2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第一章第四节探究单摆的振动周期 Word版含解析.doc

2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第一章第四节探究单摆的振动周期 Word版含解析基础过关1.单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是( )A.摆线质量不计 B.摆线长度不伸缩C.摆球的直径比摆线长度短得多 D.只要是单摆的运动就是一种简谐运动解析：单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩，A、B、C正确，但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在摆角很小(10)的情况下才能视单摆运动为简谐运动.答案：ABC2.关于单摆的回复力，下述说法中正确的是( )A.是小球受到的重力 B.是小球受到细线对它的拉力C.是重力和拉力的合力 D.是重力沿切线方向的分力解析：这是一道回复力来源的分析题.必须明确，回复力是以效果命名的力，它的作用就是产生单摆在做简谐振动过程中的切向加速度.重力mg方向竖直向下，在切向有分量，但沿绳的方向也有分量，因此它的作用不仅仅是充当回复力，故说“回复力是重力”是错误的.FT与切线垂直，沿切向无分量，故B项也是错的.对于C项，FT与mg的合力不仅仅产生切向加速度，因小球的运动是圆周运动的一部分，还需要向心加速度，因此说“合力是回复力”错了.回复力是重力沿切线方向的分力.图1-4-3答案：D3.一个壁厚均匀的空心球壳用一根长线把它悬挂起来，先让空腔中充满水，然后让水从球底部的小孔慢慢地流出来，如果让球摆动，那么在水流出过程中振动周期的变化情况是( )A.变大 B.变小C.先变大后变小 D.先变小后变大解析：流水前球(和水)的重心位于球心处，在水流出的过程中，球的重心不断下降，水流完后，球的重心又回到了球心即摆长l先变大后变小，所以周期先变大后变小.答案：C4.一单摆摆长为L，在悬点的正下方有一细钉可挡住摆线的运动，钉与悬点间的距离为l，(摆线在左右的最大偏角均小于5)则此摆的周期是( )A. B. C. D.解析：此摆可看作是摆长分别为L和L-l的单摆的合成，在一次全振动中，各占半个周期.答案：D5.一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1/4.在地球走得很准的摆钟搬到此行星后，此钟的分针走一整圈所经历的时间是( )A.1/4 h B.1/2 h C.2 h D.4 h解析：由题知g星=g地，由T=知，摆钟搬列行星上后其周期变为地面上周期的2倍，因而此分针走一圈所经历的时间为2 h.答案：C6.细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方12摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图1-4-4所示.现将单摆向左拉开一个小角度，然后无初速度地释放，对于以后的运动，下列说法中正确的是( )图1-4-4A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B.摆球在左、右两侧上升的最大高度一样C.摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D.摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍解析：根据单摆做简谐运动的周期公式T=知，T与成正比，摆长减小，周期变小，故A正确；摆球在摆动过程中，空气阻力很小可忽略，悬线拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球在左、右两侧上升的最高高度一样，故B项正确；假若无钉子时摆球摆至右侧最高点B，与初位置对称，有钉子摆球摆至右侧最高点C.B、C在同一水平线上，由答图1-4-5所示几何关系知2=2,221，故D项错，摆球在平衡位置左侧走过的最大弧长大于在右侧走过的最大弧长，C项错，正确的答案为AB.图1-4-5答案：AB7.有一单摆，其摆长l=1.02m，摆球的质量m=0.10kg，已知单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t=60.8s，试求：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？解析：(1)当单摆做简谐运动时，其周期公式T=,由此可得g=42l/T2，只要求出T值代入即可.T=s=2.027 s，g=42l/T2=(43.1421.02)/2.0272 m/s2=9.79 m/s2.(2)秒摆的周期是2 s，设其摆长为l0，由于在同一地点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有：,故有：m=0.993 m.其摆长要缩短l=l-l0=1.02 m-0.993 m=0.027 m.综合运用8.有人利用安装在气球载人舱内的单摆来研究气球的高度.已知该单摆在海平面处的周期是T0.当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T，求该气球此时离海平面的高度h，把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体.解析：根据单摆周期公式T0= T= 根据万有引力公式g0= g= 由得:h=(-1)R答案：(-1)R9.如图1-4-6所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，R.甲球从弧形槽的球心处自由落下，乙球从A点由静止释放，求两球第1次到达C点的时间之比.