沪科版 (2019)选择性必修 第一册第2章 机械振动2.3 摆钟的物理原理测试题

2.3摆钟的物理原理基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．单摆振动时的回复力是（ ）

A．悬线对摆球的拉力

B．摆球所受的重力

C．摆球重力在垂直于悬线方向上的分力

D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力

2．关于单摆，下列说法中正确的是（　　）

A．单摆摆球所受的合外力指向平衡位置

B．摆球经过平衡位置时加速度为零

C．摆球运动到平衡位置时，所受回复力等于零

D．摆角很小时，摆球所受合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比

3．有一个单摆，在竖直平面内做小摆角振动，周期为 2s．如果从单摆向右运动通过平衡位置时开始计时，在t=1.4s 至 t=1.5s 的过程中，摆球的（    ）

A．速度向右在增大，加速度向右在减小

B．速度向左在减小，加速度向左在增大

C．速度向左在减小，加速度向右在增大

D．速度向右在减小，加速度向左在减小

4．如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P，在下面放一条纸带。当小球做简谐运动时，沿垂直于振动方向拉动纸带，笔P在纸带上画出了一条振动曲线。已知在某次实验中如图方向拉动纸带，且在某段时间内得到如图乙所示的曲线，根据曲线可知这段时间内（　　）

A．纸带在加速运动 B．纸带在减速运动

C．振子的振动周期在逐渐增加 D．振子的振动周期在逐渐减小

5．如图（甲）所示是用沙摆演示振动图像的实验装置，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，若用手拉木板做匀速运动，实验时细沙在木板上留下的情形如图（甲）所示。某次实验中，手拉木板的速度大小约为0.20m/s，测得图（乙）所示的一段木板的长度约0.60m，下列判断正确的是（　　）

A．图中的曲线是沙摆的运动轨迹

B．图中的曲线是木板的运动轨迹

C．图中的曲线是细沙的运动轨迹

D．实验所用沙摆对应的摆长约为0.56m

6．下列情况中物体速度不为零而加速度为零的是（　　）

A．倾斜传送带上的货物匀速运行时

B．向上拋出的小球到达最高点时

C．单摆的摆球运动到平衡位置时

D．弹簧振子运动到最大位移处时

7．关于单摆，下列认识中正确的是（　　）

A．一根线系着一个球悬挂起来，这样的装置就是单摆

B．可以看成单摆的装置中，细线的伸缩和质量忽略不计，线长比小球直径大得多

C．单摆的振动总是简谐运动

D．两个单摆只要结构相同，它们的振动步调便相同

8．下列关单摆的认识说法不正确的是（   ）

A．摆球运动到平衡位置时，合力为零

B．将摆钟由广州移至哈尔滨，为保证摆钟的准确，需要将钟摆调长

C．在利用单摆测量重力加速度的实验中，将绳长当做摆长代入周期公式会导致计算结果偏小

D．将单摆的摆角从5º改为3º，单摆的周期不变

9．如图所示的单摆，摆长为l=40cm，摆球在t=0时刻从右侧最高点释放做简谐振动，则当t=1s时，小球的运动情况是(    )

A．向右加速 B．向右减速 C．向左加速 D．向左减速

10．关于下列几幅图说法正确的是（　　）

A．甲图中“10V”指的是电容的电压是“10V”时才可以正常工作状态

B．乙图是利用等效替代法观察桌面的微小形变

C．丙图的心电图是简谐振动的

D．丁图的单摆利用了等时性原理

11．下列机械能一定减少的情况是（ ）

A．雨点在空中下落 B．汽车沿斜坡向上减速行驶

C．小铁球做单摆简谐振动 D．热气球匀速向上运动

12．关于单摆，下列说法不正确的是（　　）

A．单摆的回复力是重力的分力

B．单摆的摆角小于 5°，可看作简谐振动

C．单摆的振幅不论多大，其周期均为

D．单摆的振动是变加速运动

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．某单摆在竖直平面内做小摆角振动，周期为2 s。如果从摆球向右运动通过平衡位置时开始计时，在t=1.4 s至t=1.5 s的过程中，摆球的（　　）

A．速度向右在增大，加速度向右在减小

B．速度向左在增大，加速度向左在增大

C．速度向左在减小，加速度向右在增大

D．速度向右在减小，加速度向左在减小

15．振动着的单摆摆球，通过平衡位置时，它受到的回复力（　　）

A．指向地面 B．指向悬点

C．数值为零 D．垂直摆线，指向运动方向

二、填空题（共4题）

16．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．

17．单摆的组成：由细线和____________组成。

理想化模型：

（1）细线的质量与小球相比____________。

（2）小球的直径与线的长度相比____________。

18．一单摆做简谐运动，在偏角减小的过程中，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．某学校的兴趣小组在实验室做单摆振动实验。如图甲所示为单摆在两点间振动的情形，点是平衡位置，图乙是这个单摆的振动图像，单摆振动的周期为，取摆球向右运动的方向为正方向，学校所在地的重力加速度为。若将此单摆移至悬停在某一高度的热气球载人舱中，做摆角小于的振动，测得周期为，已知地球半径为。

（1）根据图乙写出此单摆的振动方程。

（2）求此单摆的摆长。

（3）求该热气球此时离海平面的高度。

三、综合题（共4题）

20．简谐运动可用振动图像描述。你能用简单可行的实验方法画出单摆做简谐运动的振动图像吗？请设计方案，先与同学讨论交流方案的可行性，再动手做一做。

21．甲、乙两位同学分别使用图1所示的同一套装置观察单摆作简谐运动时的振动图象，已知二人实验时所用的单摆的摆长相同，落在木板上的细砂分别形成的曲线如图2所示，请分析说明为什么甲、乙两位同学得到的振动图象是不同的．

22．如图所示，左图为一单摆，摆球质量为m，摆长为L，做小角度摆动，摆角为（），重力加速度为g，不计空气阻力，右图是某次小球从左端由禁止释放，摆球第一次由左向右通过平衡位置开始计时，位移x随时间t变化的图象，求：

（1）释放时小球的回复力；（用题目中所给字母表示）

（2）t=1.5s时小球的位置和0～1.5s内的路程。

23．如图所示,一块涂有炭黑的玻璃板,质量为2kg,在拉力F的作用下,在t=0时由静止开始竖直向上做匀加速运动．一个装有水平振针的振动频率为5Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线,量得OA=1.5cm,BC=3.5cm．求自玻璃板开始运动,经过多长时间才开始接通电动音叉的电源?接通电源时,玻璃板的速度是多大?(g取10m/s2)

参考答案

1．C

2．C

3．C

4．A

5．D

6．A

7．B

8．A

9．B

10．D

11．A

12．C

13．A

14．C

15．C

16．重力沿圆弧切线；    远小于   

17．小球    可以忽略    可以忽略   

18．变小    不变   

19．（1）；（2）0.16m；（3）

20．

在一个小漏斗里装上墨水，用轻绳悬挂在支架上，然后在桌面放上一张白纸，把漏斗拉开一个小角度开始摆动，稳定后，在垂直于摆动方向上匀速拉动白纸，就能在纸上画出简谐运动的振动图象，装置如图所示。

21．两次拉动木板的速度不同（v甲＞v乙）．

22．（1）；（2）最左端或初始位置，24cm

23．0.1s；0.1m/s