2020年高中物理 第一章 機(jī)械振動(dòng)1.4-1.5 探究單擺的振動(dòng)周期 用單擺測(cè)定重力加速度練習(xí)（含解析）教科版選修3-4

《2020年高中物理 第一章 機(jī)械振動(dòng)1.4-1.5 探究單擺的振動(dòng)周期 用單擺測(cè)定重力加速度練習(xí)（含解析）教科版選修3-4》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高中物理 第一章 機(jī)械振動(dòng)1.4-1.5 探究單擺的振動(dòng)周期 用單擺測(cè)定重力加速度練習(xí)（含解析）教科版選修3-4（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、探究單擺的振動(dòng)周期 用單擺測(cè)定重力加速度基礎(chǔ)夯實(shí)1.如圖所示的裝置,可視為單擺的是()答案A2.下列有關(guān)單擺運(yùn)動(dòng)過程中的受力說法,正確的是()A.單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是重力和擺線拉力的合力B.單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的一個(gè)分力C.單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)合力為零D.單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是擺線拉力的一個(gè)分力答案B解析單擺運(yùn)動(dòng)是在一段圓弧上運(yùn)動(dòng),因此單擺運(yùn)動(dòng)過程不僅有回復(fù)力,而且有向心力,即單擺運(yùn)動(dòng)的合外力不僅要提供回復(fù)力,而且要提供向心力,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的一個(gè)分力,而不是擺線拉力的分力,故選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤;單擺經(jīng)過平衡位置時(shí),回復(fù)力為零,向心力最大,故其合外力不為

2、零,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。3.(多選)下列說法正確的是()A.單擺的等時(shí)性是由惠更斯首先發(fā)現(xiàn)的B.單擺的等時(shí)性是由伽利略首先發(fā)現(xiàn)的C.惠更斯首先將單擺的等時(shí)性用于計(jì)時(shí)D.伽利略首先發(fā)現(xiàn)了單擺的等時(shí)性,并把它用于計(jì)時(shí)答案BC解析首先發(fā)現(xiàn)單擺等時(shí)性的是伽利略,首先將單擺的等時(shí)性用于計(jì)時(shí)的是惠更斯。4.(多選)下列情況下會(huì)使單擺的周期變大的是()A.將擺的振幅減為原來的一半B.將擺從高山上移到平地上C.將擺從北極移到赤道D.用一個(gè)裝滿沙子的漏斗(漏斗質(zhì)量很小)和一根較長(zhǎng)的細(xì)線做成一個(gè)單擺,擺動(dòng)中沙慢慢從漏斗中漏出答案CD解析將擺從北極移到赤道,g變小,由T=2知T變大;漏斗漏沙后擺長(zhǎng)變長(zhǎng),故T變大。5.將

3、秒擺的周期變?yōu)? s,下面哪些措施是正確的()A.只將擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼腂.只將振幅變?yōu)樵瓉淼?倍C.只將擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉淼?倍D.只將擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉淼?6倍答案C解析單擺的周期與擺球的質(zhì)量和振幅均無(wú)關(guān),A、B均錯(cuò);對(duì)秒擺,T0=2=2 s,對(duì)周期為4 s的單擺,T=2=4 s,故l=4l0,故C對(duì),D錯(cuò)。6.兩個(gè)相同的單擺靜止于平衡位置,使擺球分別以水平初速v1、v2(v1v2)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng),它們的頻率與振幅分別為f1、f2和A1、A2,則()A.f1f2和A1=A2B.f1A2D.f1=f2和A1A2,C對(duì)。7.擺長(zhǎng)為l的單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),若從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)(取作t=0),當(dāng)振動(dòng)至t=

4、時(shí),擺球具有負(fù)向最大速度,則單擺的振動(dòng)圖象是圖中的()答案C解析從t=0時(shí)經(jīng)過t=T,擺球具有負(fù)向最大速度,說明擺球在平衡位置,在給出的四個(gè)圖象中,經(jīng)過T具有最大速度的有B、C兩圖,而具有負(fù)向最大速度的只有C。8.要使單擺的振動(dòng)頻率加大,可采用下列哪些做法()A.使擺球的質(zhì)量減小B.使單擺的擺線變長(zhǎng)C.將單擺從赤道移到北極D.將單擺從平原移到高山上答案C解析由f=知,要使f加大,則應(yīng)使g加大或l減小,可知只有C正確。9.在一個(gè)單擺裝置中,擺動(dòng)物體是個(gè)裝滿水的空心小球,球的正下方有一小孔,當(dāng)擺開始以小角度擺動(dòng)時(shí),讓水從球中連續(xù)流出,直到流完為止,則此單擺的周期將()A.逐漸增大B.逐漸減小C.先

