高中教科版 (2019)3 单 摆当堂检测题

2.3单摆同步练习2021—2022学年高中物理教科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．一个单摆在竖直平面内做小幅振动，周期为2s，如果从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，则在t=1.6s至t=1.8s的过程中，摆球的（　　）

A．速度向左在减小，加速度向右在增大

B．速度向左在增大，加速度向左在增大

C．速度向右在增大，加速度向左在减小

D．速度向右在减小，加速度向左在减小

2．在下述哪些情况下单摆的简谐振动周期会变大（     ）

A．摆球质量增大

B．摆长减小

C．单摆由北京移到海南

D．增大振幅

3．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动能不变，则单摆振动（　　）

A．频率不变，振幅不变 B．频率不变，振幅改变

C．频率改变，振幅改变 D．频率改变，振幅不变

4．如图所示，表面光滑的固定圆弧轨道，最低点为P，弧长远小于R，现将可视为质点的两个小球从A、B点同时由静止释放，弧长AP大于BP，则（　　）

A．两球在P点相遇 B．两球在P点右侧相遇

C．两球在P点左侧相遇 D．以上情况均有可能

5．下列情况中物体速度不为零而加速度为零的是（　　）

A．倾斜传送带上的货物匀速运行时

B．向上拋出的小球到达最高点时

C．单摆的摆球运动到平衡位置时

D．弹簧振子运动到最大位移处时

6．要增大一个单摆（最大摆角不超过5°）的频率，下列方法可行的是

A．只减小单摆的振幅 B．只增加摆球的质量

C．只减小单摆的摆长 D．只将单摆移到高山上

7．如图所示是两个理想单摆的振动图象，纵轴表示摆球偏离平衡位置的位移。下列说法中正确的是（　　）

A．同一摆球在1s和3s时加速度都相同

B．乙摆球在1s和3s时速度相同

C．甲、乙两个摆的摆长之比为1：2

D．甲摆球位移随时间变化的关系式为

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

A．   

B．   

C．   

D．   

9．如图，细绳一端固定于悬挂点O，另一端系一小球．在悬挂点正下方A点处钉一个钉子．小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为t1，从C点向右摆到最高点的时间为t2．摆动过程中，如果摆角始终小于5º，不计空气阻力．下列说法正确的是

A．t1= t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小

B．t1> t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小

C．t1> t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变

D．t1= t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变

10．如图所示，几个摆长相同的单摆，它们在不同条件下的周期分别为、、、，关于周期大小关系的判断，正确的是（　　）

A． B．

C． D．

11．一只单摆，在第一个星球表面上的振动周期为T1；在第二个星球表面上的振动周期为T2．若这两个星球的质量之比M1∶M2=4∶1，半径之比R1∶R2=2∶1，则T1∶T2等于

A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．2∶1

12．图中O点为单摆的固定是点，现将摆球（可视为质点）拉至A点，此附细线处于张紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置，则在摆动过程中（　　）

A．摆球在A点和C点处，速度为零，位移也为零

B．摆球在A点和C点处，速度为零，回复力也为零

C．摆球在B点处，重力势能最小，加速度也为零

D．摆球在B点处，动能最大，细线拉力也最大

13．图（a）、（b）分别是甲、乙两个单摆在同一地点做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（　　）

A．甲、乙两单摆的摆球的质量相等

B．甲、乙两单摆的摆长之比为1∶2

C．甲单摆摆动的最大偏角大于乙甲单摆摆动的最大偏角

D．甲、乙两单摆摆动到最低点时，两摆球的向心加速度大小相等

14．如图所示，单摆甲放在空气中，周期为T甲；单摆乙放在以加速度a（g>a）向下加速的电梯中，周期为T乙；单摆丙带正电荷，放在匀强磁场B中，周期为T丙；单摆丁带正电荷，放在匀强电场E中，周期为T丁，单摆甲、乙、丙及丁的摆长l相同，则下列说法正确的是（　　）

A．T甲>T乙>T丁>T丙 B．T乙>T甲=T丙>T丁

C．T丙>T甲>T丁>T乙 D．T丁>T甲=T丙>T乙

15．地球表面的重力加速度约为9.8m/s2，月球表面的重力加速度是地球上的，将走时准确的摆钟从地球放到月球上去，在地球上经过24小时，该钟在月球上显示经过了

A．4小时 B．9.8小时 C．12小时 D．58.8小时

二、填空题（共4题）

16．单摆振动的周期与摆球质量____________（填“有关”或“无关”），在振幅较小时与振幅____________（填“有关”或“无关”），但与摆长____________（填“有关”或“无关”），摆长越长，周期____________（填“越大”“越小”或“不变”）。

17．单摆做简谐振动时回复力是由摆球__________的分力提供．用单摆测重力加速度实验中，尽量做到摆线要细，弹性要小，质量要轻，其质量要_________摆球质量．

18．如图，A、B分别表示甲单摆（实线）和乙单摆（虚线）的振动图象，则甲、乙两摆的摆长之比为________，甲、乙两摆的频率之比为________；从t=0时刻开始计时，3s内甲、乙两摆的摆球所通过的路程之比________。

19．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：

（1）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图_____中所示的固定方式．

（2）需要测量悬线长度，现用最小分度为1mm的米尺测量，图甲中箭头所指位置是拉直的悬线两端在米尺上相对应的位置，测得悬线长度为_____mm；用游标卡尺测量小球的直径，则该单摆的摆长为L＝_____mm

（3）在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g＝_____．

三、综合题（共4题）

20．在同一地点有甲、乙两个单摆做简谐运动，在相同时间内甲单摆做了n1=5次全振动，乙单摆做了n2=3次全振动，两个单摆的摆长之差为ΔL="32" cm，试求甲、乙两个单摆的摆长L1和L2各为多少？

21．一单摆做简谐运动，其位移和时间关系如图所示，取π2＝g，求：

（1）根据振动图像写出该简谐运动的表达式；

（2）该单摆的摆长；

（3）估算它摆动的最大偏角。

22．如图所示图甲中O点为单摆的固定悬点，现将一个小摆（可视为质点）拉至A点，此时细线处于绷紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。∠AOB=∠COB=（小于10°且是未知量）。由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，求：

（1）单摆的振动周期T；

（2）单摆的摆长L；

（3）摆球运动过程中的最大动量p。

23．如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间.现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，取。求：

（1）单摆的摆长；

（2）摆球的质量；

（3）摆球在四分之一周期内从A运动到B过程中摆线对小球拉力的冲量大小。

参考答案：

1．C

2．C

3．B

4．A

5．A

6．C

7．D

8．D

9．C

10．D

11．A

12．D

13．C

14．B

15．B

16．     无关     无关     有关     越大

17．     重力沿圆弧切线；     远小于

18．     1∶4     2∶1     4∶1

19．     乙     987.0     994.1    

20．0．18m ; 0．50m

21．（1） cm；（2）1m；（3）3.4°

22．（1）T=0.8πs ；（2）L=1.6m；（3）

23．（1）；（2）0.05kg；（3）