高中物理第十一章机械振动114单摆课后同步练习新人教版.docx
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高中物理第十一章机械振动114单摆课后同步练习新人教版
2019-2020年高中物理第十一章机械振动11.4单摆课后同步练习新人教版
1．一个摆钟在地球上时，摆的振动周期为T1，在某一密度与地球密度相同、半径是地球半径2倍的星球上时，摆的振动周期为T2。
由此可以确定T1:
T2为
A． B．
C． D．2
【答案】C
2．甲、乙两个单摆摆球质量相等，它们做简谐运动时，其周期之比为。
如果两摆的悬点处于同一高度，将摆线拉到水平位置伸直，自由释放摆球，则两摆球经过各自的最低点时
A．甲、乙两摆球的动能相等
B．悬线对甲摆球的拉力大于悬线对乙摆球的拉力
C．甲、乙两摆球的机械能不相等
D．两摆球的向心加速度相等
【答案】D
3．当摆角很小时（θ<10°），单摆的振动是简谐运动，此时单摆振动的回复力是
A．摆球重力与摆线拉力的合力
B．摆线拉力沿圆弧切线方向的分力
C．摆球重力、摆线拉力及摆球所受向心力的合力
D．摆球重力沿圆弧切线方向的分力
【答案】D
4．某单摆在摆动过程中由于阻力作用，机械能逐渐减小，则单摆振动的
A．频率不变，振幅不变
B．频率改变，振幅不变
C．频率不变，振幅改变
D．频率改变，振幅改变
【答案】C
5．如图所示为某一质点在0~4s时间内的振动图象，下列叙述中正确的是
A．该质点2.5s时向正方向振动
B．该质点2.5s时加速度方向为负方向
C．该质点2s时加速度最大，且方向为负方向
D．该质点5s时加速度最大，且方向为负方向
【答案】D
6．某单摆由1m长的摆线连接—个直径2cm的铁球组成，关于单摆周期，以下说法正确的是
A．用等大的铜球代替铁球，单摆的周期不变
B．用大球代替小球，摆长会变化，单摆的周期不变
C．摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小
D．将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变大
【答案】A
7．有一个正在摆动的秒摆（周期为2s），在t=0时正通过平衡位置向右运动，当t=1.7s时，摆球的运动是
A．正向左作减速运动，加速度大小在增加
B．正向左作加速运动，加速度大小在减少
C．正向右作减速运动，加速度大小在增加
D．正向右作加速运动，加速度大小在减少
【答案】D
8．单摆在空气中做阻尼振动，下列说法中正确的是
A．位移逐渐减小
B．速度逐渐减小
C．动能逐渐减小
D．振动的能量逐渐转化为其他形式的能
【答案】D
9．一个单摆挂在电梯内，发现单摆的周期增大为原来的2倍，可见电梯在做加速度运动，加速度a为
A．方向向上，大小为g/2
B．方向向上，大小为3g/4
C．方向向下，大小为g/4
D．方向向下，大小为3g/4
【答案】D
10．做简谐振动的单摆，在摆动的过程中
A．只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力
B．只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力
C．小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力
D．小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力
【答案】B
11．做简谐运动的单摆，其摆长不变，若摆球的质量增加为原来的倍，摆球经过平衡位置的速度减为原来的，则单摆振动的
A．周期不变，振幅不变
B．周期不变，振幅变小
C．周期改变，振幅不变
D．周期改变，振幅变大
【答案】B
12．关于单摆，下列说法中正确的是
A．摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置
B．摆球受到的回复力是它的合力
C．摆球经过平衡位置时，所受的合力为零
D．摆角很小时，摆球受的合力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比
【答案】A
13．如图所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为R1和R2，圆心分别为O1和O2，所对应的圆心角均小于5°，在最低点O平滑连接。
M点和N点分别位于O点左右两侧，距离MO小于NO。
现分别将位于M点和N点的两个小球A和B（均可视为质点）同时由静止释放。
关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是
A．一定在O点的右侧
B．恰好在O点
C．一定在O点的左侧
D．条件不足，无法确定
【答案】A
14．某同学用单摆测当地的重力加速度。
他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图（a）所示。
通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图象如图（b）所示。
由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会
A．偏大B．偏小
C．一样D．都有可能
【答案】C
15．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显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系曲线，已知木板被水平拉动的速度为0.15m/s，如图乙所示的一段木板的长度为0.60m，则这次实验砂摆的摆长大约为
