2.3单摆基础巩固（word版含答案）

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．单摆的振动周期在发生下述哪些情况中增大（ ）
A．摆球质量增大 B．摆长减小
C．单摆由赤道移到北极 D．单摆由地球表面移到月球
2．、将秒摆（周期为2 s）的周期变为1 s，下列措施可行的是（ ）
A．将摆球的质量减半 B．振幅减半 C．摆长减为原来的1/4 D．摆长减半
3．下列关于单摆运动的说法中，正确的是
A．单摆做简谐运动时，其回复力由重力沿轨迹切线方向的分力提供
B．单摆的周期与摆球的质量和摆长有关
C．当单摆的摆长变为原来的2倍时，周期也变为原来的2倍
D．将单摆从地球移到月球上，其周期将变小
4．有两个同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室，各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”，他们通过校园网交换实验数据，并由计算机绘制了T2﹣l图象，如图甲所示；另外，在南京大学做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图象（如图乙所示），则下列说法正确的是（　　）
A．去北京大学的同学所测实验结果对应图甲中的A线
B．由图乙可知，在忽略纬度对北京南京重力加速度的影响时，ab两单摆摆长之比为6：9
C．在t＝1s时，b球正沿y轴正方向运动
D．在t＝1s时，a球速度为0
5．单摆的振动周期在发生下述哪些情况时会增大（　　）
A．摆球质量增大
B．摆长减小
C．单摆由赤道移到北极
D．单摆由海平面移到高山顶上
6．有一个正在摆动的秒摆，若取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时，那么当t=1.2s时，摆球
A．正在做加速运动，加速度正在增大 B．正在做减速运动，加速度正在增大
C．正在做加速运动，加速度正在减小 D．正在做减速运动，加速度正在减小
7．关于单摆的说法，正确的是（ ）.
A．单摆摆球从平衡位置运动到正的最大位移处时的位移为A（A为振幅），从正的最大位移处运动到平衡位置时的位移为
B．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合外力
C．单摆摆球的回复力是摆球重力沿运动轨迹切线方向的分力
D．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零
8．摆长是1m的单摆在某地区振动周期是2s，则在同一地区
A．摆长是0.5m的单摆的周期是0.707s
B．摆长是0.5m的单摆的周期是1s
C．周期是1s的单摆的摆长为2m
D．周期是4s的单摆的摆长为4m
9．摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图所示，选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知（　　）
A．甲、乙两单摆的摆长之比是
B．ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等
C．tb时刻甲、乙两单摆的势能差最小
D．tc时刻甲、乙两单摆的速率相等
10．一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被挡住，使摆长发生变化。现使摆球作小角度摆动，图示为摆球从右边最高点M摆至左边最高点N的闪光照片（悬点和小钉未摄入），P为最低点，每相邻两次闪光的时间间隔相等。则小钉距悬点的距离为（　　）
A． B． C． D．条件不足，无法判断
11．将一个摆长为l的单摆放在一个光滑的、倾角为α的斜面上，其摆角为θ，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．摆球做简谐运动的回复力为F＝mgsinθsinα
B．摆球做简谐运动的回复力为F＝mgsinθ
C．摆球经过平衡位置时合力为零
D．摆球在运动过程中，经过平衡位置时，线的拉力为F′＝mgsinα
12．图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是（　　）
A．甲图中的小球将保持静止
B．甲图中的小球仍将来回振动
C．乙图中的小球仍将来回摆动
D．乙图中的小球将做匀速圆周运动
13．如图是两个摆球质量相等的单摆做简谐振动的图象，依据图中数据分析可知甲﹑乙两摆的摆长之比L1：L2及两个摆球过平衡位置时速度V1与V2的关系是（ ）
A．L1：L2=2：1 ，V1>V2
B．L1：L2=2：1 ，V1 C．L1：L2=4：1 ，V1 D．L1：L2=4：1 ，V1>V2
14．我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为（　　）
A． B． C． D．
15．对单摆的振动，以下说法中正确的是 （ ）
A．单摆摆动时，摆球受到的向心力大小处处相等
B．摆球经过平衡位置时所受合外力为零
C．摆球经过平衡位置时所受回复力为零
D．单摆运动的回复力是摆球所受合力
二、填空题（共4题）
16．如图，在：半径为2.5m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距最低点高度差H为1cm．将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为____s，在最低点处的加速度为____m/s2．(取g＝10m/s2)
17．两个摆长分别为和的单摆，做小振幅振动，它们的位移时间图像分别如图中的1和2所示，则为___________．
18．如图甲是一个单摆在小角度振动的情形，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像，根据图像：单摆开始振动时刻摆球在_____位置（选填“B”、“O”、或“C”），若此地的重力加速度g取10m/s2，那么这个摆的摆长为______m。
19．某同学在实验室“探究单摆的周期与摆长的关系”
（1）为测量摆长，必须使单摆处于_______状态（填“A”、“B”或“C”）
A．水平放置且拉直
B．竖直面内自然悬垂
C．悬挂且用竖直外力拉紧
（2）他已测得从悬点到摆球的最上端的长度为L0=98.80cm；然后用某种仪器来测量摆球的直径，得到摆球的直径为d=2.265cm，此测量数据是选用了仪器_______（填“A”、“B”或“C”）测量得到的．
A．毫米刻度尺 B．10分度游标卡尺 C．20分度游标卡尺
（3）正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球某次经过平衡位置时开始计时，并计数为“0”，当摆球第94次经过此位置时停止计时，如图所示，读出这段时间为_______s，则单摆的周期T=_______s．（计算结果保留三位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．如图所示，三根长度均为l0的绳l1、l2、l3共同系住一密度均匀的小球m，球的直径为d（d l0），绳l2、l3与天花板的夹角α=30°。则：
（1）若小球在纸面内做小角度的左右摆动，周期T1为多少？
（2）若小球做垂直于纸面的小角度摆动，周期T2又为多少？
21．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面处的周期是T0，当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T，求该气球此时离海平面的高度h。把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体。
22．如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，t=0时刻摆球从A点开始释放，摆球将在竖直平面的A，C之间做简谐运动，其中B为运动中的最低位置，用力传感器测得细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的曲线如图乙所示，Fm、Fn、t0均已知，重力加速度为g，求：
(1)单摆的摆长L；
(2)摆球的质量m。
23．有一单摆，其摆长，已知单摆做简谐运动，单摆振动次用的时间，试求：
(1)当地的重力加速度是多大？
(2)如果将这个单摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？
参考答案
1．D
2．C
3．A
4．D
5．D
6．B
7．C
8．D
9．A
10．C
11．A
12．B
13．C
14．B
15．C
16． 0.08
17．9:1
18．B 0.162
19．B AC 96.8s 2.06s
20．（1）2π；（2）2π
21．h=(-1)R
22．(1)；(2)
23．(1) (2)缩短,