2.4单摆 同步练习（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2.4单摆 同步练习（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 337.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-05 10:03:01 | ||
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文档简介
2.4单摆专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册
一、选择题（共15题）
1．下列陈述与事实相符的是（ ）
A．安培发现了静电荷间的相互作用规律
B．卡文迪许测定出了万有引力常量
C．亚里士多德指出了力不是维持物体运动的原因
D．惠更斯首先发现了单摆的等时性原理，并得出单摆周期公式
2．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，则两单摆的摆长之比l甲∶l乙为（ ）
A．1∶2 B．1∶4 C．2∶1 D．4∶1
3．如图所示是描绘沙摆振动图象的实验装置和木板上留下的实验结果。沙摆的运动可看做简谐运动。若沙摆摆长为1m，木板的长度是，取，那么下列说法中正确的是（ ）
A．该沙摆的周期为
B．该沙摆的频率为
C．这次实验匀速抽动木板的速度为0.1m/s
D．这次实验匀速抽动木板的速度为0.2m/s
4．摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（取作t=0），当振动到时，摆球具有负向最大速度，则单摆的这种图像是：（ ）
A． B．
C． D．
5．关于单摆振动的回复力，正确的说法是（ ）
A．是单摆小球的重力
B．是重力和摆线对摆球拉力的合力
C．是重力沿切线方向的分力，重力的另一分力小于或等于摆线拉力
D．是重力沿切线方向的分力，重力的另一分力与摆线拉力平衡
6．关于单摆，下列说法正确的是（ ）
A．摆球运动的回复力是摆线的拉力与重力的合力
B．摆球运动过程中经过轨迹上同一点，加速度是不等的
C．摆球运动过程中，加速度的方向始终指向平衡位置
D．摆球经过平衡位置时，加速度不为零
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．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
9．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
10．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速度减为原来的，则单摆振动的（ ）
A．频率不变，振幅不变 B．频率不变，振幅变小
C．频率改变，振幅不变 D．频率改变，振幅变小
11．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．
12．如图是两个单摆的振动图象，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙两个摆的频率之比为1：1 B．甲、乙两个摆的频率之比为1：2
C．甲、乙两个摆的摆长之比为1：2 D．甲、乙两个摆的摆长之比为1：4
13．细长轻绳下端悬挂一小球A构成单摆，在悬挂点O正下方摆长处有一能挡住摆线的钉子P，如图所示，现将单摆向右方拉开一个小角度（），t=0时刻无初速度释放。不计一切阻力。下列描述释放后小球的机械能E、绳中拉力的冲量大小I、速度的大小v、离开平衡位置的位移大小x随时间t变化的关系图线中，可能正确的有（ ）
A． B．
C． D．
14．如图所示为同一地区两个单摆的振动图像，实线是单摆甲的振动图像，虚线是单摆乙的振动图像。已知两单摆的摆球质量相同，则甲、乙两个单摆的（ ）
A．摆长之比为1∶ 2 B．摆长之比为2∶ 1
C．最大回复力之比为1∶ 8 D．最大回复力之比为8∶ 1
15．一单摆的摆球质量为m、摆长为l，球心离地心为r。已知地球的质量为M，引力常量为G，关于单摆做简谐运动的周期T与r的关系，下列公式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．单摆做简谐振动时，它的周期跟______和______没有关系，跟______成正比，跟______成反比，其振动周期的公式是______。
17．如图所示是演示砂摆振动图像的实验装置，砂摆的摆幅较小时可看作简谐振动．砂摆摆动时，手拉纸的速率恒为0.3m/s，实验结果如图所示．由图所提供的信息，可测得砂摆的周期为 ，砂摆的摆长为 （g取10m/s2）．
18．一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的回复力___________（填“变大”“不变”或“变小”）。摆球的机械能___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
19．在探究单摆周期与摆长关系的实验中，
①关于安装仪器及测时的一些实验操作，下列说法中正确的是______．（选填选项前面的字母）