A．0.03mB．0.5m
C．1.0mD．2.0m
【答案】C
16．如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象中可知
A．两摆球的质量相等
B．两单摆的摆长相等
C．两单摆同时改变运动方向
D．在相同的时间内，两球通过的路程总有
【答案】B
17．我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。
假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为
A．B．
C．D．
【答案】A
18．细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示。
现将单摆向左方拉开一个小角度然后无初速度释放。
对于单摆的运动，下列说法中正确的是
A．摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小
B．摆球在左、右两侧上升的最大高度一样
C．摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等
D．摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的2倍
【答案】AB
19．如图所示，甲、乙是摆长相同的两个单摆，它们中间用一根细线相连，其中一个摆线与竖直方向成θ角。
已知甲的质量大于乙的质量。
当细线突然断开后，两单摆都做简谐运动，在摆动过程中下列说法正确的是
A．甲的振幅小于乙的振幅
B．甲的振幅等于乙的振幅
C．甲的最大速度小于乙的最大速度
D．甲的运动周期大于乙的运动周期
【答案】AC
20．如图所示是描绘沙摆振动图象的实验装置和木板上留下的实验结果。
沙摆的运动可看作简谐运动。
若用手向外拉木板的速度是0.20m/s，木板的长度是0.60m，那么下列说法中正确的是
A．该沙摆的周期为3s
B．该沙摆的频率为1.5Hz
C．这次实验所用的沙摆的摆长约为56cm
D．这次实验所用的沙摆的摆长约为1.5m
【答案】C
21．如图所示实线和虚线分别是同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面的振动图象，其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，则两星球的平均密度ρA:
ρB是
A．1:
2B．:
1
C．4:
1D．8:
1
【答案】C
22．如图所示为一个自制的振动系统。
在泡沫上插上两根弹性很好的细竹片，并用塑料夹夹在竹片上端做成两个“单摆”A、B。
A、B除塑料夹高度不同外，其他条件完全相同。
当底座沿某一方向做周期性振动时，A、B也跟着振动起来。
下述说法正确的是
A．摆A的固有频率比B的大
B．当摆座做周期性振动时，A摆的振动频率比B的大
C．当底座振动频率由零开始从小到大变化（保持振幅不变）时，B开始振幅大，随着频率变大，摆A的振幅比B的大
D．当底座振动频率由零开始从小到大变化（保持振幅不变）时，A开始振幅大，随着频率变大，摆B的振幅比A的大
【答案】AC
23．两个摆长分别为L1和L2的单摆，做小振幅振动，它们的位移时间图象分别如图中的1和2所示，则L1:
L2为___________。
【答案】9:
1
24．
（1）某同学利用单摆测重力加速度，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示，读数为______cm，则该单摆的摆长为______cm，用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图乙所示，则停表读数为______s。
（2）若摆长为L，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图所示，则重力加速度的表达式g=_____________（用题目中的物理量表示）。
【答案】
（1）2.05090.42557.0
（2）
25．在“用单摆测定重力加速度”的实验中
（1）以下关于本实验的措施中正确的是（选填下列选项前的序号）。
A．摆角应尽量大些
B．摆线应适当长些
C．摆球应选择密度较大的实心金属小球
D．用停表测量周期时，应取摆球摆至最高点时开始计时
（2）为了减少实验误差，该同学采用图象法处理数据，通过多次改变摆长，测得多组摆长L和对应的周期T，并作出T2–L图象，如图所示。
若图线的斜率为k，则用k表示重力加速度的测量值g=。
【答案】
（1）BC
（2）
26．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。
这样做的目的是（填字母代号）。
A．保证摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量得更加准确
C．需要改变摆长时便于调节
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）他组装好单摆后，在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为mm，单摆摆长为m。
（3）如图所示的振动图象真实地描述了对摆长为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是（填字母代号）。
【答案】
（1）AC
（2）12.00.9930（3）A
27．单摆测定重力加速度的实验中。