图1-4-6解析：甲球做自由落体运动R=gt21,t1=乙球沿圆弧做简谐运动(由于R,5),此振动与一个摆长为R的单摆振动模型相同，故此等效摆长为R，因此第1次到达C处的时间为t2=t1t2=.答案：10.如图1-4-7所示，质量相等的两个弹性小球分别挂在l1=1 m,l2=0.25 m的细绳上，两球重心等高，现将B球偏一个较小的角度后放开，从B开始振动后计算，经4 s两球碰撞的次数为多少？(提示：两球碰撞交换速度)图1-4-7解析：由T=得T1=2 s，T2=1 s，经第一次碰撞，碰后B静止，A再运动，经第二次两球相碰，碰后A静止，B再运动，经B再与A碰，不断进行下去，经分析知共碰撞5次.答案：5次附送：2019-2020年物理粤教版选修3-4课后集训：第三章第一节电磁振荡 Word版含解析基础过关1.在LC回路产生电磁振荡的过程中,下列说法正确的是( )A.电容器放电完毕时刻,回路中磁场能最小 B.回路中电流值最大时刻,回路中磁场能最大C.电容器极板上电荷最多时,电场能最大 D.回路中电流值最小时刻,电场能最小答案：BC2.电磁振荡与机械振动相比( )A.变化规律不同,本质不同 B.变化规律相同,本质相同C.变化规律不同,本质相同 D.变化规律相同,本质不同答案：D3.在LC振荡电路中,当振荡电流为零时,下列说法正确的是( )A.充电完毕 B.电场能开始向磁场能转化C.穿过线圈的磁通量变化率最小 D.线圈中产生的自感电动势最小答案：AB4.把一根软铁棒插入LC振荡电路的空心线圈中，其他条件保持不变，则回路的( )A.固有频率变高 B.固有周期变大C.磁场能增加 D.振荡电压增加答案：B综合运用5.在LC振荡电路中,若某个时刻电容器的极板上的电荷量正在增加,则( )A.电路中的电流正在增加 B.电路中的电场能正在增加C.电路中的电流正在减小 D.电路中的电场能正在向磁场能转化解析：电荷量增加,电容器充电,电场能增加,磁场能减小,电流减小.答案：BC6.使一LC振荡回路中电容器的带电荷量最大值增大一倍,其他条件保持不变,则回路的( )A.固有振荡周期增大一倍 B.振荡电压最大值提高一倍C.固有振荡周期不变 D.固有频率减小为一半解析：由T=和f=可判定,Q增加时,T、f均不变；由U=，电容C不变，Q增加一倍，则电势差U增加一倍.答案：BC7.LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图3-1-3所示,则下列说法正确的是( )图3-1-3A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电,则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大解析：由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向,由于题目中未标明电容器两极板带电情况,可分两种情况讨论.(1)若该时刻电容器上极板带正电,则可知电容器处于放电阶段,电流增大,则C对A错;(2)若该时刻电容器下极板带正电,可知电容器处于充电状态,电流在减小,则B对,由楞次定律可判定D对.答案：BCD8.在LC振荡电路中某时刻电容器两极板间的电场线方向和穿过线圈的磁感线方向如图3-1-4所示,这时有( )图3-1-4A.电容器正在放电 B.电路中电流强度在减小C.电场能正在转化为磁场能 D.线圈中产生的自感电动势在减小解析：根据电场方向可知上极板带正电,又由磁场方向,根据安培定则可判断,电流方向为顺时针(大回路),所以正在给电容器充电,因此,电流强度逐渐减小,磁场能转化为电场能,由于电流按正弦规律变化,变化率在增大,据法拉第电磁感应定律,知自感电动势正在增大.答案：B9.LC回路中电容器两极板间的电压U随时间t变化的关系如图3-1-5所示,则( )图3-1-5A.在时刻t1电路中的电流最大 B.在时刻t2电路中的磁场能最大C.从时刻t2至t3,电路的电场能不断增大 D.从时刻t3至t4电容器带电荷量不断增大解析：电压随时间变化的图象,完全与电荷量随时间变化的图象一致,电压最高时,电容器极板上的电荷量最大.答案：BC10.要使LC振荡电路的周期变大,可用的方法是( )A.增大电容器初始带电荷量 B.线圈中插铁芯C.增大电容器两极板正对面积 D.增大平行板电容器两极板间距离解析：由周期公式T=可知,T与q无关;插入铁芯,L变大,T变大,由C=知,S增大,T增大,而d增大,T减小.答案：BC综合运用11.一个电容为C的电容器,充电至电压等于U以后,与电源断开并通过一个自感系数为L的线圈放电,从开始放电到第一次放电完毕的过程中( )A.振荡电流一直在不断增大 B.振荡电流先增大、后减小C.通过电路的平均电流等于 D.磁场能一直在不断增大解析：题目中描述的过程为电容器的放电过程,电流和磁场能一直增大至放电结束,A、D选项正确,B选项错;电容器最大贮存电荷量Q=CU,放电时间t=,故平均电流i=,故C选项对.答案：ACD12.如图3-1-6所示,线圈的自感系数为3 H,在线圈的中间有抽头2，电容器的电容可在300 pF150 pF之间变化,S为转换开关.求此回路的最大周期和最大频率.图3-1-6解析：根据T=得Tmax=s=1.8810-7s根据f=得fmax=.答案：Tmax=1.8810-7s,Fmax=1.06107 Hz13.在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值.现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，以T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“”表示的点，如图3-1-7所示.（1）T、L、C的关系为_.（2）根据图中给出的数据点做出T2与C的关系图线.图3-1-7解析：本题主要考查两点：一是考查考生能否根据正确的作图规则画出T2-C图象（图象应尽量通过或靠近比较多的数据点，不通过图象的数据点应尽