(五)单摆、阻尼振动、受迫振动、实验：用单摆测量重力加速度-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修1同步周测卷（教科版）

高二周测卷 ·物理（教科版）选择性必修第一册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第一册（五） 9 品题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力Ⅱ.推理能力 Ⅲ，分析综合能力V,应用数学处理物理间题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③ 档次 系数 单项选择题 6 路面破碎机、共振与频率 易 0.85 2 单项选择题 6 共振曲线与单摆 易 0.80 3 单项选择题 6 单摆的振动图像 易 0.80 4 单项选择题 生活中的共振现象 中 0.75 5 单项选择题 6 单摆摆长的计算 中 0.75 6 单项选择题 6 蛇形摆与周期 难 0.55 7 多项选择题 8 类单摆运动 中 0.60 8 多项选择题 8 单摆综合问题 难 0.55 9 非选择题 15 用单摆测定重力加速度 中 0.70 10 非选择题 15 单摆与振动图像 中 0.65 11 非选择题 18 单摆综合问题 0.50 香考答案及解折 一、单项选择题 1.D【解析】根据共振现象可知，当驱动力的颍率等于 1mA.B项错误：根报不，=2：√任可知，若摆长城 物体的固有频率时物体的振幅达到最大值，所以应使 大，固有周期变大，固有频率变小，共振曲线的“峰”将 破碎机工作锤头的振动频率与旧混凝土的固有频率 向左移动，C项正确：若将该单摆运到月球上，重力加 相接近，从而损坏旧混凝土的效果好，而与地基频率 相差较大，可以不损坏路面的地基，D项正确。 法度g变小，根据T=2√任可知，周有周期变大， 2,C【解析】单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率 固有频率变小，共振曲线的“峰”将向左移动，D项 相等：当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固 错误。 有频率f了。=0.5Hz,周有周期T。= 1=2s,根据T 3.D【解析】因不知两摆球的质量关系，不能确定哪个 摆球的机械能较大，A项错误：从图可知，T甲<Tz, L =2 ,解得单摆的摆长L=g工=10×2 42 4X10m= 由T=2m√g 可知，如果两单摆在同一位置，乙单摆 的摆长较长，B项错误：由图可知两单摆相位差不断 ·15 ·物理（教科版）选择性必修第一册· 参考答案及解析 变化，C项错误：0~8s时间正好是2T甲，所以在0~ 二、多项选择题 8s时间内，甲摆球通过的路程为振幅的8倍，即 7.BC【解析】小球在垂直于虚线所在平面内做类似单 16cm,D项正确。 摆运动，具有等时性规律，所以经过ab段，bc段，cd 4,A【解析】当昆虫翅筋振动的颜率与丝网的振动频 段的时间相等，B项正确：小球在沿虚线方向微匀加 率相等时，发生共振，即翅膀振动的颜率了=∫= 速直线运动，所以a<<d,A项错误，小球从释放 200Hz左右时，蜘蛛能立即捕捉到它，A项正确，C项 到离开曲面末端的过程，只有重力做功，动能的变化 销误：根搭周期与频率之间的关系T=子一动 量等于重力做的功，与初速度大小无关，C项正确：小 球通过a,b,c三点时，斜面对小球的支持力与小球重 0.0055,即当其翅膀振动的周期为0.05s左右时，蜘 力在垂直曲面方向的分力共同提供其在垂直于虚线 蛛不能立即捕捉到它，B项错误：当其翅膀振动的频 平面内分（圆周）运动的向心力，小球初速度方向沿虚 率为250Hz左右时，没有发生共振，故振幅小于 线向下，无论初速度大小如何，小球通过a,b,c三点 0.5ctm,D项错误。 