寒假作业(十三) 实验：用单摆测量重力加速度 受迫振动、共振-【步步维赢·优练必刷】2025-2026学年高二物理寒假作业

4Hz,周期为0.25s,所以A项错误，B项正确； 当驱动力的周期与振子的固有周期相等时，振 幅最大，C、D项错误， 7.B增加电场后，摆球在等效重力场中做简谐运 动.设摆球的质量为m,摆球受到的电场力为 F,则摆球在等效重力场中的等效加速度g' g十片振搭单摆周期公式可知，摆球在等效重 力场中的网箱T=2厂<√厂，可知摆球据 动的周期减小，设摆球开始时的振幅为A,根据 运动的对称性可知，摆球在到达另一侧的最高 点时，相对于最低，点的位移也是A,可知摆球的 振幅不变，则摆球在摆动的过程中，最高点相对 于最低，点的高度差h不变，根据功能关系可知， 开始时在最低点的速度满足2mm=mg,所以 )1=√2gh,增大电场后在最低点的速度满足 2m=Fh+mg,所以√2gh+>1, 1 m 可知摆球经过最低点的速度增大，选项B 正确. 8.ABD由振动图像可知，t1和t时刻摆球偏离 平衡位置的位移最大，此时摆球速度为零，悬线 对摆球的拉力最小；t2和t4时刻摆球位移为零， 正在通过平衡位置，速度最大，悬线对摆球的拉 力最大.故正确答案为A、B、D, 9.解析：(1)由图像可知，单摆的固有频率f=0.3Hz, 由频率公式∫= 得l= g 9.8 4π2f 4×3.142×0.32m=2.8m. (2)由f=、受知，单摆移到高山上，重力加 2πW 速度g减小，其固有频率减小，故共振曲线的 “峰”向左移 答案：(1)2.8m(2)峰将向左移 10.解析：(1)由题图乙可知单摆的周期T= 0.4πs, 由T=2r√g 得摆长1=TS=0.4m. 4π2 ·5 (2)在B,点拉力的最大值为Fmx=0.510N. Fmx-mgmv 在A、C两点拉力的最小值为Fmm=0.495N, Fmin=mgcos a, A→B过程机械能守恒， 即mgl(1-cosa)= 2m2, 由以上各式解得m=0.05kg. (3)由Fmax一mg= mUmax 可得，max≈0.283m/s. 答案：(1)0.4πs0.4m(2)0.05kg (3)0.283m/s 高二物理寒假作业（十三）实验：用单摆测量 重力加速度受迫振动、共振 1.C自由摆动的秋千可以看作阻尼振动的模型， 振动系统中的能量转化也不只能是系统内部动 能和势能的相互转化，振动系统是一个开放系 统，与外界时刻进行能量交换，系统由于受到阻 力，消耗系统能量做功，而使振动的能量不断减 小，但总能量守恒. 2.B实际的自由振动由于阻力的作用，振幅会越 来越小，所以一定为阻尼振动，故A项正确；物 体在周期性驱动力的作用下的振动是受迫振 动，故物体在外力作用下的振动不一定是受迫 振动，故B项不正确；阻尼振动的振幅会越来越 小，故C项正确；受迫振动稳定后的频率取决于 驱动力的频率，与自身物理条件无关，故D项 正确. 3.B挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振 动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步 的频率时，发生共振，结果水桶中的水荡出，为 了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路 的步频，故A正确；停在海面的小船受到海浪的 冲击上下振动，是受迫振动，故B错误；部队过 桥时为避免脚步的频率等于桥梁的固有频率而 发生共振，部队要便步通过桥梁，C正确；较弱 声音可震碎玻璃杯，是因为声音的频率等于玻 璃杯的固有频率而发生共振，D正确. 4.D共振现象是指驱动力的频率与物体的固有 频率相等时，出现的振幅最大的现象.