2017-2018学年高中物理教科版选修3-4课时跟踪检测（二）　单　摆含解析

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1、课时跟踪检测(二)　单　摆1．要增加单摆在单位时间内的摆动次数，可采取的方法是(　　)A．增大摆球的质量　　　B．缩短摆长C．减小摆动的角度D.升高气温2.如图1所示是一个单摆(α<5°)，其周期为T，则下列说法正确的是(　　)图1A．把摆球质量增加一倍，则周期变小B．把偏角α变小时，周期也变小C．摆球由O→B→O，运动的时间为TD．摆球由O→B→O，运动的时间为3.如图2所示，置于地面上的一单摆在小振幅条件下摆动的周期为T0，下列说法中正确的是(　　)图2A．单摆摆动过程，绳子的拉力始终大于摆球的重力B．单摆摆动过程，绳子的拉力始终小

2、于摆球的重力C．将该单摆置于高空中相对于地球静止的气球中，其摆动周期为T>T0D．小球所受重力和绳的拉力的合力提供单摆做简谐运动的回复力4．一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的。在地球上走得很准的摆钟搬到此行星上后，此摆钟分针转动一整圈所经历的时间实际上是(　　)A.hB.hC．2hD.4h5.如图3所示，三根细线于O点处打结，A、B端固定在同一水平面上相距为L4的两点上，使AOB成直角三角形，∠BAO＝30°，已知OC线长是L，下端C点系着一个小球。小球半径忽略不计，下面说法中正确的是(　　)图3A．让小球在

3、纸面内小角度摆动，周期T＝2πB．让小球在垂直纸面方向小角度摆动，其周期T＝2πC．让小球在纸面内小角度摆动，周期T＝2πD．让小球在垂直纸面内小角度摆动，周期为T＝2π6.如图4所示，MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球A放在MN的圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的M处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有(　　)图4A．A球先到达C点B．B球先到达C点C．两球同时到达C点D．无法确定哪一个球先到达C点7.一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2kg，在拉力F作用下，由静止开始沿竖直方向向上运动。一个装有水平指针的振

4、动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了如图5所示的曲线，图中OA＝1cm，OB＝4cm，OC＝9cm，求外力F的大小。(g取10m/s2)图548．若在某山峰峰顶利用单摆来确定山峰的高度，已知该单摆在海平面处的周期是T0。在峰顶时，测得该单摆周期为T。试求山峰峰顶离海平面的高度h。(地球可看做质量均匀分布的半径为R的球体；结果用T、T0、R表示)答案1．选B　由单摆的周期公式T＝2π，可知周期只与l、g有关，而与质量、摆动的幅度无关。当l增大时，周期增大，频率减小；g增大时，周期减小，频率增大，B正确。2．选D　由T＝2π可知，单

5、摆的周期T与质量无关，A项错误；偏角α变小，振幅变小，但单摆的周期T与振幅无关，B项错误；O→B→O→C→O为一次全振动，运动时间等于T，C项错误；由O→B→O仅完成了半个全振动，运动时间等于，D正确。3．选C　摆球在最高点，绳子拉力小于摆球重力，在最低点，绳子拉力大于摆球的重力，A、B错；高空中的重力加速度g变小，由T＝2π知，T>T0，C对；单摆的回复力由摆球重力沿圆弧切线方向的分力提供，D错。4．选C　万有引力是地球表面的4，则该星球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，由T＝2π可知，＝＝2，即t0＝2t，故分针转一圈所经历的

6、时间实际为2小时。5．选A　让小球在纸面内小角度摆动，单摆以O点为悬点，摆长为L，周期为T＝2π，让小球在垂直纸面内小角度摆动，摆球以OC的延长线与AB交点为悬点，摆长为L＋cos30°＝L＋L，周期为T′＝2π，选项A正确。6．选A　A做自由落体运动，到C点所需时间tA＝，R为圆弧轨道的半径。因为圆弧轨道的半径R很大，B球离最低点C又很近，所以B球在轨道给它的支持力和重力的作用下沿圆弧做简谐运动(等同于摆长为R的单摆)，则运动到最低点C所用的时间是单摆振动周期的，即tB＝＝＞tA，所以A球先到达C点。7．解析：由题可知，f＝5Hz，T

7、＝0.2s，而tOA＝tAB＝tBC＝T/2。又因为xBA－xAO＝xCB－xBA＝恒量＝Δx，竖直方向为匀加速直线运动。根据Δx＝at2，所以a＝Δx/t2＝2m/s2由牛顿第二定律得F＝ma＋mg＝24N。答案：24N8．解析：设单摆的摆长为l，地球的质量为M，则由万有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分别为：g＝G，gh＝G由单摆的周期公式可知T0＝2π，T＝2π由以上各式可求得h＝(－1)R。答案：(－1)R4