内容正文:
“四翼”检测评价(八) 单摆
A组—重基础·体现综合
1.关于单摆,下列说法中正确的是( )
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,线的长度比小球的直径大得多
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
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作质点时才能看作单摆,A错误,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错误;两单摆结构相同时,振动步调不一定相同,D错误。
2.(多选)一单摆的振动图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.t=0.5 s时,摆球处于平衡状态
B.t=1.0 s时,摆球处于平衡状态
C.t=2.0 s时,摆球处于平衡位置
D.摆球摆动过程中,在任何位置都不是平衡状态
解析:选CD 摆球摆动过程中,在任何位置都有加速度,没有一处是平衡状态,故A、B错误,D正确;由题图知t=2.0 s时摆球处于平衡位置,故C正确。
3.(多选)单摆原来的周期为T,下列情况会使单摆的周期发生变化的是( )
A.摆长减为原来的四分之一
B.摆球的质量减为原来的四分之一
C.振幅减为原来的四分之一
D.重力加速度减为原来的四分之一
解析:选AD 由单摆周期公式T=2π ,可知周期仅与摆长、重力加速度有关,故A、D正确。
4.同一地点的甲、乙两个单摆的摆长相等,将两单摆的摆球由平衡位置拉起,使摆角θ甲<θ乙<5°,同时由静止开始释放,则( )
A.甲先摆到平衡位置
B.乙先摆到平衡位置
C.甲、乙两摆同时到达平衡位置
D.无法判断
解析:选C 同一地点的两个单摆的摆长相等,重力加速度也相等,则两个单摆的周期相等,单摆从最大位移摆到平衡位置所用的时间相等,C正确。
5.用空心铁球内部装满水做摆球,若球正下方有一小孔,水不断从孔中流出,从球内装满水到水流完为止的过程中,其振动周期的大小是( )
A.不变
B.变大
C.先变大后变小再回到原值
D.先变小后变大再回到原值
解析:选C 单摆的周期与摆球的质量无关,但当水从球中向外流出时,铁球的重心先降低后升高,等效摆长是先变长后变短,因而周期先变大后变小再回到原值,故C正确。
6.(多选)如图所示,在同一地点的A、B两个单摆做简谐运动的图像,其中实线表示A的运动图像,虚线表示B的运动图像。以下关于这两个单摆的判断中正确的是( )
A.这两个单摆的摆球质量一定相等
B.这两个单摆的摆长一定不同
C.这两个单摆的最大摆角一定相同
D.这两个单摆的振幅一定相同
解析:选BD 从题图可知,两单摆的振幅相等,周期不等,所以两单摆的摆长一定不同,故B、D正确;由振幅相等而摆长不相等知C错误;单摆的周期与摆球质量无关,故A错误。
7.夏天的河上,有几名熟悉水性的青年将绳子挂在桥下荡秋千,绳子来回荡几次后跳入河中,现把秋千看成单摆模型,图为小明在荡秋千时的振动图像,已知小王的体重比小明的大,则下列说法正确的是( )
A.小王荡秋千时,其周期大于6.28 s
B.图中a点对应荡秋千时的最高点,此时回复力为零
C.小明荡到图中对应的b点时,动能最小
D.该秋千的绳子长度约为10 m
解析:选D 小王荡秋千时,根据T=2π,可知做单摆运动的物体的周期与质量无关,其周期等于6.28 s,故A错误;图中a点对应荡秋千时的最高点,此时回复力最大,故B错误;小明荡到图中对应的b点时,b点为平衡位置,速度最大,动能最大,故C错误;根据T=2π,计算得l≈g≈10 m,故D正确。
8.惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器,叫摆钟。摆钟运行时克服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,如图所示,下列说法正确的是( )
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下移
D.把摆钟从广州移到北京应使圆盘沿摆杆上移
解析:选A 调整圆盘位置可改变摆长,从而达到调整周期的作用。若摆钟变快,是因为周期变小,应增大摆长,即下移圆盘;由冬季变为夏季,因为热胀冷缩现象,摆杆变长,应上移圆盘;从广州到北京,g值变大,周期变小,应使圆盘沿摆杆下移。综上所述,A正确。
9.如图所示,一小球用细线悬挂于O点,细线长为L,O点正下方L处有一铁钉。将小球拉至A处无初速度释放(摆角很小),这个摆的周期是( )
A.2π B.π
C.(+1)π D.(+1)π
解析:选D 以L为摆长的运动时间为t1=×2π,以L为摆长的运动的时间为t2=×2π,则这个摆的周期为T=t1+t2=(+1)π。故A、B、C错误,D正确。
10.图甲中是一个单摆振动的情形,O是它