课时作业9-11.4 单 摆

4 单单 摆摆 一 选择题 1 多选 关于单摆运动 下列说法正确的是 A 单摆的回复力是摆线的拉力与重力的合力 B 单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力 C 单摆的周期与摆球质量无关 与振幅无关 与摆长和当地的重力加速度有关 D 单摆做简谐运动的条件是摆角应小于 5 2 多选 下列说法正确的是 A 单摆的等时性是惠更斯首先发现的 B 单摆的等时性是伽利略首先发现的 C 惠更斯首先将单摆的等时性用于计时 D 伽利略首先发现了单摆的等时性 并把它用于计时 3 多选 某单摆由 1 m 长的摆线连接一个直径为 2 cm 的铁球组成 关于单摆周期的下列说 法正确的是 A 用等大的铜球替代铁球 单摆的周期不变 B 用大球替代小球 单摆的周期不变 C 摆角从 5 改为 3 单摆的周期会变小 D 将单摆从赤道移到北极 单摆的周期会变小 4 如图 1 所示 MN 为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分 把小球 A 放在 MN 的圆心处 再把另一小球 B 放在 MN 上离最低点 C 很近的 M 处 今使两球同时自由释放 则在不计空 气阻力时有 图 1 A A 球先到达 C 点 B B 球先到达 C 点 C 两球同时到达 C 点 D 无法确定哪一个球先到达 C 点 5 多选 图 2 中两单摆摆长相同 平衡时两摆球刚好接触 现将摆球 A 在两摆球所在平面内 向左拉开一小角度后释放 碰撞后 两摆球分开 各自做简谐运动 以 mA mB分别表示摆 球 A B 的质量 则 图 2 A 如果 mA mB 下一次碰撞将发生在平衡位置右侧 B 如果 mA mB 下一次碰撞将发生在平衡位置左侧 C 无论两摆球的质量之比是多少 下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧 D 无论两摆球的质量之比是多少 下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧 6 多选 如图 3 甲所示 一个单摆做小角度摆动 从某次摆球由左向右通过平衡位置时开 始计时 相对平衡位置的位移 x 随时间 t 变化的图象如图乙所示 不计空气阻力 g 取 10 m s2 对于这个单摆的振动过程 下列说法中正确的是 图 3 A 单摆的位移 x 随时间 t 变化的关系式为 x 8sin t cm B 单摆的摆长约为 1 m C 从 t 2 5 s 到 t 3 s 的过程中 摆球的重力势能逐渐增大 D 从 t 2 5 s 到 t 3 s 的过程中 摆球所受绳子拉力逐渐减小 7 多选 图 4 为甲 乙两单摆的振动图象 则 图 4 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为 l甲 l乙 2 1 B 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 1 C 若甲 乙两摆摆长相同 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 之比为 g甲 g乙 4 1 D 若甲 乙两摆摆长相同 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 之比为 g甲 g乙 1 4 8 如图 5 所示为演示简谐振动的沙摆 已知摆长为 l 沙筒的质量为 m 沙子的质量为 M 沙子逐渐下漏的过程中 摆的周期 图 5 A 不变 B 先变大后变小 C 先变小后变大 D 逐渐变大 二 非选择题 9 如图 6 所示为一单摆及其振动图象 由图回答 图 6 1 单摆的振幅为 频率为 摆长约为 保留一位有效数字 图中 所示周期内位移 x 最大的时刻为 2 若从 E 指向 G 为正方向 为最大摆角 则图象中 A B C 点分别对应单摆图中的 点 图中所示周期内加速度为正且减小 并与速度同方向的时间范围是 势 能增加且速度为正的时间范围是 10 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 由单摆做简谐运动的周期公式得到 g 只要 4 2l T2 测出多组单摆的摆长 l 和运动周期 T 作出 T2 l 图象 就可以求出当地的重力加速度 理 论上 T2 l 图象是一条过坐标原点的直线 某同学根据实验数据作出的图象如图 7 所示 图 7 1 造成图象不过坐标原点的原因可能是 2 由图象求出的重力加速度 g m s2 取 2 9 87 11 图 8 甲所示是一个单摆振动的情形 O 是它的平衡位置 B C 是摆球所能到达的最远 位置 设向右为正方向 图乙是这个单摆的振动图象 根据图象回答 图 8 1 单摆振动的频率是多大 2 开始时刻摆球在何位置 3 若当地的重力加速度为 10 m s2 试求这个摆的摆长是多少 5 外力作用下的振动外力作用下的振动 一 选择题 1 多选 一单摆在空气中振动 振幅逐渐减小 下列说法正确的是 A 振动的机械能逐渐转化为其他形式的能 B 后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能 C 后一时刻的势能一定小于前一时刻的势能 D 后一时刻的机械能一定小于前一时刻的机械能 2 多选 弹簧振子在振动过程中振幅逐渐减小 这是由于 A 振子开始振动时振幅太小 B 在振动过程中要不断克服外界阻力做功 消耗能量 C 动能和势能相互转化 D 振子的机械能逐渐转化为内能 3 多选 单摆 M N O P 自由振动时 振动图象分别如图 2 甲 乙 丙 丁所示 现将 单摆 M N O P 悬挂在如图 1 所示支架的细线上 并保持各自的摆长不变 使其中一个 单摆振动 经过足够长的时间 其它三个都可能振动起来 不计空气阻力 下列判断正确的 是 图 1 图 