第二章第四节 单摆（培优）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含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章第四节 单摆（培优）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含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 176.0KB | ||
| 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 16:25:06 | ||
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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培优练习
一、单选题
1．如图所示，长为s的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为R光滑圆弧轨道相切于B点．一质量为m的小球从圆弧轨道上离水平面高为h（false）的A点由静止开始下滑，运动到C点与墙壁发生碰撞，碰撞过程无机械能损失，最终小球又返回A点。之后这一过程循环往复地进行下去，则小球运动的周期为（ ）
A．false B．false C．false D．false
2．摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至false时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的 （ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，固定曲面AC是一段半径为4.0 m 的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A点，AB=10 cm，现将一小物体先后从圆弧顶端C和中点D处由静止释放，到达曲面底端时速度分别为v1和v2，所需时间为t1和t2，以下说法正确的是（ ）
A．v1 > v2 , t1 = t2 B．v1 > v2 , t1 > t2 C．v1 < v2 , t1 = t2 D．v1 < v2 , t1 > t2
4．图甲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false匀速拉动木板，图乙给出了砂摆振动的图线；第二次使该砂摆的振幅减半，再以速度false匀速拉动木板，图丙给出了砂摆振动的图线。由此可知，砂摆两次振动的周期false和false以及拉动木板的速度false和false的关系是（ ）
A．false B．false C．false D．false
5．一绳长为L的单摆，在平衡位置正上方（L—L′）的P 处有一个钉子，如图所示，这个摆的周期是( )
A．false B．false
C．false D．false
6．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false时，摆球具有负向最大速度，则单摆的这种图像是：（ ）
A． B．
C． D．
7．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
8．若单摆的摆长不变，摆球的质量增为原来的4倍，摆球经过平衡 位置时的速度减为原来的一半，则单摆的振动跟原来相比（ ）
A．频率不变，机械能不变
B．频率不变，机械能改变
C．频率改变，机械能改变
D．频率改变，机械能不变
9．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速false、false(false)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为false和false，则
A．false，false B．false，false
C．false，false D．false，false
10．有一秒摆悬点为O，在O点正下方O＇处有一钉子，如图甲所示,摆从平衡位置向左摆时摆线碰到钉子摆长改变，从平衡位置向右摆时又变为原摆的长度，从摆球处于右侧最大位移处开始计时，其振动图象如图乙所示(g=π2)，（不计能量损失）则 ( )
A．此摆的周期为2s
B．悬点离钉子的距离为0.75m
C．碰到钉子瞬间，摆球的动量大小改变
D．碰钉子后，摆球的角速度变小
11．两个摆长不同（l1 A．false，false B．false，false
C．false，false D．false，false
12．单摆作简谐振动时的回复力是 ( )
A．摆球的重力 B．摆球重力沿圆弧切线的分力
C．摆线的拉力 D．摆球重力与摆线拉力的合力
13．关于单摆振动过程中的受力，下列正确的说法是（ ）
A．重力和摆线对摆球拉力的合力总是指向悬点
B．回复力是重力和摆线对摆球拉力的合力
C．回复力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．回复力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
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．false B．false C．false D．false
二、解答题
15．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲中O点为单摆的悬点，现将小球(可视为质点)拉到A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动，其中B点为运动中最低位置．∠AOB＝∠COB＝α，α小于10°且是未知量，图乙表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的曲线，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，据力学规律和题中信息(g取10m/s2)，求：
(1)单摆的周期和摆长； (2)摆球质量及摆动过程中的最大速度.
16．如图是单摆振动时摆球位移随时间变化的图象（取重力加速度g=π2m/s2).