时在垂直于虚线方向的分速度大小相同，所需向心力 5.C【解析】设频闪相机相邻两次闪光的时间间隔为 大小相同，受到曲面的支持力大小相同，根据牛顿第 1,则摆球在左侧的摆动周期T:一12t,摆球在右侧的 三定律可知，小球通过a、b.c三点时对曲面的压力大 摆动周期T2=8t,可得T1:T2=3:2:根据单摆周期公 小相同，与初速度无关，D项错误。 式T-2√，解得会-=号则O,P两点间 8.BD【解析】小球在B点受到的拉力与重力的合力 提供向心力，设小球经过B点时的速度为，则F 的距离Lop=Lc一Lr=号，C项正确。 mg=m二，解得F=mg十m二，BC段摆长小，所以 6.C【解析】编号为0的单摆的摆长为L。,周期T。= 在BC之间的运动过程中轻绳上的拉力较大，故0 ，而编号为n的单摆的摆长L: 2πNg 0.2πs时间内对应小球在BC之间的摆动：0.2π~ 0.6πs时间内对应小球在BA之间的摆动，由t= (十L,将其代人单摆的周期公式T=2五√ 0,1πs时划轻绳上的拉力最小可知，此时小球位于C 点，同理，t=0.4πs时刻小球位于A点，A项错误，B 解得，=2√=。·2a√= 项正确：小球在AB之间摆动的周期T,=0.8πs,根 10十T。,A项正确：根据单摆周期公式的通式可得 10 据T=2红√臣解得山=1.6m,即01之间的距离 编号为6的单摆的周期工=0片5工=号T,板子 为1,6m,C项错误：小球在BC之问摆动的周期T: 放开后，当编号为0的单摆完成了5次全振动时，编 0.4πs,根据T=2元入 ,解得L=0.4m,即PB 号为6的单摆恰好完成了8次全振动，B项正确：当 之间的距离为0.4m,所以OP之间的距离为1.2m, 10个摆球全部都能做完整的全振动时，所有摆球又 D项正确。 回到释放状态，设最短时间为，编号为0的单摆摆动 三、非选择题 了x。一元次，则其他单摆摆动的次数分别为工 9.(1)D(2分 (2)垂直于纸面(2分)低(2分)2.01(2分) 11 t 1 19 10,x= 10 10…,2西= 16,显然 99.80(2分) 12 (3)9.86(3分) 若要保证x~x次数均为整数，则x。的最小值应为 (4)AC(2分) 10次，则最短时间为10T。,C项错误：若沿垂直于蛇 【解析】(1)根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力 形摆所在平面方向以T为周期去摇晃摆架，则所有 的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使 单摆都做受迫振动，其振动周期都将等于驱动力的周 单摆摆动时摆长不发生变化，摆线应用不易形变的细 期，因此经过足够长时间，所有摆球都将以T为周期 丝线，悬点应该用铁夹来固定，D项正确。 摆动，D项正确。 (2)实验时为了避免摆球摆动时悬点晃动引起摆长误 16 差，应使摆球在垂直于纸面的平面振动：摆球经过最 解得1=4m (2分) 低点时容易观察和计时，为了减小测量周期的误差， (2)由图乙可知，单摆在该行星表面做简谐运动的周 计时开始时，摆球应是经过最低点的位置，单摆的振 期为8s (2分) 动周期T=二=100.5s=2.01s:最小刻度为1mm 50 根据T=2红√京 (2分) 的刻度尺，读数时要读到分度值的下一位，从悬点到 解得g'=2.5m/s (2分) 球心的距离即为摆长，则单摆的摆长为99.80cm。 根据自由落体运动规律有=2gh (2分) (3)根据T=2π√g ，可得下=红L,则k= 解得v=5m/s (1分) g 11.【解析】(1)由图乙可知单摆的周期T=πs(2分) 4.85-3.25=4,解得g=9.86m/s。 