格物学 力学简谐运动的两种基本模型

单摆的周期及应用-简谐运动的两种基本模型知识点专题进阶单选题自测题解析-河北省等高中物理,平均正确率50.0%

2025-09-08
单摆的周期及应用-简谐运动的两种基本模型知识点专题进阶单选题自测题解析-河北省等高中物理,平均正确率50.0%
2、['单摆的周期及应用', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%有一个环绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船,它距地面的高度恰好等于地球的半径.在飞船船舱中有一单摆,摆球质量为$${{m}}$$,摆长为$${{L}}$$,摆角很小,设摆球所受重力为$${{G}}$$,摆动周期为$${{T}}$$,地面重力加速度为$${{g}_{0}}$$,则$${{(}{)}}$$

C

A.$$G=0, ~ T=0$$

B.$$G=\frac{1} {2} m g_{0}, \, \, T=0$$

C.$$G={\frac{1} {4}} m g_{0}$$,$$T=4 \pi\sqrt{\frac{L} {g_{0}}}$$

D.$$G=\frac{1} {4} m g_{0,} T$$为无限大(即单摆不摆动)

5、['单摆的周期及应用']

正确率60.0%在同一地点,两个单摆的摆长之比为$${{4}{:}{1}}$$,摆球的质量之比为$${{1}{:}{4}}$$,则它们的频率之比为(

B

A.$${{1}{:}{1}}$$

B.$${{1}{:}{2}}$$

C.$${{1}{:}{4}}$$

D.$${{4}{:}{1}}$$

6、['钟摆调整', '单摆的周期及应用']

正确率40.0%在北京走时准确的摆钟,搬到赤道后走时将(

C

A.变慢,调准时应增加摆长

B.变快,调准时应增加摆长

C.变慢,调准时应减小摆长

D.变快,调准时应减小摆长

7、['单摆的周期及应用']

正确率60.0%将秒摆(周期为$${{2}{s}}$$的单摆)的周期变为$${{4}{s}}$$,下面哪些措施是正确的

C

A.只将摆球质量变为原来的$${{4}}$$倍

B.只将振幅变为原来的$${{2}}$$倍

C.只将摆长变为原来的$${{4}}$$倍

D.只将摆长变为原来的$${{1}{6}}$$倍

9、['简谐运动的定义及特征', '单摆的周期及应用']

正确率60.0%一个摆长为$${{1}{.}{0}{m}}$$的单摆在某地做简谐运动的周期恰为$${{2}{.}{0}{s}}$$.若将其摆长减小到$$0. 2 5 \mathrm{m}$$,摆球质量减小到原来的一半,仍在该地做简谐运动,则其振动周期为(

C

A.$$0. 2 5 \mathrm{s}$$

B.$${{0}{.}{5}{s}}$$

C.$${{1}{.}{0}{s}}$$

D.$${{2}{.}{0}{s}}$$

10、['利用机械能守恒解决简单问题', '单摆的周期及应用', '向心力', '牛顿第二定律的简单应用']

正确率40.0%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$$\sqrt{2} \colon\mathrm{\bf~ 1}.$$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(

D

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

2、飞船距地面高度等于地球半径,则轨道半径 $$r = 2R$$(R 为地球半径)。由万有引力公式,飞船内重力加速度 $$g' = \frac{{GM}}{{r^2}} = \frac{{GM}}{{(2R)^2}} = \frac{{1}}{{4}} \frac{{GM}}{{R^2}} = \frac{{1}}{{4}} g_0$$。因此摆球所受重力 $$G = m g' = \frac{{1}}{{4}} m g_0$$。单摆周期公式 $$T = 2\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{g'}}}} = 2\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{\frac{{1}}{{4}} g_0}}}} = 4\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{g_0}}}}$$。故正确答案为 C。

5、单摆频率公式 $$f = \frac{{1}}{{2\pi}} \sqrt{{\frac{{g}}{{L}}}}$$,频率与摆球质量无关。摆长之比为 4:1,则频率之比 $$f_1 : f_2 = \sqrt{{\frac{{1}}{{L_1}}}} : \sqrt{{\frac{{1}}{{L_2}}}} = \sqrt{{L_2}} : \sqrt{{L_1}} = \sqrt{{1}} : \sqrt{{4}} = 1 : 2$$。故正确答案为 B。

6、赤道重力加速度 $$g$$ 小于北京,由周期公式 $$T = 2\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{g}}}}$$ 知,周期变大,钟变慢。为调准需减小周期,应减小摆长 $$L$$。故正确答案为 C。

7、秒摆周期由 2s 变为 4s,即周期变为 2 倍。由 $$T = 2\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{g}}}}$$,周期与摆球质量和振幅无关,只与摆长平方根成正比。故需摆长变为原来 4 倍。正确答案为 C。

9、原周期 $$T = 2\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{g}}}} = 2s$$,摆长变为 $$L' = 0.25m$$(原长的 1/4),质量减半不影响周期。新周期 $$T' = 2\pi \sqrt{{\frac{{L'}}{{g}}}} = 2\pi \sqrt{{\frac{{0.25L}}{{g}}}} = \frac{{1}}{{2}} \times 2\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{g}}}} = \frac{{1}}{{2}} \times 2s = 1s$$。故正确答案为 C。

10、两单摆周期之比 $$T_甲 : T_乙 = \sqrt{{2}} : 1$$,由 $$T = 2\pi \sqrt{{\frac{{L}}{{g}}}}$$ 得摆长之比 $$L_甲 : L_乙 = 2 : 1$$。摆线水平释放,机械能守恒,最低点动能 $$E_k = m g L$$,故动能之比为 2:1,不相等。向心加速度 $$a = \frac{{v^2}}{{L}} = \frac{{2gL}}{{L}} = 2g$$,与摆长无关,故向心加速度相等。悬线拉力 $$F = m g + \frac{{m v^2}}{{L}} = m g + 2m g = 3m g$$,与摆长无关,故拉力相等。机械能 $$E = m g L$$,不相等。故正确答案为 C 和 D。

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