大队人马 迈着整齐步伐过桥，当人迈步的频率和大桥的 固有频率相等时可能会发生共振而导致桥梁断 裂，故选项A属于共振；选项B中，耳朵凑近空 热水瓶口能听到嗡嗡的声音也是由于共振造成 的；海上风暴引起的强烈震动所产生的次声波 (频率∫<20Hz)也是共振产生的，选项C属于 共振；把弹簧振子拉到距离平衡位置最远时放 手，则此时振幅最大，由于没有驱动力的驱动所 以不属于共振，故答案选D. 5.CA.由单摆周期公式T=2π/ ,可得g= 产，由该式知重力加速度与据球的魔量无关， 故A错误；B.测量摆长时，忽略了小球的半径， 所测摆长偏小，则所测得的g值偏小，故B错 误；CD.设单摆做n次全振动的时间为t,单摆 的周期T=,若误记作(n十1)次全振动，则 T一千即周期的测受值小于真实位，测得的 g值偏大；若误记作(n一1)次全振动，则T测'= W一即同期的测量值大于真实值，测得的g值 偏小，故C正确，D错误.故选C. 6,B振幅反映了振动的强弱，可知做简谐运动的 质点，其振动能量与振幅有关，A正确；做简谐 运动的物体经过平衡位置时的回复力一定为0， 但所受合外力不一定为零，如振幅很小的单摆 运动到最低点时受到的合外力就不等于0，B错 误：据学据的周期公式T一2√厂可知，单摇 做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关， C正确；根据发生共振的条件可知，当外力的频 率等于单摆的固有频率时，单摆做受迫振动的 振幅最大，若外力的频率大于单摆的固有频率， 则外力的频率越大，单摆的振幅越小，D正确. 故本题应选B. 7.C当驱动力的频率f等于 物体的固有频率∫。时，系统 发生共振，振幅最大，当∫< f。时，随f的增大，振幅增 大，当f>。时，随f的增大， 5 振幅减小，如图所示.由于驱动力的频率小于物 体的固有频率，因此当驱动力的频率增大时，物 体的振幅先增大后减小.选项C正确. 8.BC阻尼振动中，单摆的振幅逐渐减小，由于周 期与振幅无关，故振动过程中周期不变，选项A 错误；B正确；因A、B两时刻的位移相同，故摆 球A时刻的势能等于B时刻的势能，选项C正 确；由于振动的能量逐渐减小，故摆球A时刻的 动能大于B时刻的动能，选项D错误. 9.解析：(1)既然所画T一l图像与纵坐标有正截 距，这就表明（的测量值与真实值相比偏小了， 意味着测摆长时可能漏掉了摆球半径.(2)图像 的斜率k=4红=4s2/m,则 g g=4红=9.87m/s. k 答案：(1)测摆长时漏掉了摆球半径 (2)9.87 父 10.解析：单摆的周期T=2 摆线断裂后，由h=2gt得：下落时间1√g t=14√g 管案：受+侣 高二物理寒假作业（十四）机械波 1.A波源和介质是形成机械波的两个必不可少 的条件，故A正确.简谐运动形成的波在介质中 传播时，介质中各质，点都做简谐运动，在波的传 播方向上，后面的质点比前面的质点总要晚一 些开始振动，但质点本身并不随波的传播而发 生迁移，而且各质点的振动步调不一致，故B、 C、D均错误. 2.B产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间 距离变化，使观察者接收到的频率发生了变化， 但波源频率并不改变，A错误；发生干涉现象时， 介质中振动加强的质点振幅最大，振动减弱的质 点振幅最小，若两列波的振幅相等，振动减弱的 质点的振幅为零，B正确；质，点做简谐运动时，一 个周期内通过的路程是四个振幅，与波长无关，C 错误；波速由介质决定，频率由波源决定，当声波实验：用单摆测量重力加速度 高二物理寒假作业（十三） 受迫振动、共振 3.共振现象在生产中的利用和防止 知-识点一记 (1)利用：由共振的条件知，要利用共振， 1.对共振条件的理解 就应尽量使驱动力的频率与物体的固有 (1)从受力角度看：当振动物体所受驱动 力的方向跟它的运动方向相同时，驱动 频率一致.