5、增大后減小D.先減小后增大答案C解析單擺小角度擺動(dòng),做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為T=2,式中l(wèi)為擺長(zhǎng),其值為懸點(diǎn)到擺動(dòng)物體重心之間的距離,當(dāng)小球裝滿水時(shí),重心在球心,水流完后,重心也在球心,但水剛流出過程中重心要降低,因此,在水整個(gè)流出過程中,重心位置先下降后上升,即擺長(zhǎng)l先增大后減小,所以擺動(dòng)周期將先增大后減小。10.(多選)圖中兩單擺擺長(zhǎng)相同,平衡時(shí)兩擺球剛好接觸,現(xiàn)將擺球A在兩擺球所在平面內(nèi)向左拉開一小角度后釋放,碰撞后,兩擺球分開,各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量,則()A.如果mAmB,下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B.如果mAT2C.T1T2D.無(wú)法確定答案B解析處于加速

6、上升的升降機(jī)中的單擺的周期T2=2,升降機(jī)靜止時(shí)的周期T1=2,T2=T1,故B選項(xiàng)正確。15.某同學(xué)在做“利用單擺測(cè)重力加速度”實(shí)驗(yàn)中,先測(cè)得擺線長(zhǎng)101.00 cm,擺球直徑為2.00 cm,然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間為101.5 s。則:(1)他測(cè)得的重力加速度g=m/s2。(2)他測(cè)得的g值偏小,可能的原因是。A.測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過緊B.擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增加了C.開始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過遲按下D.實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)次數(shù)記為50次答案(1)9.76(2)B解析(1)由題可知實(shí)驗(yàn)中所用單擺的擺長(zhǎng)為l=101.00 cm+ cm=102.00

7、 cm,單擺的振動(dòng)周期T= s=2.03 s,由單擺的周期公式T=2,得g= m/s29.76 m/s2。(2)從g=可知,用單擺測(cè)重力加速度時(shí)給實(shí)驗(yàn)帶來誤差的兩個(gè)步驟是單擺擺長(zhǎng)的測(cè)定和單擺周期的測(cè)定,測(cè)得的g值偏小,分析可能的原因時(shí)應(yīng)該從這兩方面去考慮:測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過緊會(huì)使擺長(zhǎng)變長(zhǎng),測(cè)量結(jié)果偏大,因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤;擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增加了,這就是說實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的擺長(zhǎng)比實(shí)驗(yàn)開始測(cè)量的擺長(zhǎng)要長(zhǎng),而在處理數(shù)據(jù)時(shí)采用的是實(shí)驗(yàn)開始測(cè)量的擺長(zhǎng),因此測(cè)量結(jié)果會(huì)偏小,因此選項(xiàng)B正確;開始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過遲按下,這樣使得測(cè)量周期偏小,測(cè)出的g將偏大,因此選項(xiàng)C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中誤將

8、49次全振動(dòng)次數(shù)記為50次,同樣使得測(cè)量周期偏小,測(cè)出的g將偏大,因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。16.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,由單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式得到g=42,只要測(cè)出多組單擺的擺長(zhǎng)l和運(yùn)動(dòng)周期T。作出T2-l圖象,就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。理論上T2-l圖象是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖象如圖所示。(1)造成圖象不過原點(diǎn)的原因是;(2)由圖象求出的重力加速度g=m/s2。答案(1)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)漏測(cè)球的半徑r(2)9.87解析(1)據(jù)T2=l=kl和題圖所示圖線的特點(diǎn)可知,擺長(zhǎng)中少計(jì)了1 cm,即測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)漏測(cè)球的半徑r。(2)g=42=42=42 m/s2=9.87 m/s2。17.下圖為演示沙擺振動(dòng)圖象的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。沙擺的擺動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。若手拉木板的速率為0.2 m/s,由刻度尺上讀出圖線的尺寸,計(jì)算這個(gè)沙擺的擺長(zhǎng)。(圖中單位為cm)答案0.56 m解析由題圖可知沙擺擺動(dòng)周期即為木板移動(dòng)30 cm所需的時(shí)間,即T= s=1.5 s,由T=2,得l0.56 m。- 6 -