第2章 第4节 单摆 能力（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第2章 第4节 单摆 能力（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 84.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-06 16:17:42 | ||
图片预览
文档简介
人教版高中物理选修一 第2章 第4节 单摆 能力
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 单摆做简谐运动，当铁质摆球到达最高点时，将一块小磁铁轻轻吸附在摆球上，则该单摆
A. 振幅增大 B. 振动能量增大
C. 通过最低点时的速率增大 D. 周期增大
2. 某单摆摆长为 ，摆线置于左端最大偏角处， 时刻由静止释放，取 ，则 时摆球正在
A. 向右加速运动 B. 向右减速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
3. 有一摆长为 的单摆，其悬点正下方某处有一小钉，摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点 运动到左边最高点 的频闪照片如图所示（悬点与小钉未被摄入）。 为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点间的距离为
A. B. C. D. 无法确定
4. 一物体在某行星表面受到的重力是它在地球表面受到的重力的九分之一，忽略星球自转，在地球表面走时准确的摆钟，搬到此行星表面后，秒针走一圈所经历的时间是
A. B. C. D.
5. 如图甲所示，一单摆悬挂在拉力传感器上。让单摆在竖直面内做小角度摆动，拉力传感器显示绳子拉力 的大小随时间 的变化图象如图乙所示，已知当地的重力加速度为 ，则根据图乙中的数据可知
A. 此单摆的周期 B. 此摆球的质量为
C. 此单摆的摆长 D. 在 时刻摆球的回复力最小
二、双项选择题（共2小题；共8分）
6. 如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是
A. 甲、乙两摆的振幅之比为
B. 时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零
C. 甲、乙两摆的摆长之比为
D. 甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
7. 如图所示，在升降机的天花板上固定一摆长为 的单摆，摆球的质量为 。升降机保持静止，观察摆球正以小角度 左右摆动，且振动周期为 。已知重力加速度大小为 ，不计空气阻力，则下列说法正确的是
A. 若仅将摆球的质量增大一倍，其余不变，则单摆的振动周期不变
B. 若升降机匀加速上升，利用此单摆来测定当地的重力加速度，则测量值偏大
C. 设想当摆球摆到最低点时，升降机突然以加速度 竖直下落，则摆球相对于升降机做匀速直线运动
D. 设想当摆球摆到最高点时，升降机突然以加速度 竖直下落，则摆球相对于升降机做匀速圆周运动
答案
第一部分
1. B
【解析】铁质摆球到达最高点时，将一块小磁铁轻轻吸附在摆球上，振幅不变，A错误；
摆球到达最低点时的速率设为 ，有 ，得 ，由于 不变，所以 不变，C错误；
吸附小磁铁后，可视为摆球的质量增大，由 可知，其经过平衡位置时的动能增大，因此振动的能量增大，故B正确；
由单摆的周期公式 可知，单摆摆长不变，则振动的周期不变，故D错误。
2. A
【解析】该单摆的周期 。计时开始时摆线置于左端最大摆角处，当 时，由于 ，此时摆球正从左端向平衡位置运动，摆球的速度正在增大，即向右做加速运动，故选A。
3. C
【解析】设每相邻两次闪光的时间间隔为 ，则摆长为 时单摆摆动的周期为 ，摆长为 时单摆摆动的周期为 ，；而 ，，故 ，所以，小钉与悬点间的距离 ，选C。
4. A
【解析】由题意知该星球表面的重力加速度 ，根据单摆的周期公式 可知，摆钟在该星球上的摆动周期是在地球上时的 倍，所以摆钟在该星球上时秒针走一圈所经历的时间实际上是在地球上时秒针走一圈经历时间的 倍，即 ，故A正确，B、C、D错误。
5. C
【解析】摆球运动到最低点时，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，则摆球运动到最低点时，绳子拉力最大，结合 图象，知此单摆的周期为 ，故A错误；摆球运动到最低点时，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，则有 ，此摆球的质量为 ，故B错误；根据单摆周期公式 ，可得此单摆的摆长 ，故C正确；单摆的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，摆球运动到最低点时，摆球的回复力最小，所以在 时刻摆球的回复力最小，在 时刻摆球的回复力最大，故D错误。故选C。
第二部分
6. A， B
【解析】由题图知，甲、乙两摆的振幅分别为 、 ，A正确； 时，甲摆的摆球在平衡位置处，乙摆的摆球在振动的最大位移处，B正确；由单摆的周期公式 推出甲、乙两摆的摆长之比为 ，C错误；甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度不相等，D错误。
7. A， B
【解析】单摆的周期为 ，与质量无关，故仅将摆球的质量增大一倍，其余不变，则单摆的振动周期不变，A正确；若升降机匀加速上升，处于超重状态，加速度向上，设为 ，利用此单摆来测定当地的重力加速度，则测量值偏大，为 ，B正确；设想当摆球摆到最低点时，升降机突然以加速度 竖直下落，处于完全失重状态，摆球将相对于升降机做匀速圆周运动，C错误；当摆球摆到最高点时，升降机突然以加速度 竖直下落，处于完全失重状态，摆球相对于升降机会保持静止，D错误。
第1页（共1 页）
一、单项选择题（共5小题；共20分）
1. 单摆做简谐运动，当铁质摆球到达最高点时，将一块小磁铁轻轻吸附在摆球上，则该单摆
A. 振幅增大 B. 振动能量增大
C. 通过最低点时的速率增大 D. 周期增大
2. 某单摆摆长为 ，摆线置于左端最大偏角处， 时刻由静止释放，取 ，则 时摆球正在
A. 向右加速运动 B. 向右减速运动 C. 向左加速运动 D. 向左减速运动
3. 有一摆长为 的单摆，其悬点正下方某处有一小钉，摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点 运动到左边最高点 的频闪照片如图所示（悬点与小钉未被摄入）。 为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点间的距离为
