物理选择性必修 第一册第2章 机械振动第3节 单摆课时训练

2.3单摆基础训练2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

一、选择题（共15题）

1．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

2．为使单摆的频率增大，可采取的方法是（　　）

A．减小摆球的质量 B．缩短单摆的摆长

C．减小单摆的振幅 D．增大单摆的摆长

3．如图所示，上端固定的细线下悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器向下喷出一细束墨水。沿着与摆动方向垂直的方向匀速拖动一张足够长的白纸，白纸上的墨迹便画出振动图象（x-t 图象）。不计空气阻力，设注射器中水的质量远大于注射器的质量，随着水的流出，摆的周期将（　　）

A．周期不变 B．先变大后变小 C．先变小后变大 D．逐渐变大

4．如图所示的单摆，不计空气阻力，摆球在运动过程中，最大摆角仅有4°，关于摆球受力情况的说法，正确的是

A．摆球受重力、弹力、回复力的作用

B．摆球所受合力充当回复力

C．摆球通过最高点时，合力等于零

D．摆球通过最低点时，合力不为零

5．关于单摆的运动，下列说法正确的是（　　）

①单摆的回复力是摆线的拉力与重力的合力

②单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力

③单摆的周期与摆球质量无关，与振幅无关，与摆长和当地的重力加速度有关

④单摆的运动是简谐运动

⑤在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变快

A．③④ B．②③

C．③④⑤ D．①④⑤

6．关于单摆，下列说法正确的是（　　）

A．单摆摆球从平衡位置运动到最大位移处再回到平衡位置完成一次全振动

B．若单摆做简谐运动的周期为T，则摆球动能变化的周期也为T

C．摆球重力沿圆弧切线方向的分力提供单摆摆球的回复力

D．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零

7．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

8．关于单摆的运动，下列说法中正确的是（　　）

A．单摆摆动过程中，摆线的拉力和摆球重力的合力为回复力

B．摆球通过平衡位置时，所受合力为零

C．摆球通过平衡位置时，所受回复力为零

D．摆球摆动过程中，经过最大位移处时所受合力为零

9．下列有关物理学史的说法中正确的是（　　）

A．法拉第发现了电磁感应现象，并发明了第一台发电机

B．库仑提出了库仑定律，并测出了引力常量G的数值

C．欧姆最早用实验测得元电荷e的数值

D．牛顿通过研究计算确定了单摆做简谐运动时的周期公式

10．如图为一单摆做简谐运动时的速度时间图像，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（   ）

A．此单摆的摆长约为

B．时单摆的回复力为零

C．若减小释放单摆时的摆角，单摆的周期将变小

D．将此单摆从北京移至广州它做简谐运动的周期将变大

11．为了改变单摆做简谐运动的周期，可以（　　）

A．增大摆球质量 B．增大摆线长度 C．减小振幅 D．减小摆线的最大偏角

12．在如图所示的装置中，可视为单摆的是（　　）

A． B．

C． D．

13．关于单摆做简谐振动，下列说法正确的是（　　）

A．回复力是重力和细线拉力的合力

B．摆动到最低点时加速度为零

C．速度变化的周期等于振动周期

D．振动的频率与振幅有关

14．自从“玉兔二号探测器”到达月球工作并拍回一系列珍贵的月球表面照片以后，人们对月球的向往又进一步加深了，希望能够早日登上月球。假设未来的宇航员成功登上月球并把地球上的摆钟带到了月球上面。已知月球表面的重力加速度约为地球表面的，现要使该摆钟在月球上的周期与地球上周期相同，下列办法可行的是（　　）

A．将摆球的质量增加为原来的6倍 B．将摆球的质量减小为原来的倍

C．将摆长减小为原来的倍 D．将摆长增长为原来的6倍

15．一单摆静止于平衡位置，现使摆球分别获得水平初速在竖直平面内做小角度摆动，两次的周期与振幅分别为和，则（    ）

A． B．

C． D．

二、填空题（共4题）

16．做简谐运动的单摆，摆球质量不变，摆线与竖直方向所成的最大夹角不变，其周期随摆长的增大而__________，其振幅随摆长的增大而________。（选填“增大”、“减小”或“不变”）。若某同学测得摆长为L的单摆n次全振动的时间t，由此可计算出当地的重力加速度g=_________。

17．一个理想的单摆，已知其周期为T。如果由于某种原因重力加速度变为原来的2倍，振幅变为原来的3倍，摆长变为原来的8倍，摆球质量变为原来的2倍，它的周期变为___________。

18．两个摆长不同的单摆1、2同轴水平悬挂，两单摆摆动平面相互平行，振动图像如图（a），两单摆摆长之比l1：l2=___________。t=0时把单摆1的摆球向左、单摆2的摆球向右拉至相同的摆角处，如图（b）。同时释放两摆球，两摆球同时摆到最右侧所经历的时间为___________s。

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．某人用单摆在某星球表面测定某山顶高度，在山顶用标准计时装置记录单摆振动500次的时间，再将单摆移到海拔高度为0的地方，在同一时间内，单摆振动501次，已知该星球半径为千米，求该山的海拔高度。

21．如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右方向运动为正方向。图乙所示是这个单摆的振动图象。根据图象回答：（）

（1）单摆振动的频率是多大？

（2）若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个摆的摆长是多少？

（3）如果摆球在B处绳上拉力F1=0.1N，在O处绳上拉力F2=2.8N，则摆球质量是多少？

22．有甲、乙两个单摆，甲的摆长是乙的4倍，那么，在甲摆动5次的时间内，乙摆动了几次？

23．一单摆悬于O点，摆长（摆线长+球半径）为L，若在O点的竖直线上的O1点钉一个钉子，使OO1=，将单摆置于竖直位置，小球的质量为m,摆线的质量不计，一质量为m0的子弹以v0的速度射入小球并停在其中，作用时间为极短且不等于零．而后在竖直方向摆动，摆角小于5°.

求：（1）此摆的周期.

（2）子弹射入小球的过程所受到平均阻力的大小.

参考答案

1．A

2．B

3．B

4．D

5．B

6．C

7．C

8．C

9．A

10．D

11．B

12．A

13．C

14．C

15．A

16．增大增大

17．2T

18．100：81    4.5+9m（m=0，1，2，···）   

19．（1）；（2）0.16m；（3）

20．6km

21．（1）1.25Hz；（2）0.16m；（3）0.1kg

22．10次

23．（1）；（2）；