(江苏专版)高考物理总复习 课时作业五十三 实验十一 单摆的周期与摆长的关系-人教版高三全册物理试题

课时作业五十三实验十一：单摆的周期与摆长的关系

受迫振动和共振

(限时：45分钟)

(班级________ 姓名________)

1．关于单摆摆球在运动过程中的受力，如下结论正确的答案是 ( )

A．摆球受重力、摆线的张力、回复力、向心力作用

B．摆球的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大

C．摆球的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大

D．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向

2．某同学做“用单摆测定重力加速度〞的实验时，测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度的实际值．造成这一情况的可能原因是( )

A．测量摆长时，把悬挂状态的摆线长当成了摆长

B．测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表，记为第0次，此后摆球第30次通

过平衡位置时制动秒表，读出经历的时间为t，并由计算式T＝t

30

求得周期 C．开始摆动时振幅过小

D．所用摆球的质量过大

3．(多项选择)在“用单摆测定重力加速度〞的实验中，由于摆球形状不规如此，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，屡次改变摆线长度l′并测得每一次相应的摆动周期T.对于数据的处理方法，如下说法中正确的答案是( ) 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

l­T2直线的斜率一样

D．l′与T2是直线关系，在理论上，l′­T2直线的斜率与

l­T2直线的斜率不同

4．在飞机的开展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰辛地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是 ( )

A．加大飞机的惯性 B．使机体更加平衡

C．使机翼更加结实 D．改变机翼的固有频率

5．(多项选择)一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如下列图，如此( )

第5题图

A．此单摆的固有周期约为0.5 s

B．此单摆的摆长约为2 m

C．假设摆长减小，单摆的固有频率增大

D．假设摆长增大，共振曲线的峰将向左移动

6．(多项选择)惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟．摆钟运行时抑制摩擦所需的能量由重锤势能提供，运动的速率由钟摆控制．旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，如下列图，如下说法正确的答案是 ( )

第6题图

A．当摆钟不准时需要调整圆盘位置

B．摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移

C．由冬季变为夏季时应使圆盘沿摆杆上移 D．把摆钟从广州移到应使圆盘沿摆杆上移

7．根据单摆周期公式T＝2πl

g

，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图甲所示，

将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．

(1)用游标卡尺测量小钢球直径，其示数如图乙所示，读数为______mm.

甲

乙

第7题图

(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______．

a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些

b．摆球尽量选择质量大些、体积小些的

c．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度

d．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于10度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T

e．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于10度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，如此单摆周期T＝Δt/50 8．如下列图为水平放置的两个弹簧振子A和B的振动图象，两个振子质量之比为m A∶m B＝2∶3，弹簧的劲度系数之比为k A∶k B＝3∶2，如此它们的周期之比T A∶T B＝______；它们的最大加速度之比为a A∶a B＝______.

第8题图

9．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆．当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b摆的振动周期________(选填“大于〞、“等于〞或“小于〞)d摆的周期．图乙是a摆的振动图象，重力加速度为g，如此a的摆长为________.

第9题图

10．如图甲所示是演示沙摆振动图象的实验装置在木板上留下的实验结果．沙摆的运动可看作是简谐运动．假设手用力F向外拉木板做匀速运动，速度大小是0.20 m/s.图乙是某次实验得到的木板的长度为0.60 m范围内的振动图象，求这次实验所用的沙摆的摆长．(答案保存2位有效数字，计算时可以取π2＝g)

甲乙

第10题图

课时作业(五十三) 实验十一：

单摆的周期与摆长的关系

受迫振动和共振

1．B 【解析】 摆球只受重力和拉力作用A 错误；根据回复力和向心力的含义可判断B 正确，C 、D 错误．

2．B 【解析】 由T ＝2πl g 得g ＝4π2T

2l ，g 值偏大说明l 偏大或T 偏小．把悬挂状态的摆线长当成摆长，会使l 偏小，g 值偏小，A 错；摆球第30次通过平衡位置时，实际上共完成了15次全振动，周期T ＝t 15

，误认为30次全振动，会使T 变小，引起g 值明显偏大，B 对；单摆周期与振幅和摆球质量无关，CD 错误．

3．BC 【解析】 设摆球的重心到线与球结点的距离为r ，根据单摆周期的公式T ＝ 2π

l g 得，l ＝l ′＋r ，l ′＝g 4π2T 2－r ，所以摆长l 可以利用l ′－T 2图线求出，l ′与T 2是直线关系，在理论上，l ′－T 2直线的斜率与l －T 2直线的一样，B 、C 正确．

4．D 【解析】 飞机抖动得厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题，需要使系统的固有频率与驱动力的频率差距增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率，应当选项D 正确．

5．CD 【解析】 由图可知，单摆的固有频率为0.5 Hz ，如此单摆的固有周期为T ＝1f

＝2 s ，A 错误．根据单摆周期方程T ＝

2πL g ，可得L ＝gT 24π2＝1 m ，B 错误．根据T ＝2πL g

，假设摆长减小，单摆的固有周期减小，故固有频率增大，C 正确；假设摆长增大，固有周期变大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，D 正确．

6．AC 【解析】 调整圆盘位置可改变摆长，从而达到调整周期的作用．假设摆钟变快，是因为周期变小，应增大摆长即下移圆盘，由冬季变为夏季，摆杆变长，应上移圆盘，从广州到，g 值变大周期变小，应增加摆长．综上所述，选项A 、C 正确．

7．(1)18.6 (2)abe 【解析】 (1)由题图主尺读数18 mm ，游标尺的第6条刻度线与主尺刻度线对齐，读数应为0.6 mm ，小钢球直径D ＝18 mm ＋0.6 mm ＝18.6 mm (2)根据实验要求，摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，a 正确；为了减小空气