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《2018年高考物理二轮复习第十五章选考部分专题15.2单摆及其相关实验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、专题15.2单摆及其相关实验一．选择题1.(多选)(2017·安徽江淮联考)某实验小组在研究单摆时改进了实验方案,将一力传感器连接到计算机上。图甲中O点为单摆的固定悬点,现将小摆球(可视为质点)拉至A点,此时细线处于张紧状态,释放摆球,则摆球将在竖直平面内的A、B、C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10°且是未知量。同时由计算机得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线图乙(Fmax、Fmin、t1、t2均为已知量),且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻(重力加速度为g)。根据题中(包括图中)
2、所给的信息,下列说法正确的是( )A.该单摆的周期为t2B.根据题中(包括图中)所给的信息可求出摆球的质量C.根据题中(包括图中)所给的信息不能求出摆球在最低点B时的速度D.若实验时,摆球做了圆锥摆,则测得的周期变长E.若增加摆球的质量,摆球的周期不变【参考答案】ABE 【名师解析】由乙图可知单摆的周期T=t2,故选项A正确;在B点拉力有最大值,根据牛顿第二定律Fmax-mg=m;在A、C两点有拉力最小值,Fmin=mgcosα。由A到B机械能守恒,即mgl(1-cosα)=mv2,由此可求得摆球的质量m=,故选项B正确,选项C错误;若实验
3、时,摆球做了圆锥摆,则周期的表达式为T=2π,显然周期变小,故选项D错误,根据单摆周期公式T=2π可知,单摆周期与摆球质量无关,故选项E正确。2.[多选]一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则下列说法正确的是( )A．此单摆的固有周期约为2sB．此单摆的摆长约为1mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动E．此单摆的振幅是8cm【参考答案】AB3．[多选]如图所示为两单摆分别在受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是( )A．若两摆的受迫振动分别在月球上和地球上进行
4、，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B．若两摆的受迫振动是在地球上同一地点进行，则两摆摆长之比LⅠ∶LⅡ＝25∶4C．图线Ⅱ若表示在地面上完成的，则该单摆摆长约为1mD．若摆长均为1m，则图线Ⅰ表示在地面上完成的【参考答案】ABC4．[多选](2016·慈溪月考)将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动。用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是( )A．这个实验说明了动能和势能可以相互转化，转化过程中机械能守恒B．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9∶4
5、C．摆球经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D．摆球经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变【参考答案】ABC【名师解析】摆线即使碰到障碍物，线的拉力对小球也不做功，整个过程中只有重力做功，所以机械能守恒，其仍能回到原来的高度，选项A正确；频闪照相机拍摄的时间间隔一定，由图可知，摆线碰到障碍物前后的周期之比为3∶2，根据单摆的周期公式T＝2π，得摆长之比为9∶4，故B正确；摆球经过最低点时，线速度不变，半径变小，根据F－mg＝m知，张力变大；根据v＝ωr，知角速度增大，故C正确，D错误。5．(2016·江苏模拟)如图所示为
6、一单摆及其振动图象，重力加速度g＝10m/s2，则此单摆的摆长是( ) A．1m B．2m C．3m D．4m【参考答案】A二．计算题1.如图所示，光滑圆弧槽半径为R，A为最低点，圆弧的最高点到A的距离远小于R，两个可视为质点的小球B和C都由静止开始释放，要使B、C两球在A点相遇，问B到A点的距离H应满足什么条件？【答案】H＝(n＝1，2，3，…)【名师解析】由题意知C球做简谐运动，B球做自由落体运动，C、B球相遇必在A点。C球从静止开始释放至到达A点经历的时间为tC＝(2n－1)＝(n＝1，2，3，…)B球到A点的时
7、间tB＝因为相遇，则有tB＝tC所以H＝(n＝1，2，3，…)2. 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。设向右为正方向。图乙是这个单摆的振动图象。根据图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10m/s2，试求摆长。【答案】(1)Hz (2)B处(3)0.162m三．实验题1．(2016·杭州高三模拟)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的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了实验数据，并
8、由计算机绘制了T2－L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________(选填“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