①求单摆的摆长l；
②估算单摆振动时偏离竖直方向的最大角度（单位用弧度表示）。
17．一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d。
18．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、之间来回滑动，点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为，很小．图乙表示滑块对器壁的压力F随时间变化的曲线，且图中为滑块从A点开始运动的时刻，试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息，求：（1）容器的半径；（2）小滑块的质量；（3）滑块运动过程中的最大速度．
参考答案
1．A 2．C 3．A 4．B 5．D 6．D 7．D 8．A 9．C 10．B 11．D 12．B 13．C 14．B
15．(1)0.4πs 0.4m (2)0.05kg 0.283m/s
16．①false ②false
17．d=(1-k2)R
18．（1）0.1m（2）0.05kg（3）0.141m/s
一、单选题
1．如图所示，长为s的光滑水平面左端为竖直墙壁，右端与半径为R光滑圆弧轨道相切于B点．一质量为m的小球从圆弧轨道上离水平面高为h（false）的A点由静止开始下滑，运动到C点与墙壁发生碰撞，碰撞过程无机械能损失，最终小球又返回A点。之后这一过程循环往复地进行下去，则小球运动的周期为（ ）
A．false B．false C．false D．false
2．摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至false时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的 （ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示，固定曲面AC是一段半径为4.0 m 的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A点，AB=10 cm，现将一小物体先后从圆弧顶端C和中点D处由静止释放，到达曲面底端时速度分别为v1和v2，所需时间为t1和t2，以下说法正确的是（ ）
A．v1 > v2 , t1 = t2 B．v1 > v2 , t1 > t2 C．v1 < v2 , t1 = t2 D．v1 < v2 , t1 > t2
4．图甲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false匀速拉动木板，图乙给出了砂摆振动的图线；第二次使该砂摆的振幅减半，再以速度false匀速拉动木板，图丙给出了砂摆振动的图线。由此可知，砂摆两次振动的周期false和false以及拉动木板的速度false和false的关系是（ ）
A．false B．false C．false D．false
5．一绳长为L的单摆，在平衡位置正上方（L—L′）的P 处有一个钉子，如图所示，这个摆的周期是( )
A．false B．false
C．false D．false
6．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false时，摆球具有负向最大速度，则单摆的这种图像是：（ ）
A． B．
C． D．
7．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
8．若单摆的摆长不变，摆球的质量增为原来的4倍，摆球经过平衡 位置时的速度减为原来的一半，则单摆的振动跟原来相比（ ）
A．频率不变，机械能不变
B．频率不变，机械能改变
C．频率改变，机械能改变
D．频率改变，机械能不变
9．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速false、false(false)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为false和false，则
A．false，false B．false，false
C．false，false D．false，false
10．有一秒摆悬点为O，在O点正下方O＇处有一钉子，如图甲所示,摆从平衡位置向左摆时摆线碰到钉子摆长改变，从平衡位置向右摆时又变为原摆的长度，从摆球处于右侧最大位移处开始计时，其振动图象如图乙所示(g=π2)，（不计能量损失）则 ( )
A．此摆的周期为2s
B．悬点离钉子的距离为0.75m
C．碰到钉子瞬间，摆球的动量大小改变
D．碰钉子后，摆球的角速度变小
11．两个摆长不同（l1
C．false，false D．false，false
12．单摆作简谐振动时的回复力是 ( )
A．摆球的重力 B．摆球重力沿圆弧切线的分力
C．摆线的拉力 D．摆球重力与摆线拉力的合力
13．关于单摆振动过程中的受力，下列正确的说法是（ ）
A．重力和摆线对摆球拉力的合力总是指向悬点
B．回复力是重力和摆线对摆球拉力的合力
C．回复力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．回复力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
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．false B．false C．false D．false
二、解答题
15．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲中O点为单摆的悬点，现将小球(可视为质点)拉到A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动，其中B点为运动中最低位置．∠AOB＝∠COB＝α，α小于10°且是未知量，图乙表示由计算机得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的曲线，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，据力学规律和题中信息(g取10m/s2)，求：
(1)单摆的周期和摆长； (2)摆球质量及摆动过程中的最大速度.
16．如图是单摆振动时摆球位移随时间变化的图象（取重力加速度g=π2m/s2).
①求单摆的摆长l；
②估算单摆振动时偏离竖直方向的最大角度（单位用弧度表示）。
17．一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k。设地球的半径为R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d。
18．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、之间来回滑动，点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为，很小．图乙表示滑块对器壁的压力F随时间变化的曲线，且图中为滑块从A点开始运动的时刻，试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息，求：（1）容器的半径；（2）小滑块的质量；（3）滑块运动过程中的最大速度．
参考答案
1．A 2．C 3．A 4．B 5．D 6．D 7．D 8．A 9．C 10．B 11．D 12．B 13．C 14．B
15．(1)0.4πs 0.4m (2)0.05kg 0.283m/s
16．①false ②false
17．d=(1-k2)R
18．（1）0.1m（2）0.05kg（3）0.141m/s