（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲所示，该摆球的直径d=______mm。
（2）实验测得摆长为L，用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式为：
g=____________（用题目中物理量的字母表示）。
（3）若该同学采用图象法处理实验数据，实验中测出不同摆长L以及对应的周期T，作出图线如图所示，利用图线上任两点A、B的坐标（xl，y1）、（x2，y2）可得出重力加速度的表达式g=_____；
（4）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______
A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置一微小角度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T
E．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置一微小角度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T=。
【答案】
（1）14.15
（2）（3）（4）ABE
28．根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度。
如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
（1）记录时间应从摆球经过_________开始计时。
（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________。
A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽量长一些
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T
（3）如果某同学测得的值偏小，可能的原因是________。
A．误将摆线长当作摆长
B．测摆线线长时将摆线拉得过紧
C．摆动过程中悬挂点松动了
D．实验中误将49次全振动计为50次
【答案】
（1）平衡位置
（2）AB（3）AC
29．下面为某同学用单摆测量当地的重力加速度实验部分操作。
（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？
将所选用的器材的字母填在题后的横线上。
A．长1m左右的细绳B．长30m左右的细绳
C．直径2cm的铅球D．直径2cm的木球
E．秒表F．时钟
G．最小刻度是厘米的刻度尺H．最小刻度是毫米的刻度尺
所选择的器材是__________________________________。
（2）用游标卡尺测量小钢球直径，读数如图所示，读数为___________mm。
（3）测出单摆偏角小于5°时完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L，游标卡尺测得摆球直径为d。
用上述测得的量写出测量重力加速度的一般表达式：
g=______。
（4）他测得的g值偏小，可能原因是______。
A．计算时将L当成摆长
B．测摆线长时摆线拉得过紧
C．开始计时时，秒表过迟按下
D．实验中误将30次全振动计为29次
（5）该同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T2–L图线，如图所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得g=。
若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其他测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述T2–L图线法算得的g值和真实值相比是的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】
（1）ACEH
（2）9.8（3）（4）AD（5）不变
2019-2020年高中物理第十一章机械振动11.5外力作用下的振动检测新人教版
1．随着电信业的发展，手机是常用的通信工具，当来电话时，它可以用振动提示人们．振动原理很简单：
是一个微型电动机带动转轴上的叶片转动．当叶片转动后，手机就跟着振动起来．其中叶片的形状是图中的（ ）
【解析】 手机做受迫振动．
【答案】 A
2．下列振动，属于受迫振动的是（ ）
A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的振动
B．打点计时器接通电源后，振针的振动
C．小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动
D．弹簧振子在竖直方向沿上下方向振动
【解析】 受迫振动是振动物体在系统外的驱动力作用下的运动，故只有B对．
【答案】 B
3．部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登高山时，不许高声叫喊，主要原因是（ ）
A．减轻对桥的压力，避免产生回声
B．减少对桥、雪山的冲量
C．避免使桥发生共振和使雪山发生共振
D．使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少
【解析】 部队过桥时如齐步走，给桥梁施加周期性外力，容易使桥的振动幅度增加，即发生共振，造成桥梁倒塌；登山运动员在登高山时高声叫喊，声波容易引发雪山共振而发生雪崩，故应选C.
