(浙江专版)2018年高中物理 第11章 机械振动 课时跟踪检测(四)单摆 新人教版选修3-4

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1、课时跟踪检测(四)单摆一、单项选择题1.单摆振动的回复力是(  )A.摆球所受的重力B.摆球重力在垂直悬线方向上的分力C.悬线对摆球的拉力D.摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力解析:选B 摆球振动的回复力是其重力沿圆弧轨迹切向方向的分力,即摆球重力在垂直悬线方向上的分力,B正确。2.用空心铁球内部装满水做摆球,若球正下方有一小孔,水不断从孔中流出,从球内装满水到水流完为止的过程中,其振动周期的大小是(  )A.不变B.变大C.先变大后变小再回到原值D.先变小后变大再回到原值解析:选C 单摆的周期与摆球的质量无关,但当水从空心铁球中向外流出时,等效摆长是先变长后变短再回到原

2、长,因而周期先变大后变小再回到原值,故选项C正确。3.如图所示,光滑轨道的半径为2m,C点为圆心正下方的点,A、B两点与C点相距分别为6cm与2cm,a、b两小球分别从A、B两点由静止同时放开,则两小球相碰的位置是(  )A.C点B.C点右侧C.C点左侧D.不能确定解析:选A 由于轨道半径远远地大于运动的弧长,小球都做简谐运动,类似于单摆。因此周期只与轨道半径有关,与运动的弧长无关,所以A、B两球到达平衡位置C的时间相同,故选项A正确。4.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.升高气温解析:选B 由单摆

3、的周期公式T=2π,可知周期只与l、g有关,而与摆球质量、摆动的角度无关。当l减小时,周期减小,频率增大,所以选B。5.对于做简谐运动的单摆,下列说法中正确的是(  )A.在位移为正的区间,速度和加速度都一定为负B.当位移逐渐增大时,回复力逐渐增大,振动的能量也逐渐增大C.摆球经过平衡位置时,速度最大,势能最小,摆线所受拉力最大D.摆球在最大位移处时,速度为零,处于平衡状态解析:选C 在位移为正的区间,回复力F=-kx为负,加速度为负,但速度可正可负,选项A错误;当位移逐渐增大时,回复力逐渐增大,振动的能量不变,选项B错误;平衡位置为摆球最低位置,摆球经过平衡位置时,速度

4、最大,势能最小,由FT-mg=m知,在平衡位置摆线所受拉力最大,选项C正确;摆球在最大位移处,速度为零,但加速度不为零,并不处于平衡状态,选项D错误。6.已知单摆a完成10次全振动的时间内,单摆b完成6次全振动,两摆长之差为1.6m,则两单摆长la与lb分别为(  )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解析:选B 设两个单摆的周期分别为Ta和Tb。由题意,10Ta=6Tb得Ta∶Tb=3∶5。根据单摆周期公式T=2π,可知l=,由此得la∶lb=Ta2∶Tb2=9∶25,则

5、la=×1.6m=0.9m,lb=×1.6m=2.5m。故B正确。二、多项选择题7.如图所示为在同一地点的A、B两个单摆做简谐运动的图象,其中实线表示A的运动图象,虚线表示B的运动图象。关于这两个单摆的以下判断中正确的是(  )A.这两个单摆的摆球质量一定相等B.这两个单摆的摆长一定不同C.这两个单摆的最大摆角一定相同D.这两个单摆的振幅一定相同解析:选BD 从题中图象可知:两单摆的振幅相等,周期不相等,所以两单摆的摆长和最大摆角一定不同,故B、D对,C错;单摆的周期与质量无关,故A错。8.单摆原来的周期为T,下列哪种情况会使单摆周期发生变化(  )A.摆长减为原来的B.

6、摆球的质量减为原来的C.振幅减为原来的D.重力加速度减为原来的解析:选AD 由单摆周期公式可知周期仅与摆长、重力加速度有关。故A、D正确。9.如图所示为甲、乙两单摆的振动图象,则(  )A.若甲、乙两单摆在同一地点摆动,则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=2∶1B.若甲、乙两单摆在同一地点摆动,则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=4∶1C.若甲、乙两单摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则甲、乙两摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙=4∶1D.若甲、乙两单摆摆长相同,且在不同的星球上摆动,则甲、乙两摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙=1∶4解析:选BD 由图象可知T甲∶T

7、乙=2∶1,若两单摆在同一地点,则两摆长之比为l甲∶l乙=4∶1;若两单摆摆长相等,则所在星球的重力加速度之比为g甲∶g乙=1∶4。故B、D正确。三、非选择题10.某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:(1)用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为________cm。(2)小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是________。(填选项前的字母)A.把单摆从平衡位置拉开30°的偏角,并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为C.用悬线的长度加摆球的直径作

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