A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长l
B．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁架台上
C．使摆线偏离竖直方向某一角度α（接近5°），然后静止释放摆球
D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期
②实验测得的数据如下表所示．
次数 1 2 3 4 5
摆长l/cm 80.00 90.00 100.00 110.00 120.00
30次全振动时间t/s 53.8 56.9 60.0 62.8 65.7
振动周期T/s 1.79 1.90 2.00 2.09 2.19
振动周期的平方T2/s2 3.20 3.61 4.00 4.37 4.80
请将笫三次的测量数据标在图中，并在图中作出T2随l变化的关系图象_____．
③根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是_____．
④根据图象，可求得当地的重力加速度为__________m／s2．（结果保留3位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．一同学为测定某地的重力加速度，用一个摆长为的单摆做实验，测得它全振动100次所用时间为，求：
（1）单摆的周期；
（2）该地的重力加速度。
21．如图甲所示，0点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与0点之间。现将质量为m的摆球拉到A点释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，最大偏角为θ。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度为g。求：
（1）单摆回复力的最大值；
（2）单摆运动周期和摆长。
22．如图所示，长为L单摆，周期为T。如果在悬点O的正下方的B点固定一个光滑的钉子，O、B两点的距离为，使摆球A通过最低点向左摆动，悬线被钉子挡住成为一个新的单摆，这样，单摆在整个振动过程中的周期将为多少？
23．一个摆长为2m的单摆，在某星球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为314s。
(1)求当地的重力加速度g；
(2)把该单摆拿到另一星球上去，已知该星球表面的重力加速度是2.0m/s2，则该单摆振动周期是多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．D
5．C
6．D
7．B
8．D
9．D
10．B
11．B
12．D
13．C
14．D
15．B
16． 振幅 摆球质量 摆长的平方根 重力加速度的平方根
17．1s，0.25m
18． 变大 不变
19． ① C； ②见图
③周期的平方与摆长成正比（说明：其他说法正确同样得分） ④9.86
20．（1）；（2）
21．（1）mgsinθ；（2）T=2t1；
22．
23．(1)8m/s2；(2)6.28s
答案第1页，共2页
一、选择题（共15题）
1．下列陈述与事实相符的是（ ）
A．安培发现了静电荷间的相互作用规律
B．卡文迪许测定出了万有引力常量
C．亚里士多德指出了力不是维持物体运动的原因
D．惠更斯首先发现了单摆的等时性原理，并得出单摆周期公式
2．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，则两单摆的摆长之比l甲∶l乙为（ ）
A．1∶2 B．1∶4 C．2∶1 D．4∶1
3．如图所示是描绘沙摆振动图象的实验装置和木板上留下的实验结果。沙摆的运动可看做简谐运动。若沙摆摆长为1m，木板的长度是，取，那么下列说法中正确的是（ ）
A．该沙摆的周期为
B．该沙摆的频率为
C．这次实验匀速抽动木板的速度为0.1m/s
D．这次实验匀速抽动木板的速度为0.2m/s
4．摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（取作t=0），当振动到时，摆球具有负向最大速度，则单摆的这种图像是：（ ）
A． B．
C． D．
5．关于单摆振动的回复力，正确的说法是（ ）
A．是单摆小球的重力
B．是重力和摆线对摆球拉力的合力
C．是重力沿切线方向的分力，重力的另一分力小于或等于摆线拉力
D．是重力沿切线方向的分力，重力的另一分力与摆线拉力平衡
6．关于单摆，下列说法正确的是（ ）
A．摆球运动的回复力是摆线的拉力与重力的合力
B．摆球运动过程中经过轨迹上同一点，加速度是不等的
C．摆球运动过程中，加速度的方向始终指向平衡位置
D．摆球经过平衡位置时，加速度不为零
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．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
9．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
10．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速度减为原来的，则单摆振动的（ ）
A．频率不变，振幅不变 B．频率不变，振幅变小
