長即下移圓盤；由冬季

9、變?yōu)橄募?，擺桿變長，應(yīng)上移圓盤；從廣州到北京，g值變大，周期變小，應(yīng)增大擺長。綜上所述，A、C正確。 6．解析：小球由A點(diǎn)開始沿球殼內(nèi)表面運(yùn)動時，只受重力和支持力作用，等效為單擺的運(yùn)動。因?yàn)镺?R，所以小球自A點(diǎn)釋放后做簡諧運(yùn)動，要使兩球在O點(diǎn)相碰，兩者到O點(diǎn)的運(yùn)動時間相等。 設(shè)小球由A點(diǎn)由靜止釋放運(yùn)動到O點(diǎn)的時間為 t＝(2n－1)　(n＝1,2,3，…)， T＝2π 由于從O點(diǎn)正上方自由落下的小球到O的時間也為t時兩球才能在O點(diǎn)相碰，所以 h＝gt2＝g(2n－1)2 ＝　(n＝1,2,3，…) 答案：　(n＝1,2,3，…) [提能練] 1．解析：選A　B球運(yùn)動到C點(diǎn)

10、用時tB＝T＝，A球自由下落用時tA＝，tA

11、′＋r，振動周期T＝2π＝2π，化簡后有，l＝T2，l′＝T2－r，可見，l′與T2是直線關(guān)系，l′-T2圖線在縱軸上的截距表示－r，據(jù)此可求出r，進(jìn)而可求出擺長，選項(xiàng)A錯誤，B正確；l′與T2是直線關(guān)系，在理論上，l′-T2直線的斜率與l -T2直線的斜率相同，均是，C正確，D錯誤。 6．解析：(1)測量筒的下端口到擺球球心之間的距離L，用到毫米刻度尺，測單擺的周期用秒表，所以測量工具選B、D。 (2)設(shè)擺線在筒內(nèi)部分的長度為h，由T＝2π 得，T2＝L＋h，可知T2L關(guān)系圖象為a。 (3)將T2＝0，L＝－30 cm代入上式可得 h＝30 cm＝0.3 m 將T2＝1.20，L＝0代入上式可求得 g＝π2 m/s2≈9.86 m/s2 答案：(1)BD　(2)a　(3)0.3　9.86 6