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人教版（2019）高中物理选择性必修一第六次周考测试卷（老师+学生）
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这是一份人教版（2019）高中物理选择性必修一第六次周考测试卷（老师+学生），文件包含人教版2019高中物理选择性必修一第六次周考测试卷教师docx、人教版2019高中物理选择性必修一第六次周考测试卷学生docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共12页， 欢迎下载使用。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）
1．（22-23高二下·北京海淀·期中）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．图中的曲线是细沙的运动轨迹
C．实验所用沙摆对应的摆长约为0.56m
D．实验所用沙摆对应的摆长约为2.25m
【答案】C
【详解】A．沙摆的实际运动是围绕悬点的圆周运动，则图中的曲线不是沙摆的运动轨迹，故A错误；
B．细沙的运动轨迹是位于沙摆下方的一个往复的直线运动轨迹，则图中的曲线也不是细沙的运动轨迹，故B错误；
CD．沙摆的周期
根据
可得
L=0.56m
选项C正确，D错误。
故选C。
2．（22-23高二下·北京朝阳·期中）关于单摆的运动，以下说法正确的是（ ）
A．单摆运动时，摆球要受到大小不变的向心力
B．单摆运动时，摆球所受到的合力为回复力
C．摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力为零
D．摆球运动到平衡位置时，所受到的合力为零
【答案】C
【详解】A．单摆运动时，速度大小不断变化，摆球要受到大小不断变化的向心力。故A错误；
B．单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力。故B错误；
CD．摆球运动到平衡位置时，回复力为0；合力不为零，合力方向竖直向上，故C正确，D错误。
故选C。
3．（22-23高二上·重庆渝中·期中）惠更斯利用单摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙为摆钟的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动，摆钟的摆动可看作是单摆，下列说法正确的是（ ）
A．在山脚走时准的摆钟，在山顶仍能走准
B．若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期减小
C．走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆钟仍能走准
D．将摆钟由赤道移到北极，单摆振动周期减小
【答案】D
【详解】A．根据 ，在山脚走时准的摆钟，在山顶g变小，周期T变大，摆钟变慢，A错误；
B．根据，单摆的周期与摆角无关。若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期不变，B错误；
C．根据，走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆长L变大，周期T变大，摆钟变慢，C错误；
D．根据，将摆钟由赤道移到北极，g变大，单摆振动周期T减小，D正确。
故选D。
4．（22-23高二上·甘肃庆阳·期末）如图所示，小球在光滑的圆槽内做简谐振动，小球的半径很小，可将小球视为质点，为了使小球的振动周期变为原来的2倍，可采取的方法是（ ）
A．使小球的质量减小为原来的一半
B．使小球的振幅增大为原来的2倍
C．使小球通过平衡位置的速度增大为原来的2倍
D．将圆槽半径变为原来的4倍
【答案】D
【详解】小球在光滑的圆槽内做简谐振动，可看作单摆，根据单摆的周期公式
可得小球在光滑的圆槽内做简谐振动时的周期为
由上式可得，小球的质量和振幅，以及通过平衡位置的速度均与周期无关，故ABC错误；将圆槽半径变为原来的4倍,周期变为原来的2倍，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共2小题，每小题6分，部分选对得3分，有选错的得0分，共12分。）
5．（23-24高二上·河南开封·期末）某学习小组的同学在实验室用如图甲所示装置研究单摆的运动规律，O是单摆的平衡位置，单摆在竖直平面内左右摆动，M、N是摆球所能到达的最远位置。取向右为正方向，图乙是单摆的振动图像。已知当地的重力加速度大小g=10m/s²，取，下列说法中正确的是（ ）
A．单摆的振幅是0.14m，振动的频率是1Hz
B．振动的表达式为
C．单摆的摆长为1m
D．t=1.5s时摆球在N点
【答案】BC
【详解】A.由题图乙知振幅
周期
则频率
故A错误；
B.振动的表达式为
故B正确；
C.由单摆的周期公式
得
故C正确；
D.由题图乙知，时摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以摆球在M点，故D错误。
故BC。
6．（23-24高二上·浙江·期中）下列说法正确的是（ ）
A．如图甲所示，在“探究平抛运动的特点”实验中，在安装实验装置时，斜槽末端必须切线水平
B．如图乙所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以用重力加速度计算重锤在某时刻的速度
