物理选择性必修 第一册第2章 机械振动第3节 单摆巩固练习

2.3单摆基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球上受到的万有引力的，在地球上走时准确的摆钟搬到该行星上，时针转一圈所经历的时间为（　　）

A． B． C． D．

2．图中的几个相同的单摆在不同的条件下，关于它们的周期关系，判断正确的是（　　）

A． B．

C． D．

3．如图所示，单摆甲放在空气中，周期为，单摆乙带正电，放在匀强磁场中，周期为，单摆丙带正电，放在匀强电场中，周期为，单摆丁放在静止在水平面上的光滑斜面上，周期为，那么（　　）

A． B．

C． D．

4．如图所示，一小球在光滑槽内做简谐运动，下述方法中哪些可使小球的振动加快（　　）

A．减小小球的振幅 B．增大光滑圆槽的半径

C．增大小球的振幅 D．减小光滑圆槽的半径

5．如图所示的圆周运动,下列说法不正确的是

A．如图a,汽车通过拱桥的最高点处于失重状态置

B．如图b,火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用

C．如图c，钢球在水平面做圆周运动,钢球距悬点的距离为则圆锥摆的周期

D．如图d,在水平公路上行驶的汽车,车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力

6．如图甲所示，光滑圆弧面的半径为，圆弧，且、等高，球从点由静止释放沿圆弧下滑做周期运动，周期为；如图乙所示，、、三个小球在同一水平面内做匀速圆周运动，圆锥摆的悬点与圆心的高度差为，运动周期为、、，关于四个周期，下列说法正确的是（　　）

A． B．

C． D．无法确定大小关系

7．图（1）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v1匀速拉动木板，图（2）给出了砂摆振动的图线；第二次仅使砂摆的振幅减半，再以速度v2匀速拉动木板，图（3）给出了砂摆振动的图线．由此可知，砂摆两次振动的周期T1和T2以及拉动木板的速度v1和v2的关系是（ ）

A．T1∶T2=2∶1 B．T1∶T2=1∶2

C．v1∶v2=1∶2 D．v1∶v2=2∶1

8．如图所示，用两根等长的轻线悬挂一个小球，设绳长L和角α已知，当小球垂直于纸面做简谐运动时，其周期表达式为（　　）

A．π B．2π C．2π D．2π

9．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

10．为了改变单摆做简谐运动的频率，可以（   ）

A．增大摆球质量 B．增大摆线长度

C．减小振幅 D．减小摆线的最大偏角

11．如图所示，单摆的周期为T，则下列说法正确的是（　　）

A．把摆球质量增加一倍，其它条件不变，则单摆的周期变小

B．把摆角变小，其它条件不变，则单摆的周期变小

C．将单摆摆长增加为原来的2倍，其它条件不变，则单摆的周期将变为2T

D．将此摆从地球赤道移到两极上，其它条件不变，则单摆的周期将变短

12．如图甲所示是用沙摆演示振动图像的实验装置，此装置可视为摆长为L的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动，实验时在木板上留下图甲所示的结果．若用手拉木板做匀速运动，速度大小是v．图乙所示的一段木板的长度是s．下列说法正确的是

A．可估算出这次实验所用沙摆对应的摆长

B．若增大手拉木板的速度，则沙摆的周期将变大

C．若减小沙摆摆动时的最大摆角，则沙摆的周期将变小

D．若增大沙摆的摆长，保持拉动木板的速度不变，则仍将得到与图乙完全相同的图样

13．一单摆的摆长为40cm，摆球在t=0时刻正从平衡位置向右运动，若g取10m/s2，则在1s时摆球的运动情况是（　　）

A．正向左做减速运动，加速度正在增大 B．正向左做加速运动，加速度正在减小

C．正向右做减速运动，加速度正在增大 D．正向右做加速运动，加速度正在减小

14．图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球拉至A点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，小于5且大小未知，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，如图乙所示（图中所标字母以及重力加速度g均为已知量）。不计空气阻力。根据题中（包括图中）所给的信息，下列说法中正确的是（　　）

A．该单摆的周期为t0

B．该单摆的摆长为

C．增大摆球质量，周期将变大

D．将此单摆从赤道处移到北极，单摆的周期将变大

15．宇航员将一个单摆带到某一星球上去，发现该单摆在这颗星球表面的振动周期是它在地球上振动周期的2倍以助表示地球表面的重力加速度，以g表示这颗星球表面的重力加速度，则（    ）

A． B． C． D．

二、填空题（共4题）

16．用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）

某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。

17．如图所示，倾角为θ的光滑斜面上，摆线长为L，小球质量为m，现将单摆上端固定在O点，平衡位置在O′点做简谐运动时，周期为____。

18．两根绳子同时系着一个小球，同时它们的另一端系在天花板上，如图所示。当系统静止时，两绳夹角为直角。当小球在垂直于纸面的方向来回小角摆动时，整个系统可以等效看成一个单摆，请问等效摆长为___________（选填“AP”、“AO”或“AQ”）。如果已知两绳的长度为，，当地重力加速度为g，则小球来回小角摆动的周期为__________。

19．将一个传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测的某物体摆动时悬线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示，请写出三条能够通过图像得出的结论。

三、综合题（共4题）

20．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)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10 m/s2，试求这个单摆的摆长是多少？

21．周期是的单摆叫秒摆秒摆的摆长是多少？把一个地球上的秒摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度为，，地球上的重力加速度，它在月球上做50次全振动要用多少时间？

22．已知月球表面的重力加速度值为地球表面重力加速度值的，将在地球表面走时准确的摆钟放到月球表面，则时针在钟面上从“1”走到“2”，在地球上已经过了多少小时？

23．图为一单摆的共振曲线，求：

（1）该单摆的摆长；

（2）共振时摆球指向平衡位置的最大加速度和最大速度。

参考答案

1．C

2．C

3．D

4．D

5．C

6．C

7．D

8．D

9．B

10．B

11．D

12．A

13．D

14．B

15．A

16．6.9    96.8   

17．

18．AO       

19．(1)摆动的周期或频率不变(2)机械能逐渐减小(3)力（或加速度等）按周期性变化

20．（1）1.25Hz；（2）B位置；（3）0.16m

21．

22．2.45h

23．（1）1m；（2）0.8m/s2，0.25m/s