2019-2020年高考物理 考前拔高看题 单摆及其周期.doc

2019-2020年高考物理 考前拔高看题 单摆及其周期1、一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是( )At1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小 a+ U0 D! f/ I c2 YBt2时刻摆球速度最大，振动方向沿x正方向$ I$ f W& A: - Y. + j# F7 Ct3时刻摆球速度为零，加速度最大，方向沿x负方向0 T( N+ T+ d$ H$ b0 T0 J$ ZDt4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大( f1 D2 % * d& j B答案 D2、一小球挂于O点，细线长为L，O点正下方L/2处有一铁钉。将小球拉至A处无初速释放，摆角很小，这个摆的周期是( )A & G9 Y5 G - g d j1 PB; B4 V# L& a7 V* E# ! I# ) G C; O5 e/ U; ( g) L. Y D1 e+ Q5 1 Z! A _5 _答案 B3、以下物理学知识的相关叙述，其中正确的是( )A用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振! 9 T4 W; P( W( W8 g4 B; F7 _* b: 2 V B变化的电场周围不一定产生变化的磁场/ A8 R9 / S! 8 _% N4 J: M, f9 C交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理/ g: 3 C: h. M8 c) Q) K! 3 ?& f D狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关0 T9 O- X4 S* ) g5 b E在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜。 答案 B D E4、如图所示，固定曲面AC是一段半径为4.0米的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A 点，AB=10cm，现将一小物体先后从斜面顶端C和斜面圆弧部分中点D处由静止释放，到达斜曲面低端时速度分别为v1和v2，所需时间为t1和t2，以下说法正确的是：（ ）Av1 v2 , + _3 J4 D9 b5 W: K* gBt1 t23 L3 & D3 D3 K g Cv1 v2& I F O$ C K0 M* g7 b Dt1 = t2& V# f& K5 H4 U 答案 AD5、某实验小组拟用如图1所示装置研究滑块的运动。实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等。实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆在垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置。 在图2中，从纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致。 用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：、（写出2个即可）。答案 B摆长变化，漏斗重心变化、液体痕迹偏粗、阻力变化等6、如图所示，在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆，其中a、c摆长相等。让a摆在垂直于水平绳的方向振动起来，通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力，使它们各自做受迫振动。可以观察到b、c、d三个摆的运动情况是( )A三个摆的振动周期相同 * L* c. E7 c: W/ I. YB三个摆的振动振幅相同. ; i6 Q( K& M Cb摆的振动振幅最大/ T e, Y2 I/ S$ G 7 U Dd摆的振动周期最小# , g- E8 T& F2 H6 Q! L 答案 D7、（1）有一游标卡尺，主尺的最小分度是1 mm，游标上有20个小的等分刻度用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是_mm；（2）如图乙，用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图所示的读数是_ mm. 答案 13.55mm；0.680mm。解析试题分析：甲的读数为：13mm+11=13.55mm；乙的读数为：0.5mm+18=0.68mm。8、如图所示，惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟， 钟摆摆动的周期由钟摆的等效摆长（整个钟摆重心到悬挂点的距离），旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的重圆盘沿摆杆上下移动，为了使原来计时正确的钟摆在以下变化时计时依然正确，以下说法正确的是( )A把摆钟从福建移到北京(北京g较大)应使圆盘沿摆杆上移! f$ _) % D6 X2 eB摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移 J; j0 _: Y( R0 5 9 T: Z 2 ?C冬季走时正确，到夏季时应使圆盘沿摆杆上移, Q/ N+ T+ P, a* D# Q ?+ LD把摆钟从地球带到月球，一定可以通过向上移动圆盘调节到计时正确8 T f- U) G i7 U答案 C9、如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是( )A摆长约为10cm4 I9 # f# K8 G( T* QB摆长约为1m+ E; P) U4 b, _* R H2 F0 Q/ PC若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动7 J2 g% Y) V/ Q. CD若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动) B& e7 V( N; F+ E答案 BD10、如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力频率f的关系，下列说法正确的是( )A摆长约为10cmB摆长约为10mC若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动答案 D解析试题分析：根据图像可知，当驱动力的频率为0.5HZ时，振幅最大，所以单摆的频率也为0.5HZ，周期为2s。