如：共振筛、共振转速计等， 力对它起加速作用，使它的振幅增大，当 (2)防止：由共振曲线可知，在需要防止 驱动力的频率等于物体的固有频率时， 共振危害时，要尽量使驱动力的频率和 它的每一次作用都使物体的振幅增加， 固有频率不相等，而且相差越大越好 从而振幅达到最大 如：部队过桥应便步走 (2)从功能关系看：当驱动力的频率等于 物体的固有频率时，驱动力始终对物体 精典题一练 做正功，使振动能量不断增加，振幅不断 1.自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小， 增大，直到增加的能量等于克服阻尼作 下列说法正确的是 用损耗的能量，振幅才不再增加： 2.简谐运动、阻尼振动与受迫振动的对比 A.机械能守恒 简谐运动 阻尼振动 受迫振动 B.能量正在消失 产生 受阻力和 不受阻力作用受阻力作用 C.总能量守恒，机械能减小 条件 驱动力作用 频率 固有频率 频率不变 驱动力频率 D.只有动能和势能的相互转化 大小变化 振幅 不变 减小 2.下列说法中不正确的是 不确定 A.实际的自由振动必然是阻尼振动 振动 形状不确定 图像 B.在外力作用下的振动是受迫振动 C.阻尼振动的振幅越来越小 弹簧振子振敲锣打鼓发 扬声器纸盆 实例动，单摆做小出的声音越振动发声，钟 D.受迫振动稳定后的频率与自身物理条 角度摆动 来越弱 摆的摆动 件无关 ·36· 3.下列说法不正确的是 6.关于机械振动，下列说法不正确的是 A.挑水时为了防止水从桶中荡出，可以 ( 加快或减慢走路的步频 A.做简谐运动的质点，其振动能量与振 B.在连续均匀的海浪冲击下，停在海面 幅有关 的小船上下振动，是共振现象 B.做简谐运动的物体经过平衡位置时所 C.部队要便步通过桥梁，是为了防止桥 受合外力一定为零 梁发生共振而坍塌 C.单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球 D.较弱声音可震碎玻璃杯，是因为玻璃 质量无关 杯发生了共振 D.单摆在周期性的外力作用下做受迫运 4.下列叙述中不属于共振现象的有( 动，外力的频率越大，单摆的振幅可能 A.大队人马迈着整齐步伐过桥可能会导 越小 致桥梁断裂 7.物体做受迫振动，若驱动力的频率小于 B.耳朵凑近空热水瓶口能听到嗡嗡的 物体的固有频率，则在驱动力的频率逐 声音 渐增大的过程中，物体的振幅将() C.海上风暴引起的强烈震动所产生的次 A.增大 B.减小 声波（频率f<20Hz)可使海员丧命 C.先增大后减小D.先减小后增大 D.把弹簧振子拉到距离平衡位置最远时 8.(多选)如图是单摆做阻尼振动的振动图 放手，则此时振幅最大 线，说法正确的是 5.利用单摆测重力加速度时，若测得g值 偏大，则可能是因为 A.单摆的摆球质量偏大 B.测量摆长时，只考虑了摆线长，忽略了 A.振动过程中周期变小 小球的半径 B.振动过程中周期不变 C.测量周期时，把n次全振动误认为是 C.摆球A时刻的势能等于B时刻的 n+1次全振动 势能 D.测量周期时，把n次全振动误认为是 D.摆球A时刻的动能等于B时刻的 n一1次全振动 动能 ·37· 9.在“利用单摆测定重力加速度”的实验 10.如图所示，摆长为L的单摆 中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g 竖直悬挂后摆球在最低点O 只委测出多组单程的摆长1和运 0 距离地面高度为h,现将摆 球拉至A点无初速度释放， 动周期T,作出T一（图像，就可以求出 摆角为(0<5°).当摆球运动到最低点 当地的重力加速度.理论上T一1图像是 O时，摆线突然断裂.不计空气阻力，重 一条过坐标原点的直线，某同学根据实 力加速度为g,求摆球从A点开始运动 验数据作出的图像如 ↑T1s2 到落地经历的时间. 图所示 (1)造成图像不过坐标 -10 99 l/em 原点的原因可能是 (2)由图像求出的重力加速度g= m/s2.(x2取9.87) ·38