A. B. C. D. 无法确定
4. 一物体在某行星表面受到的重力是它在地球表面受到的重力的九分之一，忽略星球自转，在地球表面走时准确的摆钟，搬到此行星表面后，秒针走一圈所经历的时间是
A. B. C. D.
5. 如图甲所示，一单摆悬挂在拉力传感器上。让单摆在竖直面内做小角度摆动，拉力传感器显示绳子拉力 的大小随时间 的变化图象如图乙所示，已知当地的重力加速度为 ，则根据图乙中的数据可知
A. 此单摆的周期 B. 此摆球的质量为
C. 此单摆的摆长 D. 在 时刻摆球的回复力最小
二、双项选择题（共2小题；共8分）
6. 如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是
A. 甲、乙两摆的振幅之比为
B. 时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零
C. 甲、乙两摆的摆长之比为
D. 甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
7. 如图所示，在升降机的天花板上固定一摆长为 的单摆，摆球的质量为 。升降机保持静止，观察摆球正以小角度 左右摆动，且振动周期为 。已知重力加速度大小为 ，不计空气阻力，则下列说法正确的是
A. 若仅将摆球的质量增大一倍，其余不变，则单摆的振动周期不变
B. 若升降机匀加速上升，利用此单摆来测定当地的重力加速度，则测量值偏大
C. 设想当摆球摆到最低点时，升降机突然以加速度 竖直下落，则摆球相对于升降机做匀速直线运动
D. 设想当摆球摆到最高点时，升降机突然以加速度 竖直下落，则摆球相对于升降机做匀速圆周运动
答案
第一部分
1. B
【解析】铁质摆球到达最高点时，将一块小磁铁轻轻吸附在摆球上，振幅不变，A错误；
摆球到达最低点时的速率设为 ，有 ，得 ，由于 不变，所以 不变，C错误；
吸附小磁铁后，可视为摆球的质量增大，由 可知，其经过平衡位置时的动能增大，因此振动的能量增大，故B正确；
由单摆的周期公式 可知，单摆摆长不变，则振动的周期不变，故D错误。
2. A
【解析】该单摆的周期 。计时开始时摆线置于左端最大摆角处，当 时，由于 ，此时摆球正从左端向平衡位置运动，摆球的速度正在增大，即向右做加速运动，故选A。
3. C
【解析】设每相邻两次闪光的时间间隔为 ，则摆长为 时单摆摆动的周期为 ，摆长为 时单摆摆动的周期为 ，；而 ，，故 ，所以，小钉与悬点间的距离 ，选C。
4. A
【解析】由题意知该星球表面的重力加速度 ，根据单摆的周期公式 可知，摆钟在该星球上的摆动周期是在地球上时的 倍，所以摆钟在该星球上时秒针走一圈所经历的时间实际上是在地球上时秒针走一圈经历时间的 倍，即 ，故A正确，B、C、D错误。
5. C
【解析】摆球运动到最低点时，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，则摆球运动到最低点时，绳子拉力最大，结合 图象，知此单摆的周期为 ，故A错误；摆球运动到最低点时，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，则有 ，此摆球的质量为 ，故B错误；根据单摆周期公式 ，可得此单摆的摆长 ，故C正确；单摆的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，摆球运动到最低点时，摆球的回复力最小，所以在 时刻摆球的回复力最小，在 时刻摆球的回复力最大，故D错误。故选C。
第二部分
6. A， B
【解析】由题图知，甲、乙两摆的振幅分别为 、 ，A正确； 时，甲摆的摆球在平衡位置处，乙摆的摆球在振动的最大位移处，B正确；由单摆的周期公式 推出甲、乙两摆的摆长之比为 ，C错误；甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度不相等，D错误。
7. A， B
【解析】单摆的周期为 ，与质量无关，故仅将摆球的质量增大一倍，其余不变，则单摆的振动周期不变，A正确；若升降机匀加速上升，处于超重状态，加速度向上，设为 ，利用此单摆来测定当地的重力加速度，则测量值偏大，为 ，B正确；设想当摆球摆到最低点时，升降机突然以加速度 竖直下落，处于完全失重状态，摆球将相对于升降机做匀速圆周运动，C错误；当摆球摆到最高点时，升降机突然以加速度 竖直下落，处于完全失重状态，摆球相对于升降机会保持静止，D错误。
第1页（共1 页）