高中物理课时跟踪检测(三)单摆鲁科选修3-4

课时跟踪检测三 单 摆 时间30分钟 满分50分 一、选择题共6小题,每小题5分,共30分,每小题只有一个选项正确。

1.关于单摆,下列认识中正确的是 A.一根线系着一个球悬挂起来,这样的装置就是单摆 B.可以看成单摆的装置中,细线的伸缩和质量忽略不计,线长比小球直径大得多 C.单摆的振动总是简谐运动 D.两个单摆只要结构相同,它们的振动步调便相同 2.单摆做简谐运动的回复力是 A.摆球的重力 B.摆球所受重力与悬线对摆球的拉力的合力 C.悬线对摆球的拉力 D.摆球所受重力在圆弧切向上的分力 3.上海高考两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速v1、v2v1v2在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2,则 A.f1f2,A1=A2 B.f1A2 D.f1=f2,A1A2 4.在用单摆测定重力加速度时,某同学用同一套实验装置,用同样的步骤进行实验,但所测得的重力加速度总是偏大,其原因可能是 A.测定周期时,振动次数少数了一次 B.测定周期时,振动次数多数了一次 C.摆球的质量过大 D.计算摆长时,只考虑悬线的长度,没有加上小球的半径 5.如图1所示为两个单摆的振动图像,从图像中可以知道它们的 图1 A.摆球质量相等 B.振幅相等 C.摆长相等 D.摆球同时改变速度方向 6.如图2所示,三根细线于O点处打结,A、B端固定在同一水平面上相距为L的两点上,使AOB成直角三角形,∠BAO=30,已知线OC长是L,下端C点系着一个小球。下面说法中正确的是 图2 A.让小球在纸面内摆动,周期为T=2π B.让小球在垂直纸面方向摆动,其周期为T=2π C.让小球在纸面内摆动,周期为T=2π D.让小球在垂直纸面内摆动,周期为T=2π 二、非选择题共2小题,共20分 7.8分福建高考某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中 图3 1用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图3所示,则该摆球的直径为________cm。

2小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是________。填选项前的字母 A.把单摆从平衡位置拉开30的摆角,并在释放摆球的同时开始计时 B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期 C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小 8.12分如图4甲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。设摆球向右运动为正方向。图乙是这个单摆的振动图像。根据图像回答 图4 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,则这个摆的摆长是多少 答 案 1.解析选B 单摆是实际摆的理想化模型,实际摆只有在不计绳的伸缩、质量和阻力,以及小球可以看做质点时才能看做单摆,A错,B正确;
单摆的运动只有在摆角很小时才能看作简谐运动,C错;
两单摆结构相同,固有周期相同,但振动步调不一定相同,D错。

2.解析选D 单摆做简谐运动时,摆球如同做圆周运动,摆球重力的切向分力充当回复力,摆球重力的径向分力与摆球拉力的合力充当向心力。

3.解析选C 单摆的频率由摆长决定,摆长相等,频率相等,所以A、B错误;
由机械能守恒,小球在平衡位置的速度越大,其振幅越大,所以C正确,D错误。

4.解析选B 由计算g的公式g=可知,如果振动次数多数了一次,即T偏小,就会使g偏大,选项A错,B对;
摆球的质量过大,不影响单摆的周期与摆长,所以不影响测得的重力加速度,选项C错;
当l偏小时,求得的g偏小,选项D错。

5.解析选C 由图像可知,两单摆的周期相等,则摆长相等,无法确定质量关系,故A错,C对。由题图可知振幅不同,且两个摆球不能同时到达最大位移处,即速度方向不能同时改变,故B、D错。

6.解析选A 让小球在纸面内摆动,在摆角很小时,单摆以O点为悬点,摆长为L,周期为T=2π。让小球在垂直纸面内摆动,则摆球以OC的延长线与AB交点为中心摆,摆长为L+cos 30=L+L,周期T′为T′=2π ,选项A正确。

7.解析1主尺读数加游标尺读数的总和等于最后读数,0.9 cm+7 mm=0.97 cm,不需要估读。

2单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过5,并从平衡位置计时,故A错误;
若第一次过平衡位置计为“0”则周期T=,若第一次过平衡位置计为“1”,则周期T=,B错误;
由T=2π得g=,其中l为摆长,即悬线长加摆球半径,若为悬线长加摆球直径,由公式知g偏大,故C正确;
为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差,应选密度较大体积较小的摆球,故D错误。

答案10.97 2C 8.解析1由题图乙知周期T=0.8 s 则频率f==1.25 Hz 2由题图乙知,0时刻摆球在负向最大位移处,因向右为正方向,所以在B点。

3由T=2π得l=≈0.16 m 答案11.25 Hz 2B点 30.16 m 4