1.20-0.80 根据单摆的周期公式T=2红√名 (2分) (4)根据T=2r√g ,可得计算重力加速度测量值的 解得L=2.45m (2分) 表达式为g=4是，如果将摆球经过最低点的次数m (2)摆球在最高点时，根据平衡条件有 T 4.888 N=mgcos 0 (2分) 计少了，则周期T测量值偏大，重力加速度的测量值 解得cos80.9976 (2分) 小于真实值，A项正确：若计时开始时，秒表启动稍 故单摆的最大摆角0=4 (1分) 晚，则周期测量值偏小，重力加速度的测量值大于真 (3)设摆球在最低点的速度大小为，根据机械能守 实值，B项错误：若将摆线长当成了摆长，则摆长偏 恒定律得号=mgL(1一cosD (2分) 小，重力加速度的测量值小于真实值，C项正确：若将 摆线长和球的直径之和当成了摆长，则摆长偏大，重 解得v=√2gL(1一cos (2分) 力加速度的测量值大于真实值，D项错误。 根据动量守恒定律有 10.【解析】(1)由图甲可知，单摆在地球表面做简谐运 m6动=m十四 (2分) 动的周期为4s (2分) 解得t'-w-”,√2gL(1-cosD (1分) ne 根据单摆的周期公式T=2π (2分)U 物耀（整科医）透择性多修第一面第士页（具1万} O 衡水金海·先章驱·高二网步周测存五 物理（胶利版} 选择性必修第一项第2面【共1面] A.1=0.1xs时刻小球位于B点 B.=0.xs时刻小球位于A点 C,01之阿的师离为1.5m D.P之间的距病为1,2m 所级 维名 分数 答案 三，非选择题（本题找3小题，共8分。请按要求完成下列各题） B.《15分》某实晚小组要做用单摆测定重力加速度“的实晚 《1)下列器材最合理的是 (填正确答案标号) 1的全属肝 I 性 料 《2)在(1)中做好达择后，为了减小误差，应该让摆球在 (填“平行于纸 面”或垂直于纸面)的平面叛动。摆动时偏角满足小干5，为了减小测量周期的误 差，计时开始时，圆球应从经过最 〔填“高”"或“低”)点的位置开始计时：秒表 记录单摆全振动50次所用的时间为10,5，期单摆的振动周期为 ,用最 小刻度为1mm的刻虞尺测摆长，测量情况如图甲所示，门为悬挂点，读出单摆的因 长为 《3)正确测量不同便长L及对应的单摆周别T,并在坐标纸上面出T与L的美系图 像，如图乙所示。由图像可算出重力加速度。=m/'(结果保留三位有效数 字，T%9.86) 物喱（较科版！送择性必修第一语第8页{共页引 衡水金车·先享照门 (4)如果重力加速度的测量简小于真实值，可能的原因是 ·(填正确容案标号》 人将摆球经试最新点的次数计少了 队计时开始时，秒表启动们晚 C,将摆线长当成了摆长 D.将摆线长和球的直径之和当成了摆长 10.《15分)据是物理学中重要的模型之一。一个在地球表面做简谐运动的单摆，其最 动围像如图甲所示，将此单假移至某行是表面上，其做简谐运动的振动潮像变为图 乙所示。已知姨球表而的重力厘速度g=10m/s,容一1D. (1)求此单摆的摆长： 《2)若某小球在该行星表面高为5m的贴方由静止白由下落，不计任刺阻力，求小球 落到行星表面的速度大小， 11,《18分》如图甲所示，力传感器周定于天花板上，将摆饮悬挂在力传感器上的O点， 质量m一0.5kg的摆球静止时处于A点。某时刻一个厦最为m的弹丸以建度 水平击穿假球，偶球开始向右樱动，从此时刺开始计时，摆球在摆动过程中力传感器 对捏线拉力的大小F随时间：李化的关系图像知期乙所示，已知s3°=0.986， 0s4=0.9750s5=0.9952,不考堪室气力，重力如速度g=焦.8m/s,求： 《1)单摆的摆长L 《2)单摆的最大摆角0约为多大： (3)弹丸击穿摆球后弹丸速度的大小（结果用陆，极，m。,g、上，0表示》。 商二月步周测蓉五 物里[校科唇】选预程必修第一研第4页《其4页】