内容正文:
高二年级上学期物理周测卷9.14
一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.关于机械振动,下列说法正确的是
A.沿水平方向振动的弹簧振子做简谐运动时的能量等于在平衡位置时弹簧振子的动能
B.只有发生共振时,受迫振动的频率才等于驱动力的频率
C.单摆的周期随摆球质量的增大而减小
D.单摆运动到平衡位置时,速度最大,回复力为零,合力也为零
2.周期为2s的单摆叫秒摆。某秒摆在地球表面上的摆长为l,振幅为A,现被火星探测器携带至火星表面,已知地球表面的重力加速度为g,火星表面的重力加速度为0.4g。如果在火星表面,仍然保持该秒摆的周期为2s,下列说法正确的是
A.仅将摆长调整为2.5l
B.仅将摆长调整为0.4l
C.仅将振幅调整为2.5A
D.仅将振幅调整为0.4A
3.提水桶跑步是一种提物障碍跑,运动员提着装满水的水桶越过障碍到达终点,运动员奔跑过程中,下列说法正确的是
A.水的晃动频率与运动员的跑步频率相同
B.运动员的跑步频率越大,水的晃动幅度越大
C.运动员的跑步频率越小,水的晃动幅度越大
D.水桶里的水量越多,水的晃动幅度越大
4.某检测员用单摆测定珠穆朗玛峰的高度,使单摆做简谐运动,在与珠穆朗玛峰同纬度零海拔高度处,一定时间内测得单摆完成全振动 N 次。当到达山顶后,在相同时间内测得同一单摆完成全振动(N—2)次。若把地球视为半径为R的均匀球体,忽略地球自转的影响,则珠穆朗玛峰的高度为
A. RN
5.如图所示为节拍器。节拍器中有一摆杆,其上有可沿摆杆上、下移动的摆锤,摆锤的位置所对应的标尺数表示每分钟振动的节拍数(一次全振动有两次节拍数),调节好摆锤位置,拨动摆杆,摆锤就按照单摆运动规律摆动。摆杆的质量不计、长度很长,摆锤的几何尺寸很小,不计一切阻力,下列说法正确的是
A.摆锤在最高点时,摆锤的加速度为零
B.摆锤的摆角越大,则摆锤的节拍数越大
C.摆锤位置上移时,摆锤的节拍数变小
D.若摆锤沾染杂物变重,则摆锤的节拍数会偏大
6.如图所示,两段不可伸长细绳的一端分别系于两竖直杆上的A、B两点,另一端与小球D 相连,已知A、B两点的高度差为h,∠CAB=∠BAD=37°,∠ADB=90°,重力加速度为g。现使小球发生微小摆动(细绳AD、BD始终张紧),下列说法正确的是
A.小球平衡时,细绳AD、BD 的拉力大小相等
B.小球的摆动周期为
C.若减小小球的摆角,则周期变大
D.若增加小球的质量,则周期变小
二、多项选择题(本题共2小题,每小题8分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)
7.如图所示为两个理想单摆的振动图像,纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法正确的是
A.两摆球的最大速度相同
B.甲、乙两单摆的摆长之比为1:4
C.1~2s内两摆球的运动方向相同
D.甲摆球的位移随时间变化的关系式
8.“杆线摆”的结构如图所示,长为l的轻杆一端通过活动铰链与立柱OO'垂直连接,另一端安装质量为m的摆球,细线一端拉住摆球,另一端系在立柱上的A点,给摆球一垂直于纸面的较小速度,使轻杆垂直于立柱OO'来回摆动,摆动角度小于5°,摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。已知立柱OO'与竖直方向的夹角及细线与轻杆的夹角均为θ=30°,重力加速度为g。下列说法正确的是
A.摆球在摆动过程中细线上的拉力大小为 mg
B.摆球静止在平衡位置时轻杆对摆球的作用力大小为
C.摆球运动的周期为
D.若仅减小立柱OO'的倾角θ,则该摆球运动的周期增大
三、非选择题(本题共3小题,共48分。请按要求完成下列各题)
9.(12分)如图甲所示,将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下半部分露于筒外),将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,设单摆在摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L,并通过改变L 而测出对应的摆动周期T,再以 T² 为纵轴、L为横轴作出其关系图像,那么就可以通过此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。
(1)测量单摆的周期时,某同学在摆球某次通过最低点时按下停表开始计时,同时数“1”,当摆球第二次通过最低点时数“2”,依此法往下数,当他数到“59”时,按下停表停止计时,读出这段时间t,则该单摆的周期 T 为 (填正确答案标号)。
A. C. D.
(2)若不考虑实验误差的影响,根据实验数据,得到的T²-L关系图线应该是图乙中的图线 (填“a”“b”或“c”)。
(3)根据图线可求得当地的重力加速度.结果保留三位有效数字),筒的深度h= cm。
(4)若在测量上述L的过程中,误测成了筒的下端口到小球底部的距离,则计算出的重力加速度 ,筒的深度 。(填“偏大”“偏小”或“准确”)
10.(12分)某同学用单摆原理测量放在水平桌面上的一正方体物体的高度,将摆长l=1m 的单摆上端用图钉固定在正方体物体的上沿,摆球静止时,细线恰好与正方体物体右侧面接触且保持竖直。让单摆在垂直于正方体物体右侧面的竖直平面内摆动,如图所示。摆球第1次通过最低点 B点开始计时,经过18s第21次通过B点,A、C两点为摆球运动的两端点。当地的重力加速度 求正方体物体的高度h。
11.(24分)将一力传感器连接到计算机上测量快速变化的力,如图甲所示中的O点为单摆的悬点,现将可视为质点的摆球拉到A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球在竖直平面内的A、B、C点之间来回摆动,其中 B点为运动中的最低位置。∠AOB=∠COB=α(α小于5°且是未知量),如图乙所示为由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的关系曲线,且图中 t=0时刻为摆球从 A 点开始运动的时刻,重力加速度
(1)求单摆的周期与摆长;
(2)求摆球的质量及摆动过程中最大速度的大小;(可用根式表示)
(3)改变单摆的摆角(α小于5°)进行多次测量,记录对应的最大拉力. 和最小拉力F₂,根据所测数据作出的 图像为一条直线,其纵截距为b,已知重力加速度为g,写出摆球的质量的表达式。(用b、g表示)
物理答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
B
A
C
C
B
BD
AD
9.(1)A(2分)
(2)a(2分)
(3)9.86(2 分) 30(2分)
(4)准确(2分) 偏小(2分)
10.【解析】单摆完成全振动的次数 (2分)
解得 N=10次 (2分)
单摆的周期 (2分)
解得 T=1.8 s (2分)
又 (2分)
解得h=0.36 m (2分)
11.【解析】(1)摆球在一个周期内两次经过最低点,由图可知该单摆的周期 T=0.6πs (2 分)
由单摆的周期公式 (2分)
解得L=0.9 m (2分)
(2)在最低点 B 有拉力 ,根据牛顿第二定律可得 (2分)
在最高点 A有 (2分)
从A 点到 B 点,由机械能守恒定律得 mgL(1一 (2分)
联立解得 m=0.04 kg (2分)
(2分)
(3)根据(2)分析整理可得 (3 分)
则 图像的纵截距b=3mg (3分)
解得 (2分)
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