第二章第四节 单摆（巩固）练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（ Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章第四节 单摆（巩固）练习—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第一册（ Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 234.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-16 09:39:59 | ||
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文档简介
2020-2021学年第二学期高二物理人教版（2019）选择性必修第一册第二章第四节单摆巩固练习
一、单选题
1．如图甲所示，O是单摆的平衡位置，
是摆球所能达到的最远位置，以向右摆动为正方向，此单摆的振动图象如图乙所示，则（ ）
A．单摆的振幅是 B．单摆的摆长约为
C．摆球经过O点时，速度最大，加速度为零 D．P点时刻摆球正在间向正方向摆动
2．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
3．有两位同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自利用那里的实验室中系统探究了单摆周期T和摆长L的关系。然后通过互联网交流实验数据，并用计算机绘制了如图甲所示的图像。另外，去“复旦大学”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图像，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中“南开大学”的同学所测得的实验结果对应的图线是A
B．甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度的倒数
C．由乙图可知，a、b两摆球振动周期之比为
D．由乙图可知，时b球振动方向沿y轴负方向
4．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的（ ）
A．频率、振幅都不变 B．频率、振幅都改变
C．频率不变、振幅改变 D．频率改变、振幅不变
5．下列说法符合事实的是（ ）
A．法拉第通过实验研究，发现了电流的磁效应
B．安培提出分子电流假说，认为物质微粒内存在分子电流
C．奥斯特通过实验研究，发现了电磁感应现象
D．伽利略通过实验研究，确定了单摆周期的计算公式
6．在淄博走时准确的摆钟，被考察队员带到珠穆朗玛峰的顶端，则这个摆钟（ ）
A．变慢了，重新校准应减小摆长 B．变慢了，重新校准应增大摆长
C．变快了，重新校准应减小摆长 D．变快了，重新校准应增大摆长
7．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
8．在做单摆振动过程中的位移与时间关系图像的实验时所用的装置如图所示，图中的B为装沙的漏斗，当匀速拉动下面的木板时，在单摆摆动的过程中，B中漏出的沙在木板上留下的图形就是简谐运动中的位移x与时间t的图像。对于该图像，下列说法中正确的是（漏斗的质量相对沙子而言较小，但漏斗大小不可忽略不计）（ ）
A．由该图像可以看出单摆的周期是一个恒量
B．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且变大
C．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且变小
D．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且先变大后变小
9．如图所示，一根不可伸长的细绳下端拴一小钢球，上端系在位于光滑斜面O处的钉子上，小球处于静止状态，细绳与斜面平行。现使小球获得一平行于斜面底边的初速度，使小球偏离平衡位置，最大偏角小于5%。已知斜面倾角为θ，悬点到小球球心的距离为L，重力加速度为g。则小球回到最低点所需的最短时间为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示是甲乙两个单摆做简谐运动的图像，则下列说法中不正确的是（ ）
A．甲、乙两摆的振幅之比为2：1
B．甲、乙两摆的振动频率之比为2：1
C．甲、乙两摆的摆长之比为1：4
D．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
11．两个质量相等的弹性小球分别挂在l1＝1.00m，l2＝0.25m的细绳上，两球重心等高，如图所示。现将B球在竖直面内拉开一个较小的角度放开后，从B球开始运动计算，经过4s两球相碰的次数为（ ）
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
12．如图所示，曲面AO是一段半径为2m的光滑圆弧面，圆弧与水平面相切于O点，AO弧长为10cm，现将一小球先后从曲面的顶端A和AO弧的中点B由静止释放，到达底端的速度分别为v1和v2，经历的时间分别为t1和t2，那么 （ ）
A．v1< v2，t1B．v1>v2，t1=t2
C．v1=v2，t1=t2
D．以上三项都有可能
13．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。不计空气阻力，取重力加速度g = 10m/s2。对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的摆长约为1.0m
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x = 8cos(πt)cm
C．从t = 0.5s到t = 1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t = 1.0s到t = 1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
14．图示为同一位置的甲乙两个单摆的振动图像，根据图像可以知道两个单摆的（ ）
A．甲的摆长大于乙的摆长
B．甲摆球质量大于乙摆球质量
C．甲摆球机械能大于乙摆球机械能
D．摆球甲的最大偏角大于乙的最大偏角
二、解答题
15．按如图装置利用单摆测量重力加速度。实验中测得摆线长度为，摆球直径为，摆球完成次全振动所需时间为，取，求当地重力加速度的大小．（保留3位有效数字）
16．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。
17．如图甲所示，摆球在竖直平面内做简谐运动，通过力传感器测量摆线拉力的大小随时间t变化规律如图乙所示，摆球经过最低点时的速度大小，忽略空气阻力，取，求：