【答案】 C
4．如图所示，把两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为9Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（ ）
A．甲的振幅较大，且振动频率为18Hz
B．甲的振幅较大，且振动频率为9Hz
C．乙的振幅较大，且振动频率为9Hz
D．乙的振幅较大，且振动频率为72Hz
【解析】 根据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为驱动力的频率等于甲的固有频率，做受迫振动的物体的频率等于驱动力的频率，所以选项B正确．
【答案】 B
5．如图所示是一个弹簧振子做阻尼振动的振动图象，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，下列说法正确的是（ ）
A．振子在A时刻的动能等于B时刻的动能
B．振子在A时刻的势能大于B时刻的势能
C．振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能
D．振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能
【解析】 由于弹簧振子做阻尼振动，所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能，选项C错，D对；由于弹簧的弹性势能与弹簧的形变量（即位移）有关，所以选项B错；振子在A时刻的动能大于B时刻的动能，选项A错．
【答案】 D
6．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害．后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题．在飞机机翼前缘处装置配重杆的目的主要是（ ）
A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡
C．使机翼更加牢固D．改变机翼的固有频率
【解析】 飞机抖动得厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题，需要使系统的固有频率与驱动力的频率差距增大，在飞机机冀前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率，故选项D正确．
【答案】 D
7．研究单摆受迫振动规律时得到如图所示图象，下列说法错误的是（ ）
A．其纵坐标为位移
B．其纵坐标为振幅
C．单摆的固有周期为2s
D．图象的峰值表示共振时的振幅
【解析】 题中图象为受迫振动的振幅随驱动力的频率变化的图线，纵坐标表示振幅，横坐标表示驱动力的频率．当振动的频率与驱动力的频率相同时，振幅最大．所以，固有频率为0.5Hz，固有周期为2s．综上所述，错误选项只有A.
【答案】 A
8.
如图为一单摆的共振曲线，图中横轴表示周期性驱动力的频率，纵轴表示单摆的振幅，求此单摆的摆长．
【解析】 根据图象和共振条件，驱动力频率为0.4Hz，即为单摆的固有频率．再由单摆周期公式可求得结果．
由图象可以看出，当驱动力的频率为0.4Hz时，单摆的振幅最大，此时单摆发生共振．由产生共振的条件可知，单摆的固有频率为0.4Hz，
由T＝2π
＝
可得l＝
＝1.56m.
【答案】 1.56m
能力提升
1．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s．下列说法错误的是（ ）
A．列车的危险速率为40m/s
B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象
C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的
D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行
【解析】 对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象，所以列车的危险速率v＝
＝40m/s，A正确．为了防止共振现象发生，B正确，由v＝
知L增大时，T不变，v变大，D正确，所以A、B、D正确．
【答案】 C
2．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则（ ）
驱动力频率/Hz
30
40
50
60
70
80
受迫振动振幅/cm
10.2
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
A.f固＝60HzB．60HzC．50Hz【解析】 从图所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大．并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢．比较各组数据知f驱在50Hz～60Hz范围内时，振幅变化最小，因此，50Hz【答案】 C
3．（多选）一洗衣机脱水桶在正常工作时非常平衡，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（ ）
A．正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率大
B．正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率比洗衣机的固有频率小
C．正常工作时，洗衣机脱水桶的运转频率等于洗衣机的固有频率
D．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
【解析】 切断电源后洗衣机脱水桶的转速越来越小，即洗衣机脱水桶的运转频率越来越小，由题意，当洗衣机脱水桶正常工作时，非常平衡．可知，正常工作时频率大于洗衣机的固有频率，故A项正确．当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，即洗衣机脱水桶运转频率等于洗衣机固有频率，D项正确．
【答案】 AD
4.
将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示．某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是（ ）
A．t＝0.2s时摆球正经过最低点
B．t＝1.1s时摆球正经过最低点
C．摆球摆动过程中机械能减小
D．摆球摆动的周期是T＝1.4s
【解析】 悬线拉力在摆球经过最低点时最大，t＝0.2s时，F有正向最大值，故A选项正确，t＝1.1s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T＝1.2s，因振幅减小，故机械能减小，C选项正确．
【答案】 C
5.汽车的质量一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k＝1.5×105N/m，汽车开动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f＝
·
（l为弹簧压缩的长度）．若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2Hz，已知汽车的质量为600kg，每个人的质量为70kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受？
（g取10m/s2）
【解析】 当人的固有频率与弹簧振动的频率相等时感觉最难受，则f＝
＝2Hz，解得l＝
m.对汽车和所有的人受力平衡有：
kl＝（M＋nm）g，得n＝4.8≈5（人）．
【答案】 5人
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