高中物理 第一章 机械振动 1.3 探究摆钟的物理原理 1.4 探究单摆振动的周期每课一练 沪科版选修3-4

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1、1.3探究摆钟的物理原理1.4探究单摆振动的周期[基础题]1．当单摆的摆球摆到最大位移处时，摆球所受的(　　)A．合外力为零B．回复力为零C．向心力为零D．摆线中张力为零答案　C解析　当摆球摆到最大位移处时，回复力最大，不为零，合外力不为零，所以选项A、B均错；由向心力公式F＝可知，摆球在最大位移处时，速度为零，向心力也为零，此时摆线中的张力等于重力沿摆线方向上的分力，所以选项C对，D错．2．将秒摆(周期为2s)的周期变为1s，下列措施可行的是(　　)A．将摆球的质量减半B．将振幅减半C．将摆长减半D．将摆长减为原来的答案　D解析　由单摆周期公式

2、T＝2π可以看出，要使周期减半，摆长应减为原来的.3．如图1所示，在两根等长的细线下悬挂一个小球(体积可忽略)组成了所谓的双线摆，若摆线长为l，两线与天花板的左右两侧夹角均为α，当小球垂直纸面方向做简谐运动时，周期为(　　)图1A．2πB．2πC．2πD．2π答案　D解析　这是一个变形的单摆，可以用单摆的周期公式T＝2π计算，但注意此处的l与题中的绳长不同，公式中的l是指质点到悬点(等效悬点)的距离，即做圆周运动的半径．此题中单摆的等效摆长为lsinα，代入周期公式，可得T＝2π，故选D.4．利用单摆测重力加速度时，若测得g值偏大，则可能是因为(

3、　　)A．单摆的摆球质量偏大B．测量摆长时，只考虑了悬线长，忽略了小球的半径C．测量周期时，把n次全振动误认为是(n＋1)次全振动D．测量周期时，把n次全振动误认为是(n－1)次全振动答案　C解析　由单摆周期公式知T＝2π，得g＝，而T＝，所以g＝，由此可知C正确．5．人在平直路面上匀速行走时，关于两臂和两腿的摆动，下列说法中正确的是(　　)A．左臂和右臂的摆动始终是反相的B．左臂和左腿的摆动始终是反相的C．左臂和右腿的摆动始终是反相的D．左臂和右臂的摆动始终是同相的答案　AB[能力题]6．如图2所示为甲、乙两单摆的振动图像，则(　　)图2A．若

4、甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比为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为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、乙两单摆所在星球的重力加速度之比为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、乙两单摆所在星球的重力加速度之比为g甲∶g乙＝1∶4答案　BD解析　由题图可知T甲∶T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，故B正确，A错误；若两摆长相等，则所在星球的重力加速度之比为g甲∶g乙＝1∶4，故D正

5、确，C错误．7．一个单摆的摆球偏离到最大位置时，正好遇到空中竖直下落的雨滴，雨滴均匀附着在摆球的表面，下列说法正确的是(　　)A．摆球经过平衡位置时速度要增大，周期也增大，振幅也增大B．摆球经过平衡位置时速度没有变化，周期减小，振幅也减小C．摆球经过平衡位置时速度没有变化，周期也不变，振幅要增大D．摆球经过平衡位置时速度要增大，周期不变，振幅要增大答案　D解析　在最大位移处，雨滴落到摆球上，质量增大，同时摆球获得初速度，故振幅增大，但摆球质量不影响周期，周期不变．选项D正确．8．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

6、摆球的直径，测量结果如图3所示，则该摆球的直径为________cm.图3(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°的摆角，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为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小答案　(1)0.97　(2)C解析　(1)游标卡尺读数＝主尺读数＋游标尺读数＝0.9cm＋7×0.01cm＝0.97cm(2)要使摆球做简谐运动，

7、摆角应小于5°，应选择密度较大的摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度值误差较小，故A、D错；摆球通过最低点100次，完成50次全振动，周期是，B错；摆长应是l＋，若用悬线的长度加直径，则测出的重力加速度值偏大．[探究与拓展题]9．(2014·江苏单科·12B(2))在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．答案　①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应

8、测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时)