2.3单摆基础巩固-2021-2022学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）

2.3单摆基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．如图所示，AC是半径很大的光滑圆弧，弧长很小（如图示），圆弧和水平面相切于A点，B是A、C间一点，现将一小物体先后从C和B处由静止释放，到达底端A的速度分别是和，所用时间分别是和，以下结论正确的是（ ）
A．，
B．，
C．，
D．，
2．如图所示实线和虚线分别是同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面的振动图象，其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，则两星球的平均密度ρA∶ρB是(　　)
A．1∶2
B．∶1
C．4∶1
D．8∶1
3．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
4．单摆摆长为L，若将摆长增加1m，则周期变为原来的1.5倍，则L为（　　）
A．0.5m B．0.8m C．1m D．2m
5．如图（甲）所示是用沙摆演示振动图象的实验装置，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，实验时在木板上留如图（甲）所示的结果。若用手拉木板做匀速运动，速度大小是0.20m/s。图（乙）所示的一段木板的长度是0.60m，那么这次实验所用沙摆对应的单摆长约为（　　）
A．0.56m B．1.0m C．1.5m D．2.0m
6．一条细线下面挂一个小球，让它自由摆动，它的振动图象如图所示。则下列说法正确的是（　　）
A．该单摆的频率为2Hz
B．该单摆的摆长大约为2m
C．若将此单摆从山脚移到山顶，单摆的周期将会变大
D．根据图中的数据不能估算出它摆动的最大摆角
7．做简谐振动的单摆，在摆动的过程中(　　)．
A．只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力
B．只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力
C．小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力
D．小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力
8．以下说法正确的是（　　）
A．在摆角小于5°时单摆的周期与振幅无关
B．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
C．在光导纤维束内传送图像是利用光的衍射现象
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
9．一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的（　　）
A．位移增大 B．速度增大
C．回复力减小 D．机械能减小
10．一个物体在某行星表面受到的万有引力是它在地球表面受到的万有引力的，在地球上走时正确的摆钟（设摆钟的周期与单摆简谐运动的周期相同）搬到此行星上，现要使摆钟在该行星与地球上的周期相同，下列可行的办法是（　　）
A．将摆球的质量m增加为4m
B．将摆球的质量m减少为
C．将摆长L减短为
D．将摆长L增长为4L
11．如图所示，一质量为M的物块静止于A点，绳长为L，现给物块施加一初速度v，物块抵达B点时的速度恰好为0，且此时拉物块B的绳与竖直方向成45°夹角，绳长保持不变，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．物块将做简谐运动
B．满足关系式
C．物块第二次经过A点时的速度与第一次经过A点时的速度不同
D．设物块在运动时绳与竖直方向的夹角为β（β ≤ 45°），则当夹角为β时，绳子对物块的拉力大小为Mg(2－cosβ)
12．如图所示，一个单摆在B、C之间摆动，O为最低位置，很小，周期是T，则（　　）
A．摆球质量增加时T增大
B．变小时T减小
C．摆球从B到O和从O到C的时间都是
D．摆球从B到O过程中速度增大，加速度减小
13．关于单摆，下列说法中正确的是（　　）
A．摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置
B．摆球受到的回复力是它的合力
C．摆球经过平衡位置时，所受的合力为零
D．摆角很小时，摆球受的合力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比
14．如图所示为一单摆做简谐运动时的速度时间图像，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．此单摆的摆长约为2m
B．时单摆的回复力为零
C．若减小释放单摆时的摆角，单摆的周期不变
D．将此单摆从北京移至广州它做简谐运动的周期将变小
15．简谐运动的平衡位置是指（　　）
A．势能为零，动能最大的位置 B．加速度为零的位置
C．回复力为零的位置 D．振幅为零的位置
二、填空题（共4题）
16．细线的上端固定、下端拴一个小球，如果线的质量______小球的质量，小球的直径______细线的长度，这样的一个物理模型称为______。摆角不超过______时，单摆的振动可以看作是简谐振动。
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．如图所示是做简谐运动的某一物体的振动图像，则该物体在t=2s到t=4s时间内，通过的路程是______cm，位移是______cm；若此图中物体做单摆运动，且重力加速度g取10 m/s2，π2= 10，则单摆的摆长是_________m。
19．实验最基本的特点是控制和测量，“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，为使小球的摆动尽量符合简谐运动，下面关于本实验的控制和测量必要的是________
A．摆球密度稍大一点
B．摆角不要太大，尽量控制在10度以内
C．测量周期时为了提高精度应该在最底点计时。
D．摆线可用轻且有弹性的细绳
三、综合题（共4题）
20．如图所示，用很长的细线系着一个小球A组成一个单摆，在悬点O处还固定着一根竖直的细绳，吊在绳子上的小球B能沿绳子下滑，现将A球拉偏一个很小的角度，B球停在悬点O处，使它们同时开始运动，若A球第一次运动到最低点时与B球相碰，求：B与绳子的摩擦力跟B球重力的比值。
21．一个摆长为的单摆，摆球质量为，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为。为了更好的研究该单摆的振动特性，甲、乙、丙三位研究人员将该单摆在三个不同环境分别做了实验：甲将该单摆拿到月球表面去做实验（已知月球上的重力加速度为地球上重力加速度的）；乙将该单摆安装在热气球载入舱内，当热气球停在地球上该地区正上方某一高度时，测得该单摆在舱内完成50次全振动所用的时间为；丙也在地球上该地做实验，但他使摆球带正电，并将摆球置于水平向右的匀强电场中，且满足，如图所示。
(1)甲在月球上测得该单摆的振动周期约为多少？
(2)乙在热气球上做实验时，热气球离地面的高度是多少？（地球的半径为）
(3)丙在电场中测得该单摆的振动周期约为多少？
22．如图所示，摆长为L的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O距离地面高度为h，现将摆球拉至A点无初速度释放，摆角为θ(θ＜5°)．当摆球运动到最低点O时，摆线突然断裂．不计空气阻力，重力加速度为g，求摆球从A点开始运动到落地经历的时间．
23．一座摆钟走得慢了，要把它调准，应该怎样改变它的摆长？为什么？
参考答案
1．B
2．C
3．D
4．B
5．A
6．C
7．B
8．A
9．A
10．C
11．C
12．C
13．A
14．C
15．C
16．远小于 远小于 单摆 5°
17．重力沿圆弧切线； 远小于
18．2 0 1
19．ABC
20．0.2
21．(1)；(2)22.54km；(3)2.01s。
22．
23．缩短摆长。