（江蘇專版）2019年高考物理總復習 課時作業(yè)五十三 實驗十一 單擺的周期與擺長的關系.doc

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課時作業(yè) 五十三 實驗十一：單擺的周期與擺長的關系 受迫振動和共振 (限時：45分鐘) (班級________　姓名________) 1．關于單擺擺球在運動過程中的受力，下列結(jié)論正確的是 (　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．擺球受重力、擺線的張力、回復力、向心力作用 B．擺球的回復力最大時，向心力為零；回復力為零時，向心力最大 C．擺球的回復力最大時，擺線中的張力大小比擺球的重力大 D．擺球的向心力最大時，擺球的加速度方向沿擺球的運動方向 2．某同學做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，測得的重力加速度數(shù)值明顯大于當?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值．造成這一情況的可能原因是(　　) A．測量擺長時，把懸掛狀態(tài)的擺線長當成了擺長 B．測量周期時，當擺球通過平衡位置時啟動秒表，記為第0次，此后擺球第30次通過平衡位置時制動秒表，讀出經(jīng)歷的時間為t，并由計算式T＝求得周期 C．開始擺動時振幅過小 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”的實驗中，由于擺球形狀不規(guī)則，無法準確測量擺長l，但擺線的長度l′可以準確測量．現(xiàn)使用同一擺球，多次改變擺線長度l′并測得每一次相應的擺動周期T.對于數(shù)據(jù)的處理方法，下列說法中正確的是(　　) A．l′與T2不是直線關系 B．擺長l可以利用l′T2圖線求出 C. l′與T2是直線關系，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．在飛機的發(fā)展史中有一個階段，飛機上天后不久，飛機的機翼很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦地探索，利用在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿的方法解決了這一問題，在飛機機翼前裝置配重桿的主要目的是 (　　) A．加大飛機的慣性 B．使機體更加平衡 C．使機翼更加牢固 D．改變機翼的固有頻率 5．(多選)一個單擺做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關系)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 6．(多選)惠更斯利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器，叫擺鐘．擺鐘運行時克服摩擦所需的能量由重錘勢能提供，運動的速率由鐘擺控制．旋轉(zhuǎn)鐘擺下端的螺母可以使擺上的圓盤沿擺桿上下移動，如圖所示，下列說法正確的是 (　　) 第6題圖 A．當擺鐘不準時需要調(diào)整圓盤位置 B．擺鐘快了應使圓盤沿擺桿上移 C．由冬季變?yōu)橄募緯r應使圓盤沿擺桿上移 D．把擺鐘從廣州移到北京應使圓盤沿擺桿上移 7．根據(jù)單擺周期公式T＝2π，可以通過實驗測量當?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D甲所示，將細線的上端固定在鐵架臺上，下端系一小鋼球，就做成了單擺． (1)用游標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)以下是實驗過程中的一些做法，其中正確的有______． 　a．擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些 　b．擺球盡量選擇質(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，在釋放擺球的同時開始計時，當擺球回到開始位置時停止計時，此時間間隔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，當擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間Δt，則單擺周期T＝Δt/50 8．如圖所示為水平放置的兩個彈簧振子A和B的振動圖象，已知兩個振子質(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擺．當a擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力，使其余各擺也振動起來，此時b擺的振動周期________(選填“大于”、“等于”或“小于”)d擺的周期．圖乙是a擺的振動圖象，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圖象的實驗裝置在木板上留下的實驗結(jié)果．沙擺的運動可看作是簡諧運動．若手用力F向外拉木板做勻速運動，速度大小是0.20 m/s.圖乙是某次實驗得到的木板的長度為0.60 m范圍內(nèi)的振動圖象，求這次實驗所用的沙擺的擺長．(答案保留2位有效數(shù)字，計算時可以取π2＝g) 　　　　　甲　　　　　　　　　　　　　乙 第10題圖 課時作業(yè)(五十三)　實驗十一： 單擺的周期與擺長的關系 受迫振動和共振 1．B　【解析】　擺球只受重力和拉力作用A錯誤；根據(jù)回復力和向心力的含義可判斷B正確，C、D錯誤． 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)的擺線長當成擺長，會使l偏小，g值偏小，A錯；擺球第30次通過平衡位置時，實際上共完成了15次全振動，周期T＝，誤認為30次全振動，會使T變小，引起g值明顯偏大，B對；單擺周期與振幅和擺球質(zhì)量無關，CD錯誤． 3．BC　【解析】　設擺球的重心到線與球結(jié)點的距離為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】　飛機抖動得厲害是因為發(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)動力的頻率差距增大，在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿，改變的是機翼的固有頻率，故選項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錯誤．根據(jù)單擺周期方程T＝ 2π，可得L＝＝1 m，B錯誤．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，D正確． 6．AC　【解析】　調(diào)整圓盤位置可改變擺長，從而達到調(diào)整周期的作用．若擺鐘變快，是因為周期變小，應增大擺長即下移圓盤，由冬季變?yōu)橄募?，擺桿變長，應上移圓盤，從廣州到北京，g值變大周期變小，應增加擺長．綜上所述，選項A、C正確． 7．(1)18.6　(2)abe　【解析】　(1)由題圖主尺讀數(shù)18 mm，游標尺的第6條刻度線與主尺刻度線對齊，讀數(shù)應為0.6 mm，小鋼球直徑D＝18 mm＋0.6 mm＝18.6 mm　(2)根據(jù)實驗要求，擺線要選擇細些的、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；為了使單擺的運動為簡諧運動，要求擺角不大于5度，為了減小測量的誤差，應使擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時，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，有mAaA∶mBaB＝10kA∶5kB，最大加速度之比aA∶aB＝9∶2. 9．等于　　【解析】　受迫振動時，各擺的振動周期都等于a擺的振動周期；a擺的振動周期為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.