高中物理人教版4本册总复习学业分层测评4

学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于单摆，下列说法正确的是()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所受的合力C．摆球经过平衡位置时，所受的合力不为零D．摆角很小时，摆球所受合力的大小跟摆球相对于平衡位置的位移大小成正比E．摆角很小时，摆球的回复力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比【解析】回复力是使摆球回到平衡位置的力，其方向总是指向平衡位置，A选项正确；摆球所受的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，不是摆球所受的合力，B选项错误；摆球经过平衡位置时，回复力为零，但由于摆球做圆周运动，有向心力，合力不为零，方向指向悬点，C选项正确；摆角很小时，回复力与摆球相对于平衡位置的位移大小成正比，但合力没有此关系，D选项错误．E选项正确．【答案】ACE2．发生下述哪一种情况时，单摆周期会增大()【导学号：23570024】A．增大摆球质量B．增加摆长C．减小单摆振幅D．将单摆由山下移到山顶E．把单摆放在减速上升的升降中【解析】由单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，g减小或L增大时周期会变大．【答案】BDE3.一个单摆做小角度摆动，其振动图象如图11­4­5所示，以下说法正确的是()图11­4­5A．t1时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小B．t2时刻摆球速度最大，但加速度不为零C．t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D．t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大E．t4时刻摆球所受合力为零【解析】由振动图象可知：t1和t3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.【答案】ABD4．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的eq\f(1,2)，则单摆摆动的频率________，振幅变________．【解析】单摆的周期和频率由摆长和当地的重力加速度决定，与摆球的质量和速度无关；另外由机械能守恒定律可知，摆球经过平衡位置的速度减小了，则摆动的最大高度减小，振幅减小．【答案】不变小5．把在北京调准的摆钟，由北京移到赤道上时，摆钟的振动变________了，要使它恢复准确，应________摆长.【导学号：23570025】【解析】把标准摆钟从北京移到赤道上，重力加速度g变小，则周期T＝2πeq\r(\f(l,g))＞T0，摆钟显示的时间小于实际时间，因此变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长．【答案】慢缩短6．在月球上周期相等的弹簧振子和单摆，把它们放到地球上后，弹簧振子的周期为T1，单摆的周期为T2，则T1和T2的关系为________．【解析】弹簧振子的周期与重力加速度无关，故其周期不变；单摆的周期为T＝2πeq\r(\f(L,g))，由于g的增大，故单摆的周期减小，故有T1＞T2.【答案】T1＞T27．摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(即取作t＝0)，当振动至t＝eq\f(3π,2)eq\r(\f(l,g))时，摆球恰具有负向最大速度，画出单摆的振动图象.【导学号：23570026】【解析】t＝eq\f(3π,2)eq\r(\f(l,g))＝eq\f(3,4)T，最大速度时，单摆应在平衡位置，y＝0，v方向为－y，沿y轴负方向．【答案】8．将秒摆的周期变为4s，应怎样调摆长？【解析】单摆的周期与摆球的质量和振幅均无关，对秒摆，T0＝2πeq\r(\f(l0,g))＝2s，对周期为4s的单摆，T＝2πeq\r(\f(l,g))＝4s，故l＝4l0.【答案】将单摆的摆长变为原来的4倍[能力提升]9.如图11­4­6所示，用绝缘细丝线悬挂着的带正电的小球在匀强磁场中做简谐运动，则()图11­4­6A．当小球每次通过平衡位置时，动能相同B．当小球每次通过平衡位置时，速度相同C．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力不相同D．磁场对摆的周期无影响E．撤去磁场后，小球摆动周期变大【解析】小球在磁场中运动时，由于洛伦兹力不做功，所以机械能守恒．运动到最低点，球的速度大小相同，但方向可能不同，A项正确，B项错误．小球从左、右两方向通过最低点时，向心力相同，洛伦兹力方向相反，所以拉力不同，C项正确．由于洛伦兹力不提供回复力，因此有无磁场，不影响振动周期，D项正确，E项错误．【答案】ACD10．一个摆长为l1的单摆，在地面上做简谐运动，周期为T1，已知地球的质量为M1，半径为R1；另一摆长为l2的单摆，在质量为M2，半径为R2的星球表面做简谐运动，周期为T2.若T1＝2T2，l1＝4l2，M1＝4M2，则地球半径与星球半径之比R1∶R2为________.【导学号：23570027】【解析】在地球表面单摆的周期T1＝2πeq\r(\f(l1,g))……①，在星球表面单摆的周期T2＝2πeq\r(\f(l2,g′))……②，eq\f(GM1,R\o\al(2,1))＝g……③，Geq\f(M2,R\o\al(2,2))＝g′……④.联立①②③④得eq\f(R1,R2)＝eq\r(\f(M1,M2))·eq\r(\f(l2,l1))·eq\f(T1,T2)＝eq\f(2,1).【答案】2∶111.在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g＝eq\f(4π2l,T2).只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2­l图象，就可以求出当地的重力加速度．理论上T2­l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图11­4­7所示．图11­4­7(1)造成图象不过坐标原点的原因可能是________．(2)由图象求出的重力加速度g＝________m/s2.(π2取【解析】(1)既然所画T2­l图象与纵坐标有正截距，这就表明l的测量值与真实值相比偏小了，则意味着测摆长时可能漏掉了摆球半径．(2)图象的斜率k＝eq\f(4π2,g)＝4，则g＝eq\f(4π2,k)＝m/s2.【答案】(1)测摆长时漏掉了摆球半径(2)12．图11­4­8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：图11­4­8(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个摆的摆长是