C．频率改变，振幅不变 D．频率改变，振幅变小
11．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．
12．如图是两个单摆的振动图象，以下说法正确的是（ ）
A．甲、乙两个摆的频率之比为1：1 B．甲、乙两个摆的频率之比为1：2
C．甲、乙两个摆的摆长之比为1：2 D．甲、乙两个摆的摆长之比为1：4
13．细长轻绳下端悬挂一小球A构成单摆，在悬挂点O正下方摆长处有一能挡住摆线的钉子P，如图所示，现将单摆向右方拉开一个小角度（），t=0时刻无初速度释放。不计一切阻力。下列描述释放后小球的机械能E、绳中拉力的冲量大小I、速度的大小v、离开平衡位置的位移大小x随时间t变化的关系图线中，可能正确的有（ ）
A． B．
C． D．
14．如图所示为同一地区两个单摆的振动图像，实线是单摆甲的振动图像，虚线是单摆乙的振动图像。已知两单摆的摆球质量相同，则甲、乙两个单摆的（ ）
A．摆长之比为1∶ 2 B．摆长之比为2∶ 1
C．最大回复力之比为1∶ 8 D．最大回复力之比为8∶ 1
15．一单摆的摆球质量为m、摆长为l，球心离地心为r。已知地球的质量为M，引力常量为G，关于单摆做简谐运动的周期T与r的关系，下列公式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．单摆做简谐振动时，它的周期跟______和______没有关系，跟______成正比，跟______成反比，其振动周期的公式是______。
17．如图所示是演示砂摆振动图像的实验装置，砂摆的摆幅较小时可看作简谐振动．砂摆摆动时，手拉纸的速率恒为0.3m/s，实验结果如图所示．由图所提供的信息，可测得砂摆的周期为 ，砂摆的摆长为 （g取10m/s2）．
18．一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的回复力___________（填“变大”“不变”或“变小”）。摆球的机械能___________（填“增大”“减小”或“不变”）。
19．在探究单摆周期与摆长关系的实验中，
①关于安装仪器及测时的一些实验操作，下列说法中正确的是______．（选填选项前面的字母）
A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长l
B．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁架台上
C．使摆线偏离竖直方向某一角度α（接近5°），然后静止释放摆球
D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期
②实验测得的数据如下表所示．
次数 1 2 3 4 5
摆长l/cm 80.00 90.00 100.00 110.00 120.00
30次全振动时间t/s 53.8 56.9 60.0 62.8 65.7
振动周期T/s 1.79 1.90 2.00 2.09 2.19
振动周期的平方T2/s2 3.20 3.61 4.00 4.37 4.80
请将笫三次的测量数据标在图中，并在图中作出T2随l变化的关系图象_____．
③根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是_____．
④根据图象，可求得当地的重力加速度为__________m／s2．（结果保留3位有效数字）
三、综合题（共4题）
20．一同学为测定某地的重力加速度，用一个摆长为的单摆做实验，测得它全振动100次所用时间为，求：
（1）单摆的周期；
（2）该地的重力加速度。
21．如图甲所示，0点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与0点之间。现将质量为m的摆球拉到A点释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，最大偏角为θ。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度为g。求：
（1）单摆回复力的最大值；
（2）单摆运动周期和摆长。
22．如图所示，长为L单摆，周期为T。如果在悬点O的正下方的B点固定一个光滑的钉子，O、B两点的距离为，使摆球A通过最低点向左摆动，悬线被钉子挡住成为一个新的单摆，这样，单摆在整个振动过程中的周期将为多少？
23．一个摆长为2m的单摆，在某星球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为314s。
(1)求当地的重力加速度g；
(2)把该单摆拿到另一星球上去，已知该星球表面的重力加速度是2.0m/s2，则该单摆振动周期是多少。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．D
4．D
5．C
6．D
7．B
8．D
9．D
10．B
11．B
12．D
13．C
14．D
15．B
16． 振幅 摆球质量 摆长的平方根 重力加速度的平方根
17．1s，0.25m
18． 变大 不变
19． ① C； ②见图
③周期的平方与摆长成正比（说明：其他说法正确同样得分） ④9.86
20．（1）；（2）
21．（1）mgsinθ；（2）T=2t1；
22．
23．(1)8m/s2；(2)6.28s
答案第1页，共2页