(1)单摆的摆长L；
(2)摆球的质量m；
(3)摆线拉力的最小值。
18．一个摆长为的单摆，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？
参考答案
1．B 2．C 3．D 4．C 5．B 6．A 7．D 8．D 9．C 10．D 11．C 12．B 13．A 14．A
15．
16．(1)；(2)
17．(1)1m；(2)0.1kg；(3)0.99N
18．(1)；(2)22.54km；(3)2.01s。
一、单选题
1．如图甲所示，O是单摆的平衡位置，
是摆球所能达到的最远位置，以向右摆动为正方向，此单摆的振动图象如图乙所示，则（ ）
A．单摆的振幅是 B．单摆的摆长约为
C．摆球经过O点时，速度最大，加速度为零 D．P点时刻摆球正在间向正方向摆动
2．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
3．有两位同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”，他们各自利用那里的实验室中系统探究了单摆周期T和摆长L的关系。然后通过互联网交流实验数据，并用计算机绘制了如图甲所示的图像。另外，去“复旦大学”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图像，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中“南开大学”的同学所测得的实验结果对应的图线是A
B．甲图中图线的斜率表示对应所在位置的重力加速度的倒数
C．由乙图可知，a、b两摆球振动周期之比为
D．由乙图可知，时b球振动方向沿y轴负方向
4．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的，则单摆振动的（ ）
A．频率、振幅都不变 B．频率、振幅都改变
C．频率不变、振幅改变 D．频率改变、振幅不变
5．下列说法符合事实的是（ ）
A．法拉第通过实验研究，发现了电流的磁效应
B．安培提出分子电流假说，认为物质微粒内存在分子电流
C．奥斯特通过实验研究，发现了电磁感应现象
D．伽利略通过实验研究，确定了单摆周期的计算公式
6．在淄博走时准确的摆钟，被考察队员带到珠穆朗玛峰的顶端，则这个摆钟（ ）
A．变慢了，重新校准应减小摆长 B．变慢了，重新校准应增大摆长
C．变快了，重新校准应减小摆长 D．变快了，重新校准应增大摆长
7．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
8．在做单摆振动过程中的位移与时间关系图像的实验时所用的装置如图所示，图中的B为装沙的漏斗，当匀速拉动下面的木板时，在单摆摆动的过程中，B中漏出的沙在木板上留下的图形就是简谐运动中的位移x与时间t的图像。对于该图像，下列说法中正确的是（漏斗的质量相对沙子而言较小，但漏斗大小不可忽略不计）（ ）
A．由该图像可以看出单摆的周期是一个恒量
B．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且变大
C．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且变小
D．由该图像可以看出单摆的周期是一个变量，且先变大后变小
9．如图所示，一根不可伸长的细绳下端拴一小钢球，上端系在位于光滑斜面O处的钉子上，小球处于静止状态，细绳与斜面平行。现使小球获得一平行于斜面底边的初速度，使小球偏离平衡位置，最大偏角小于5%。已知斜面倾角为θ，悬点到小球球心的距离为L，重力加速度为g。则小球回到最低点所需的最短时间为（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示是甲乙两个单摆做简谐运动的图像，则下列说法中不正确的是（ ）
A．甲、乙两摆的振幅之比为2：1
B．甲、乙两摆的振动频率之比为2：1
C．甲、乙两摆的摆长之比为1：4
D．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等
11．两个质量相等的弹性小球分别挂在l1＝1.00m，l2＝0.25m的细绳上，两球重心等高，如图所示。现将B球在竖直面内拉开一个较小的角度放开后，从B球开始运动计算，经过4s两球相碰的次数为（ ）
A．3次 B．4次
C．5次 D．6次
12．如图所示，曲面AO是一段半径为2m的光滑圆弧面，圆弧与水平面相切于O点，AO弧长为10cm，现将一小球先后从曲面的顶端A和AO弧的中点B由静止释放，到达底端的速度分别为v1和v2，经历的时间分别为t1和t2，那么 （ ）
A．v1< v2，t1
C．v1=v2，t1=t2
D．以上三项都有可能
13．如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。不计空气阻力，取重力加速度g = 10m/s2。对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（ ）
A．单摆的摆长约为1.0m
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x = 8cos(πt)cm
C．从t = 0.5s到t = 1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t = 1.0s到t = 1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
14．图示为同一位置的甲乙两个单摆的振动图像，根据图像可以知道两个单摆的（ ）
A．甲的摆长大于乙的摆长
B．甲摆球质量大于乙摆球质量
C．甲摆球机械能大于乙摆球机械能
D．摆球甲的最大偏角大于乙的最大偏角
二、解答题
15．按如图装置利用单摆测量重力加速度。实验中测得摆线长度为，摆球直径为，摆球完成次全振动所需时间为，取，求当地重力加速度的大小．（保留3位有效数字）
16．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。
17．如图甲所示，摆球在竖直平面内做简谐运动，通过力传感器测量摆线拉力的大小随时间t变化规律如图乙所示，摆球经过最低点时的速度大小，忽略空气阻力，取，求：
(1)单摆的摆长L；
(2)摆球的质量m；
(3)摆线拉力的最小值。
18．一个摆长为的单摆，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？
参考答案
1．B 2．C 3．D 4．C 5．B 6．A 7．D 8．D 9．C 10．D 11．C 12．B 13．A 14．A
15．
16．(1)；(2)
17．(1)1m；(2)0.1kg；(3)0.99N
18．(1)；(2)22.54km；(3)2.01s。