2.4单摆专题复习（Word版含答案）

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．某单摆做简谐振动，周期为 T，若仅增大摆长，则振动周期会（ ）
A．变小 B．不变 C．变大 D．不确定
2．如图所示，是一个单摆（），其周期为T，则下列正确的说法是（ ）
A．把摆球的质量增加一倍，其周期变小
B．把摆角变小时，则周期也变小
C．此摆由O→B运动的时间为
D．摆球B→O时，动能向势能转化
3．如图所示，置于地面上的一单摆在小振幅条件下摆动的周期为T0。下列说法中正确的是（　　）
A．单摆摆动的过程，绳子的拉力始终大于摆球的重力
B．单摆摆动的过程，绳子的拉力始终小于摆球的重力
C．将该单摆悬挂在月球表面上，其摆动周期T>T0
D．将该单摆置于高空中相对于地球静止的气球中，其摆动周期T4．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8：1 D．最大回复力之比为1：8
5．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
6．图中的几个相同的单摆在不同的条件下，关于它们的周期关系，判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图所示是一个单摆的共振曲线.若单摆所处环境的重力的加速度g=9.8m/s2，则此摆的摆长约为（ ）
A．0.5m B．1m C．2m D．3m
8．下列说法中，符合物理学史实的是（　　）
A．法拉第发现了电流周围存在磁场
B．奥斯特总结出了磁场对运动电荷作用的规律
C．麦克斯韦发现导线通电时，导线附近的小磁针发生偏转
D．惠更斯曾详尽地研究过单摆的振动，确定了计算单摆周期的公式
9．如图两单摆摆长相等，平衡时两摆刚好接触．现将摆球Ａ在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放，碰撞后，两摆球分开各自做简谐运动．以 mA、mB分别表示摆球A、B的质量，则
A．如果mA＞mB，下一次碰撞将发生在平衡位置右侧
B．如果mA＜mB，下一次碰撞将发生在平衡位置左侧
C．无论摆球质量如何，下一次碰撞都不可能在平衡位置
D．无论摆球质量如何,下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧或右侧
10．如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图象，下列说法正确的是（　　）
A．甲单摆的摆长大于乙单摆的摆长 B．甲摆的机械能比乙摆的大
C．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆 D．由图象可以求出当地的重力加速度
11．如图所示，一质量为M的木质框架放在水平桌面上，框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端拴接一质量为m的铁球。用手向下拉一小段距离后释放铁球，铁球便上下做简谐运动，则（　　）
A．弹簧处于原长时的位置是铁球做简谐运动的平衡位置
B．在小球从最高点向平衡位置运动的过程中小球的位移逐渐减小，回复力、加速度先减小后增大
C．若铁球的振动周期恰好等于以铁球平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期，则该铁球的周期
D．若弹簧振动过程的振幅可调，则当框架对地面的压力为零时，弹簧的压缩量为
12．宇航员将一个单摆带到某一星球上去，发现该单摆在这颗星球表面的振动周期是它在地球上振动周期的2倍以助表示地球表面的重力加速度，以g表示这颗星球表面的重力加速度，则（ ）
A． B． C． D．
13．如图所示，两根细线长度均为2m，A细线竖直悬挂且在悬点O处穿有一个金属小球a，B悬挂在悬点处，细线下端系有一金属小球b，并且有ma>mb，把金属小球b向某一侧拉开3cm到处，然后同时让金属小球a、b由静止开始释放（不计阻力和摩擦），则两小球的最终情况是
A．a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞；
B．b小球先到达最低点，不可能和a小球在最低点相碰撞；
C．a、b两小球恰好在最低点处发生碰撞；
D．因不知道ma、mb的具体数值，所以无法判断最终两小球的最终情况．
14．细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方1/2摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示．现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速释放，对于以后的运动，下列说法正确的是的（ ）
A．摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期大
B．摆球在左、右两侧上升的高度一样
C．摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等
D．摆球在平衡位置右侧的最大摆角一定是左侧的两倍
15．如图所示的实线和虚线分别表示同一个单摆在A、B两个大小相同的星球表面上的振动图像.其中实线是A星球上的，虚线是B星球上的，那么两个星球的平均密度之比为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．秒摆的周期为________，要使单摆的频率变为原来的2倍，其摆长应变为原来的_________．
17．一单摆做简谐运动，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”）。
18．用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。）
某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。
19．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是________(填字母代号)。
A．保证摆动过程中摆长不变
B．可使周期测量得更加准确
C．需要改变摆长时便于调节
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得悬点到摆球最低端和上端的长度l1=0.9990m，l2=0.9870m，则单摆摆长为______m。
（3）下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是______(填字母代号)。
三、综合题（共4题）
20．在用单摆测量重力加速度的实验中，测得悬线长为l，摆球直径为d，完成n次完整振动所用时间为t，求重力加速度g。
21．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？
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．某单摆及其振动图像如图所示。
(1)若取从E指向G为正方向，a为最大摆角，则图像中点O、A、B、C、D分别对应单摆中的哪个位置？一个周期内回复力为正且减小，并与速度同方向的时间范围是多少？势能增加且速度为正的时间范围是多少？
(2)单摆摆球多次通过位置E时，哪些相关物理量发生了变化？
(3)单摆的摆长是多少？（取重力加速度g=10m/s2，π2=10）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．C
5．B
6．C
7．B
8．D
9．D
10．C
11．C
12．A
13．A
14．B
15．D
16． 2s
17． 变大 不变
18． 6.9 96.8
19． AC 0.9930 A
20．
21．（1）2π；（2）2π
22．(1)；(2)
23．(1)图像中点O、A、B、C、D分别对应单摆中的E、G、E、F、E位置；一个周期内回复力为正且减小，并与速度同方向的时间范围在1.5s2.0s之间；势能增加且速度为正的时间范围在00.5s之间；(2)速度方向发生了变化；(3)1m
答案第1页，共2页