（江蘇專版）2019年高考物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)五十三 實(shí)驗(yàn)十一 單擺的周期與擺長的關(guān)系.doc

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課時(shí)作業(yè) 五十三 實(shí)驗(yàn)十一：單擺的周期與擺長的關(guān)系 受迫振動(dòng)和共振 (限時(shí)：45分鐘) (班級(jí)________　姓名________) 1．關(guān)于單擺擺球在運(yùn)動(dòng)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(shí)，向心力為零；回復(fù)力為零時(shí)，向心力最大 C．?dāng)[球的回復(fù)力最大時(shí)，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(shí)，擺球的加速度方向沿?cái)[球的運(yùn)動(dòng)方向 2．某同學(xué)做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，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?shí)際值．造成這一情況的可能原因是(　　) A．測量擺長時(shí)，把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)成了擺長 B．測量周期時(shí)，當(dāng)擺球通過平衡位置時(shí)啟動(dòng)秒表，記為第0次，此后擺球第30次通過平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，讀出經(jīng)歷的時(shí)間為t，并由計(jì)算式T＝求得周期 C．開始擺動(dòng)時(shí)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(shí)驗(yàn)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(dòng)周期T.對(duì)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是直線關(guān)系，在理論上，l′T2直線的斜率與 lT2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 lT2直線的斜率不同 4．在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)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(gè)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(gè)單擺做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系)如圖所示，則(　　) 第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(dòng) 6．(多選)惠更斯利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器，叫擺鐘．?dāng)[鐘運(yùn)行時(shí)克服摩擦所需的能量由重錘勢能提供，運(yùn)動(dòng)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?cái)[桿上下移動(dòng)，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(shí)需要調(diào)整圓盤位置 B．?dāng)[鐘快了應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移 C．由冬季變?yōu)橄募緯r(shí)應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移 D．把擺鐘從廣州移到北京應(yīng)使圓盤沿?cái)[桿上移 7．根據(jù)單擺周期公式T＝2π，可以通過實(shí)驗(yàn)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(tái)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(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回到開始位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)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(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間Δt，則單擺周期T＝Δt/50 8．如圖所示為水平放置的兩個(gè)彈簧振子A和B的振動(dòng)圖象，已知兩個(gè)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(gè)擺．當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺也振動(dòng)起來，此時(shí)b擺的振動(dòng)周期________(選填“大于”、“等于”或“小于”)d擺的周期．圖乙是a擺的振動(dòng)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(dòng)圖象的實(shí)驗(yàn)裝置在木板上留下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果．沙擺的運(yùn)動(dòng)可看作是簡諧運(yùn)動(dòng)．若手用力F向外拉木板做勻速運(yùn)動(dòng)，速度大小是0.20 m/s.圖乙是某次實(shí)驗(yàn)得到的木板的長度為0.60 m范圍內(nèi)的振動(dòng)圖象，求這次實(shí)驗(yàn)所用的沙擺的擺長．(答案保留2位有效數(shù)字，計(jì)算時(shí)可以取π2＝g) 　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙 第10題圖 課時(shí)作業(yè)(五十三)　實(shí)驗(yàn)十一： 單擺的周期與擺長的關(guān)系 受迫振動(dòng)和共振 1．B　【解析】　擺球只受重力和拉力作用A錯(cuò)誤；根據(jù)回復(fù)力和向心力的含義可判斷B正確，C、D錯(cuò)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(huì)使l偏小，g值偏小，A錯(cuò)；擺球第30次通過平衡位置時(shí)，實(shí)際上共完成了15次全振動(dòng)，周期T＝，誤認(rèn)為30次全振動(dòng)，會(huì)使T變小，引起g值明顯偏大，B對(duì)；單擺周期與振幅和擺球質(zhì)量無關(guān)，CD錯(cuò)誤． 3．BC　【解析】　設(shè)擺球的重心到線與球結(jié)點(diǎn)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，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(dòng)得厲害是因?yàn)榘l(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(dòng)力的頻率差距增大，在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿，改變的是機(jī)翼的固有頻率，故選項(xiàng)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(cuò)誤．根據(jù)單擺周期方程T＝ 2π，可得L＝＝1 m，B錯(cuò)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(dòng)，D正確． 6．AC　【解析】　調(diào)整圓盤位置可改變擺長，從而達(dá)到調(diào)整周期的作用．若擺鐘變快，是因?yàn)橹芷谧冃。瑧?yīng)增大擺長即下移圓盤，由冬季變?yōu)橄募荆瑪[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(xiàng)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(yùn)動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)，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(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開始計(jì)時(shí)，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(shí)，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(dòng)時(shí)，各擺的振動(dòng)周期都等于a擺的振動(dòng)周期；a擺的振動(dòng)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.