2 A 若使 M 振动起来 P 不会振动 B 若使 M 振动起来 稳定时 N 振动的周期仍小于 2 s C 若使 P 振动起来 稳定时 M 比 N 的振幅大 D 若使 O 振动起来 稳定时 M 的振动周期等于 3 s 4 多选 如图 3 所示 两个质量分别为 M 和 m 的小球 悬挂在同一根水平细线上 当 M 在 垂直于水平细线的平面内摆动时 不计空气阻力 经过足够长的时间 下列说法正确的是 图 3 A 两摆的振动周期是相同的 B 当两摆的摆长相等时 m 摆的振幅最大 C 悬挂 M 的竖直细线长度变化时 m 摆的振幅一定减小 D 无论怎样改变悬挂 M 的竖直细线长度 m 摆的振幅都不变 5 多选 下列关于共振的防止和利用的说法 正确的是 A 共振现象总是有害的 所以要避免共振现象发生 B 队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力 从而避免产生共振 C 火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率 从而避免产生共振 D 利用共振时 应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率 防止共振危害时 应 使驱动力的频率远离振动物体的固有频率 6 多选 如图 4 所示 五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上 A 是摆球质量较大的摆 让它 摆动后带动其他摆振动 下列结论正确的是 图 4 A 其他各摆的振动周期与 A 摆的周期相同 B 其他各摆的振幅都相等 C 其他各摆的振幅不同 E 摆的振幅最大 D 其他各摆的振动周期不同 D 摆周期最大 7 多选 在喜剧电影 功夫 中 包租婆的 狮子吼 可以将酒杯震碎 若我们用手指轻弹 同样的酒杯 听到清脆的声音 并测得该声音的频率为 f 下列说法正确的是 A 包租婆震碎酒杯是声波的共振现象 B 包租婆震碎酒杯是声波的干涉现象 C 包租婆发出的震碎酒杯的 狮子吼 的频率一定接近 f D 包租婆发出的震碎酒杯的 狮子吼 的频率一定远大于 f 8 多选 蜘蛛虽有 8 只眼睛 但视力很差 完全靠感觉来捕食和生活 它的腿能敏捷地感 觉到落在丝网上的昆虫对丝网造成的振动 当丝网的振动频率为 f 200 Hz 左右时 丝网振 动的振幅最大 最大振幅为 0 5 cm 已知该丝网共振时 蜘蛛能立即捕捉到丝网上的昆 虫 则对于落在丝网上的昆虫 A 当其翅膀振动的频率为 200 Hz 左右时 蜘蛛能立即捕捉到它 B 当其翅膀振动的周期为 0 05 s 左右时 蜘蛛能立即捕捉到它 C 当其翅膀振动的频率为 300 Hz 左右时 蜘蛛能立即捕捉到它 D 当其翅膀振动的频率为 250 Hz 时 该丝网的振幅一定小于 0 5 cm 9 多选 铺设铁轨时 每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙 匀速运行的列车经过轨 端接缝处时 车轮就会受到一次冲击 由于每一根钢轨长度相等 所以这个冲击力是周期性 的 列车受到周期性的冲击做受迫振动 普通钢轨长 L 为 12 6 m 列车固有振动周期 T 为 0 315 s 下列说法正确的是 A 列车的危险速率为 40 m s B 列车过桥需要减速 是为了防止列车与桥发生共振现象 C 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的 D 增加钢轨的长度有利于列车高速运行 10 如图 5 所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线 则下列说法正确的是 图 5 A 两个单摆的固有周期之比为 T T 5 2 B 若两个受迫振动在地球上同一地点进行 则两者摆长之比为 l l 4 25 C 图线 的单摆若是在地面上完成的 则该摆摆长约为 1 m D 若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行 且摆长相等 则图线 是月球上的单摆的 共振曲线 二 非选择题 11 秒摆摆球质量为 0 2 kg 它振动到最大位移时距最低点的高度为 0 4 cm 当它完成 10 次全振动回到最大位移处时 因有阻尼作用 距最低点的高度变为 0 3 cm 如果每振动 10 次 补充一次能量 使摆球回到原高度 那么 1 min 内总共应补充多少能量 g 取 9 8 m s2 12 如图 6 所示是一个单摆的共振曲线 图 6 1 若单摆所处位置的重力加速度 g 为 9 8 m s2 试求此单摆的摆长 2 若将此单摆移到高山上 共振曲线的 峰 将怎样移动 二 多选题二 多选题 共共 1 小题小题 每小题每小题 5 0 分分 共共 5 分分 1 多选 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 由于摆球形状不规则 无法准确测量摆长 l 但摆线的长度 l 可以准确测量 现使用同一摆球 多次改变摆线长度 l 并测得每一次相应的 摆动周期 T 对于数据处理方法 下列说法中正确的是 A l 与 T2不是直线关系 B 摆长 l 可以利用 l T2图线求出 C l 与 T2是直线关系 在理论上 l T2直线的斜率与 l T2直线的相同 D l 与 T2是直线关系 在理论上 l T2直线的斜率与 l T2直线的不同 三 实验题三 实验题 共共 1 小题小题 每小题每小题 10 0 分分 共共 10 分分 2 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 测摆长时 若正确测出悬线长 l 和摆球直径 d 则摆长为 测周期时 当摆球经过 位置时开始计时并数 1 次 测出经过该位置 N 次 约 60 100 次 的时间为 t 则周期为 为了提高测量结果精确度 要求测量多组