C．如图丙所示，在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，单刀双掷开关S先跟1相接对电容器充电，待稳定后将单刀双掷开关S接2，电容器放电，实验中只减小电阻R的阻值，其余操作不变，则电容器的放电量将增大
D．如图丁所示，在“用单摆测定重力加速度的大小”实验中，测量摆球振动周期时选取最低点作为计时的起、终点位置，测量结果更加准确
【答案】AD
【详解】A．为了保证小球能做平抛运动，在安装实验装置时，斜槽末端必须切线水平，故A正确；
B．在“验证机械能守恒定律”的实验中，应当使用纸带数据计算某时刻速度，不可以用重力加速度计算重锤在某时刻的速度，否则相当于默认机械能守恒，失去验证的意义，故B错误；
C．根据可知电容器充电后，电容器所带的电荷量为定值，实验中只减小电阻R的阻值，其余操作不变，则电容器的放电量不变，故C错误；
D．在“用单摆测定重力加速度的大小”实验中，测量摆球振动周期时选取最低点作为计时的起、终点位置，测量结果更加准确，故D正确。
故选AD。
三、填空题（本题共2空，每空2分，共4分。）
7．（23-24高三上·福建·阶段练习）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。该单摆的周期为 ；该地的重力加速度为 。
【答案】
【详解】[1]秋干的周期为从最大振幅偏角到另一最大振幅偏角再回到最大振幅偏角所用时间， 最大偏转角时垂直手机平面方向的加速度为0，根据图像可得秋干摆动的周期为
[2]根据
可得
四、解答题（本题共2小题，共24分。）
8．（12分）（21-22高一·全国·课时练习）有一单摆，其摆长l=1.02 m，摆球的质量m=0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆全振动30次用的时间t=60.8 s，试求：
（1）当地的重力加速度是多大？
（2）如果将这个摆改为周期为2s的秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？
【答案】（1）9.79 m/s2；（2）其摆长要缩短0.027m
【详解】（1）当单摆做简谐运动时，其周期公式
由此可得
根据题意有
解得
g =9.79 m/s2
（2）秒摆的周期是2s，设其摆长为l0，由于在同一地点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有
则其摆长要缩短
Δl=l-l0=1.02m-0.993m=0.027m
9．（12分）（2023·江苏盐城·模拟预测）单摆在竖直面内做小角度摆动，摆球速度的二次方随时间变化的图线如图所示，取重力加速度，忽略空气阻力，结合图中的数据，求单摆
（1）摆长；
（2）最大摆角的余弦值。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）单摆周期为摆球速度二次方周期的两倍，由图可知摆球速度二次方周期为1.0s，故单摆周期为2.0s，根据单摆周期公式
解得
（2）根据动能定理可得
解得
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本题共4小题，每小题5分，共20分。）
1．（22-23高二下·北京海淀·期中）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．图中的曲线是细沙的运动轨迹
C．实验所用沙摆对应的摆长约为0.56m
D．实验所用沙摆对应的摆长约为2.25m
【答案】C
【详解】A．沙摆的实际运动是围绕悬点的圆周运动，则图中的曲线不是沙摆的运动轨迹，故A错误；
B．细沙的运动轨迹是位于沙摆下方的一个往复的直线运动轨迹，则图中的曲线也不是细沙的运动轨迹，故B错误；
CD．沙摆的周期
根据
可得
L=0.56m
选项C正确，D错误。
故选C。
2．（22-23高二下·北京朝阳·期中）关于单摆的运动，以下说法正确的是（ ）
A．单摆运动时，摆球要受到大小不变的向心力
B．单摆运动时，摆球所受到的合力为回复力
C．摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力为零
D．摆球运动到平衡位置时，所受到的合力为零
【答案】C
【详解】A．单摆运动时，速度大小不断变化，摆球要受到大小不断变化的向心力。故A错误；
B．单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力。故B错误；
CD．摆球运动到平衡位置时，回复力为0；合力不为零，合力方向竖直向上，故C正确，D错误。
故选C。
3．（22-23高二上·重庆渝中·期中）惠更斯利用单摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙为摆钟的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动，摆钟的摆动可看作是单摆，下列说法正确的是（ ）
A．在山脚走时准的摆钟，在山顶仍能走准
B．若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期减小
C．走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆钟仍能走准
D．将摆钟由赤道移到北极，单摆振动周期减小
【答案】D
【详解】A．根据 ，在山脚走时准的摆钟，在山顶g变小，周期T变大，摆钟变慢，A错误；