根据，可求得L=1m; 若增大摆长，则周期增大，频率减小，所以共振曲线的“峰”将向左移动。选项 D正确。11、如图，在：半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm。将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为s，在最低点处的加速度为m/s2。(取g10m/s2)答案 0.0812、如图，蛇形摆是演示单摆周期与摆长关系的实验装置。现将10个摆球由平衡位置沿x轴正方向移动相同的一小位移，然后同时释放，摆球整体看上去像舞动的蛇。从左向右，10个摆的振动周期依次(选填“增大”、“减小”或“不变”)；若摆长最长的摆为秒摆(周期为2s)，则其摆长为m(取g9.80m/s2，结果保留1位有效数字)。答案 减小，113、如图所示为一单摆的共振曲线，根据曲线可求得此单摆摆长为，若该单摆的摆长变短，则此共振曲线振幅A最大值对应的横坐标f的值将（选填“增大”、“减小”或“不变”）（取g=2）。答案 1m，增大14、摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t=0)，当振动至时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的答案 C15、如图所示，当单摆摆球经过平衡位置O向右做简谐运动的瞬间，一个以速度v做匀速运动的小球，同时经过O正下方A点在水平面上向右运动，与竖直墙壁B碰撞后以原速率返回，求B、A间距满足什么条件，才能使小球恰好返回A点时摆球也经过平衡位置O？设球与墙壁碰撞时间不计，摆长为L答案 B、A间距为（n=1，2，3）时，才能使小球恰好返回A点时摆球也经过平衡位置O解析试题分析：摆球A做简谐运动，当其与B球发生碰撞后速度改变，但是摆动的周期不变而B球做匀速直线运动，再次相遇的条件为B球来回所需要的时间为单摆半周期的整数倍B球运动时间t=nT /2 （n=1，2，3）又t=2x /v ，联立解得：（n=1，2，3）16、图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置，当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系。第一次以速度匀速拉动木板，图乙给出了砂摆振动的图线；第二次使该砂摆的振幅减半，再以速度匀速拉动木板，图丙给出了砂摆振动的图线。由此可知，砂摆两次振动的周期和以及拉动木板的速度和的关系是( )A B C D答案 17、一绳长为L的单摆，在平衡位置正上方的P处有一个钉子，如图2所示，这个摆的周期是( )A% 2 J5 E( F1 ; A8 B a# - A B e. C: f# R; R1 K. eC$ S0 j! K1 G4 V9 A# _7 PD2 S6 b/ i/ . R; D f5 S答案 D18、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。右图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后放手让小球自由下落。由此图线所提供的信息，以下判断正确的是。At2时刻小球速度最大3 U C Z1 7 I- U5 O M Bt1t2期间小球速度先增大后减小6 i) X3 i* % D4 P Ct3时刻小球动能最小0 Z+ K# B. J& P Dt1与t4时刻小球动量一定相同- V% G c; J# i3 K 答案 B19、有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如右图所示，(悬点和小钉未被摄入)，P为摆动中的最低点。已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为( )A3L/47 g e$ E2 R/ R* T3 X2 K2 O6 VBL/2) % _8 / C; JCL/43 J2 . g$ V- D无法确定$ / e 2 G D* 答案 A20、某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为101.00cm，摆球直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为101.5 s。则： （1）他测得的重力加速度g =m/s2.（计算结果取三位有效数字）（2）他测得的g值偏小，可能原因是：A实验中误将51次全振动计为50次。/ F! B( g3 L$ e; M2 ?B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了。 ?7 J5 # I4 P- H1 iC开始计时时，秒表过迟按下。6 T 0 _/ * # PD实验中误将49次全振动计为50次。/ - c1 N$ j6 Z: c4 d（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L和T的数值，再以L为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率K。则重力加速度g =。（用K表示） 答案 g = 9.76 m/s2 Ag = 42/K（用K表示）21、如图所示的单摆,摆球a向右摆动到最低点时,恰好与一沿水平方向向左运动的黏性小球b发生碰撞,并黏接在一起,且摆动平面不变.已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h,摆动的周期为T,a球质量是b球质量的5倍,碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半.则碰撞后( )A摆动的周期为 T 1 ?, 5 d* 6 _1 Y# V; _B摆动的周期为 T1 % P* A0 + C, h S: AC摆球的最高点与最低点的高度差为0.3 h# H- D# L1 & ?; U* C0 c% ! RD摆球的最高点与最低点的高度差为0.25 h 1 O1 d! M- C P2 d N/ D h8 F答案 D22、如图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置设摆球向右运动为正方向图乙是这个单摆的振动图象根据图象回答： (1) 开始时刻摆球在何位置？ (2) 写出摆球做简谐运动的表达式 (3)若当地的重力加速度为10 m/s2，这个摆的摆长是多少？（）答案 （1）B位置（2）（3）0.16 m23、图3中各摆球可视为质点，各段绳长均为l，摆角均小于10，(a)图在垂直纸面内摆动，(b)图中电梯匀加速上升，加速度为a，(c)图摆球带正电，磁场垂直纸面向外，(d)图摆球带正电，电场方向向下以下说法正确的是（）Aa图中摆球的周期最小 5 T3 b& F( c* V( # H/ E Bb和d图中摆球的周期不可能相等5 _! G- L+ J9 G( _ A2 A Cc图中摆球的周期与未加磁场时是相同的! C4 U P, i# Y# D1 Z0 Y Dd图中摆球的周期是最大的 F+ h6 F4 I; , W Q3 I3 j% g 答案 C24、如下图所示是演示沙摆振动图象的实验装置和在木板上留下的实验结果，沙摆运动可看作是简谐运动，若用力F向外拉木板，使木板做匀速运动，速度大小是0.2m/s。已知乙图所示的一段木板的长度是0.6m，那么这次实验所用的沙摆的摆长约为（计算时可以取）答案 25、摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t0)，当振动至t时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的 ( ) 答案 C26、一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是( ) ( )答案 C27、“单摆的周期T与摆长L的关系”的实验中，某次测量小球的直径的示数如图1所示，图中游标上10格的长度为19mm，则小球的直径d为mm。用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示，由图可读出时间为s。 （2）有两位同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2L图象，如图甲所示去北大的同学所测实验结果对应的图线是(填“A”或“B”)另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象如图乙所示，由图可知，两单摆的摆长之比答案 （1） 16.4、 96.8；（2） B、 4/9；28、图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置设摆球向右方向运动为正方向图乙是这个单摆的振动图象根据图象回答： (1)单摆振动的频率是 (2)开始时刻摆球的位置是 (3)若当地的重力加速度为10 m/s2，摆长是答案29、某兴趣小组想要探究单摆的周期T与摆长、摆球质量m的关系：（1）（4分）为了探究周期T与摆长、摆球质量m的关系，应利用_法完成此实验；为了准确测量单摆的周期，应使摆球振动稳定后且经过_位置开始计时。 （2）（4分）他们在探究周期T与摆长的关系时，测得如下5组数据，请在图中选择恰当坐标，作出直观反映周期T与摆长关系的图像。数值; O# f5 f! W7 B* S8 S% C / a, N5 K! E- K) R K 次数项目* B% M$ M2 J1# B+ h3 U( - J0 R0 E7 L/ Q3 g2) a L0 0 N; K$ I% ( W2 M 3* E Q ( j0 S# - ?5 4- C* c0 Y3 A2 I3 ? 5. L, W4 G) h& Y % , X4 ) i* R* h6 $ U1.785 K5 c; W c 1 1.90, P6 b* N. C0 ?9 W! P4 1.997 U - 1 S, j& i, L+ h2 W0 b 2.10: X2 C J$ Y2 g% R2.197 S: 8 V9 e$ J( g$ X （）. e( Z2 J& g # e 3.193 M3 F% E) ( E* L: j d 3.60M5 e. C: M- V( ; c U3.99! 6 i4 K0 ) j# Y- T( Z# j 4.406 I2 d# ?. a2 7 j8 H: O d( 4.792 b7 P9 B U! K4 H- Z W# Y* （）; d3 Y j+ f3 ? 0.80/ Z2 O% i4 D% ( * J. B. L3 0.908 X2 N+ _, g+ I/ P9 J) U) g 1.003 K8 4 d( 0 f; + d b% G* V+ h 1.105 Q# O9 b7 * K- Y4 3 R 1.20) . L1 Y C9 Q0 V* A* ?& N P （）/ c6 $ i# J, D a8 3 U 0.642 M0 C( P0 7 X* N 0.81. B G: 7 S# B0 a 1.00 K; E# O- e* P, T6 _6 i K 1.212 e L# N/ U! X9 ? b 1.44! . T% K I; C6 U& ; R& P （3）（3分）根据图像求得当地的重力加速度g=_m/s2。（保留三位有效数字）（4）（3分）某学生做实验时固定好装置后先测摆长，然后测出周期，发现测得的重力加速度偏大，原因可能是_（填选项前字母） A单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了 I2 L7 B M+ U; ) C) D B把摆球n次经过最低点的时间误记为(n + 1)次经过最低点的时间- P- E: B6 T% L1 F C计时结束时，秒表过早按下 9 B: a : J+ X% C1 D单摆所用摆球质量过大- X7 % ?5 Q J# J$ T 答案 （1）（4分）控制变量法平衡位置（2）（4分）作图略（选对坐标给2分）（3）（3分）（4）（3分）BC (漏选得2分)30、如图所示，用单摆测重力加速度，其中L0、d、n、t分别表示实验时已测得的数据。根据这些数据可以算出：悬线长度（m）4 * f$ c. 3 H* i 摆球直径（m） E8 U0 T$ B R全振动次数/ c A# K8 A8 Y, M5 G# S R7 * F) 完成n次全振动的时间（s）5 H% K0 + - C H; L8 L0; L b S7 P g$ X, C9 D# D d F/ G7 E5 d ? ?6 P- ?! V, Yn6 M$ f( R% 3 Z0 F0 e1 M t1 Z2 S& X6 Q. V- j6 D! Y8 Y （1）单摆的摆长L_；（2）单摆的周期T_；（3）当地的重力加速度g_； 答案 L0d/2 ， t/n ，42n2(L0+d/2)/t2