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1、(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)五十三 實驗十一 單擺的周期與擺長的關(guān)系
1.關(guān)于單擺擺球在運動過程中的受力,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動方向
2.某同學(xué)做“用單擺測定重力加速度”的實驗時,測得的重力加速度數(shù)值明顯大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值.造成這一情況的可能原因是( )
2、
A.測量擺長時,把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)成了擺長
B.測量周期時,當(dāng)擺球通過平衡位置時啟動秒表,記為第0次,此后擺球第30次通過平衡位置時制動秒表,讀出經(jīng)歷的時間為t,并由計算式T=求得周期
C.開始擺動時振幅過小
D.所用擺球的質(zhì)量過大
3.(多選)在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,由于擺球形狀不規(guī)則,無法準(zhǔn)確測量擺長l,但擺線的長度l′可以準(zhǔn)確測量.現(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)的處理方法,下列說法中正確的是( )
A.l′與T2不是直線關(guān)系
B.?dāng)[長l可以利用l′-T2圖線求出
C. l′與T2是直線
3、關(guān)系,在理論上,l′-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
4.在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個階段,飛機(jī)上天后不久,飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動起來,而且越抖越厲害,后來人們經(jīng)過了艱苦地探索,利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個配重桿的方法解決了這一問題,在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是 ( )
A.加大飛機(jī)的慣性 B.使機(jī)體更加平衡
C.使機(jī)翼更加牢固 D.改變機(jī)翼的固有頻率
5.(多選)一個單擺做受迫振動,其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系)如圖所示,則( )
第
4、5題圖
A.此單擺的固有周期約為0.5 s
B.此單擺的擺長約為2 m
C.若擺長減小,單擺的固有頻率增大
D.若擺長增大,共振曲線的峰將向左移動
6.(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.?dāng)[鐘運行時克服摩擦所需的能量由重錘勢能提供,運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 ( )
第6題圖
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
7.根據(jù)單擺周期公式
5、T=2π,可以通過實驗測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D甲所示,將細(xì)線的上端固定在鐵架臺上,下端系一小鋼球,就做成了單擺.
(1)用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑,其示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為______mm.
甲
乙
第7題圖
(2)以下是實驗過程中的一些做法,其中正確的有______.
a.?dāng)[線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的,并且盡可能長一些
b.?dāng)[球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的
c.為了使擺的周期大一些,以方便測量,開始時拉開擺球,使擺線相距平衡位置有較大的角度
d.拉開擺球,使擺線偏離平衡位置大于10度,在釋放擺球的同時開始計時,當(dāng)擺球回到開始位置時停止計時,
6、此時間間隔Δt即為單擺周期T
e.拉開擺球,使擺線偏離平衡位置不大于10度,釋放擺球,當(dāng)擺球振動穩(wěn)定后,從平衡位置開始計時,記下擺球做50次全振動所用的時間Δt,則單擺周期T=Δt/50
8.如圖所示為水平放置的兩個彈簧振子A和B的振動圖象,已知兩個振子質(zhì)量之比為mA∶mB=2∶3,彈簧的勁度系數(shù)之比為kA∶kB=3∶2,則它們的周期之比TA∶TB=______;它們的最大加速度之比為aA∶aB=______.
第8題圖
9.如圖甲所示,在一條張緊的繩子上掛幾個擺.當(dāng)a擺振動的時候,通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力,使其余各擺也振動起來,此時b擺的振動周期________
7、(選填“大于”、“等于”或“小于”)d擺的周期.圖乙是a擺的振動圖象,重力加速度為g,則a的擺長為________.
第9題圖
10.如圖甲所示是演示沙擺振動圖象的實驗裝置在木板上留下的實驗結(jié)果.沙擺的運動可看作是簡諧運動.若手用力F向外拉木板做勻速運動,速度大小是0.20 m/s.圖乙是某次實驗得到的木板的長度為0.60 m范圍內(nèi)的振動圖象,求這次實驗所用的沙擺的擺長.(答案保留2位有效數(shù)字,計算時可以取π2=g)
甲 乙
第10題圖
課時作業(yè)(五十三) 實驗十一:
單擺的周期與擺
8、長的關(guān)系
受迫振動和共振
1.B 【解析】 擺球只受重力和拉力作用A錯誤;根據(jù)回復(fù)力和向心力的含義可判斷B正確,C、D錯誤.
2.B 【解析】 由T=2π得g=l,g值偏大說明l偏大或T偏?。褢覓鞝顟B(tài)的擺線長當(dāng)成擺長,會使l偏小,g值偏小,A錯;擺球第30次通過平衡位置時,實際上共完成了15次全振動,周期T=,誤認(rèn)為30次全振動,會使T變小,引起g值明顯偏大,B對;單擺周期與振幅和擺球質(zhì)量無關(guān),CD錯誤.
3.BC 【解析】 設(shè)擺球的重心到線與球結(jié)點的距離為r,根據(jù)單擺周期的公式T=
2π得,l=l′+r,l′=T2-r,所以擺長l可以利用l′-T2圖線求出,l′與T2是直線關(guān)系,
9、在理論上,l′-T2直線的斜率與l-T2直線的相同,B、C正確.
4.D 【解析】 飛機(jī)抖動得厲害是因為發(fā)生了共振現(xiàn)象,想要解決這一問題,需要使系統(tǒng)的固有頻率與驅(qū)動力的頻率差距增大,在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個配重桿,改變的是機(jī)翼的固有頻率,故選項D正確.
5.CD 【解析】 由圖可知,單擺的固有頻率為0.5 Hz,則單擺的固有周期為T==2 s,A錯誤.根據(jù)單擺周期方程T=
2π,可得L==1 m,B錯誤.根據(jù)T=2π,若擺長減小,單擺的固有周期減小,故固有頻率增大,C正確;若擺長增大,固有周期變大,固有頻率減小,共振曲線的峰將向左移動,D正確.
6.AC 【解析】 調(diào)整圓盤位置可改變擺
10、長,從而達(dá)到調(diào)整周期的作用.若擺鐘變快,是因為周期變小,應(yīng)增大擺長即下移圓盤,由冬季變?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)增加擺長.綜上所述,選項A、C正確.
7.(1)18.6 (2)abe 【解析】 (1)由題圖主尺讀數(shù)18 mm,游標(biāo)尺的第6條刻度線與主尺刻度線對齊,讀數(shù)應(yīng)為0.6 mm,小鋼球直徑D=18 mm+0.6 mm=18.6 mm (2)根據(jù)實驗要求,擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的,并且盡可能長一些,a正確;為了減小空氣阻力的影響,應(yīng)盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的擺球,b正確;為了使單擺的運動為簡諧運動,要求擺角不大于5度,為了減小測量的誤差,應(yīng)使擺球振動穩(wěn)定后,從平衡位置開始計時,e正確.
8.2∶3 9∶2 【解析】 由圖可知,A振子的周期為0.4 s,B振子的周期為0.6 s,故周期之比為TA∶TB=2∶3;加速度最大時,有mAaA∶mBaB=10kA∶5kB,最大加速度之比aA∶aB=9∶2.
9.等于 【解析】 受迫振動時,各擺的振動周期都等于a擺的振動周期;a擺的振動周期為T=2t0,根據(jù)T=2π,得出l==.
10.0.56 m 【解析】 由圖線可知,沙擺的周期為:T=× s=1.5 s,根據(jù)T=
2π,可得:L== m=0.56 m.