B．根据，单摆的周期与摆角无关。若将摆钟的摆角由3°增加到5°（不计空气阻力），单摆的周期不变，B错误；
C．根据，走时准确的摆钟，调节螺母向下移动，摆长L变大，周期T变大，摆钟变慢，C错误；
D．根据，将摆钟由赤道移到北极，g变大，单摆振动周期T减小，D正确。
故选D。
4．（22-23高二上·甘肃庆阳·期末）如图所示，小球在光滑的圆槽内做简谐振动，小球的半径很小，可将小球视为质点，为了使小球的振动周期变为原来的2倍，可采取的方法是（ ）
A．使小球的质量减小为原来的一半
B．使小球的振幅增大为原来的2倍
C．使小球通过平衡位置的速度增大为原来的2倍
D．将圆槽半径变为原来的4倍
【答案】D
【详解】小球在光滑的圆槽内做简谐振动，可看作单摆，根据单摆的周期公式
可得小球在光滑的圆槽内做简谐振动时的周期为
由上式可得，小球的质量和振幅，以及通过平衡位置的速度均与周期无关，故ABC错误；将圆槽半径变为原来的4倍,周期变为原来的2倍，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共2小题，每小题6分，部分选对得3分，有选错的得0分，共12分。）
5．（23-24高二上·河南开封·期末）某学习小组的同学在实验室用如图甲所示装置研究单摆的运动规律，O是单摆的平衡位置，单摆在竖直平面内左右摆动，M、N是摆球所能到达的最远位置。取向右为正方向，图乙是单摆的振动图像。已知当地的重力加速度大小g=10m/s²，取，下列说法中正确的是（ ）
A．单摆的振幅是0.14m，振动的频率是1Hz
B．振动的表达式为
C．单摆的摆长为1m
D．t=1.5s时摆球在N点
【答案】BC
【详解】A.由题图乙知振幅
周期
则频率
故A错误；
B.振动的表达式为
故B正确；
C.由单摆的周期公式
得
故C正确；
D.由题图乙知，时摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以摆球在M点，故D错误。
故BC。
6．（23-24高二上·浙江·期中）下列说法正确的是（ ）
A．如图甲所示，在“探究平抛运动的特点”实验中，在安装实验装置时，斜槽末端必须切线水平
B．如图乙所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以用重力加速度计算重锤在某时刻的速度
C．如图丙所示，在“用传感器观察电容器的充放电过程”实验中，单刀双掷开关S先跟1相接对电容器充电，待稳定后将单刀双掷开关S接2，电容器放电，实验中只减小电阻R的阻值，其余操作不变，则电容器的放电量将增大
D．如图丁所示，在“用单摆测定重力加速度的大小”实验中，测量摆球振动周期时选取最低点作为计时的起、终点位置，测量结果更加准确
【答案】AD
【详解】A．为了保证小球能做平抛运动，在安装实验装置时，斜槽末端必须切线水平，故A正确；
B．在“验证机械能守恒定律”的实验中，应当使用纸带数据计算某时刻速度，不可以用重力加速度计算重锤在某时刻的速度，否则相当于默认机械能守恒，失去验证的意义，故B错误；
C．根据可知电容器充电后，电容器所带的电荷量为定值，实验中只减小电阻R的阻值，其余操作不变，则电容器的放电量不变，故C错误；
D．在“用单摆测定重力加速度的大小”实验中，测量摆球振动周期时选取最低点作为计时的起、终点位置，测量结果更加准确，故D正确。
故选AD。
三、填空题（本题共2空，每空2分，共4分。）
7．（23-24高三上·福建·阶段练习）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的关系图如图乙所示。该单摆的周期为 ；该地的重力加速度为 。
【答案】
【详解】[1]秋干的周期为从最大振幅偏角到另一最大振幅偏角再回到最大振幅偏角所用时间， 最大偏转角时垂直手机平面方向的加速度为0，根据图像可得秋干摆动的周期为
[2]根据
可得
四、解答题（本题共2小题，共24分。）
8．（12分）（21-22高一·全国·课时练习）有一单摆，其摆长l=1.02 m，摆球的质量m=0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆全振动30次用的时间t=60.8 s，试求：
（1）当地的重力加速度是多大？
（2）如果将这个摆改为周期为2s的秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？
【答案】（1）9.79 m/s2；（2）其摆长要缩短0.027m
【详解】（1）当单摆做简谐运动时，其周期公式
由此可得
根据题意有
解得
g =9.79 m/s2
（2）秒摆的周期是2s，设其摆长为l0，由于在同一地点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有
则其摆长要缩短
Δl=l-l0=1.02m-0.993m=0.027m
9．（12分）（2023·江苏盐城·模拟预测）单摆在竖直面内做小角度摆动，摆球速度的二次方随时间变化的图线如图所示，取重力加速度，忽略空气阻力，结合图中的数据，求单摆
（1）摆长；
（2）最大摆角的余弦值。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）单摆周期为摆球速度二次方周期的两倍，由图可知摆球速度二次方周期为1.0s，故单摆周期为2.0s，根据单摆周期公式
解得
（2）根据动能定理可得
解得
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