高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册3 单 摆课后复习题

这是一份高中物理教科版 (2019)选择性必修 第一册3 单 摆课后复习题，共3页。

1．某单摆由1 m长的摆线连接一个直径为2 cm的铁球组成，关于单摆周期，下列说法中正确的是( )
A．用大球替代小球，单摆的周期不变
B．摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小
C．用等大的铜球替代铁球，单摆的周期不变
D．将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变大
2．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 eq \f(1,6)，现在要使该摆钟在月球上的周期与地球上的周期相同，下列措施可行的是( )
A．将摆球的质量增大为原来的6倍
B．将摆球的质量减小为原来的 eq \f(1,6)
C．将摆长减小为原来的 eq \f(1,6)
D．将摆长增大为原来的6倍
3．两个质量相等的弹性小球分别挂在l1＝1.00 m，l2＝0.25 m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4 s两球相碰的次数为(取π2≈10)( )
A.3次
B．4次
C．5次
D．6次
4．单摆做简谐运动，当铁质摆球到达最高点时，将一块小磁铁轻轻吸附在摆球上，该单摆( )
A．振幅将增大
B．振动能量增大
C．通过最低点时的速率增大
D．周期将增大
5．在一些古典家居装饰中，会看到大摆钟．某大摆钟如图甲所示，可看成单摆，摆的振动图像如图乙所示，则大摆钟的摆长约为( )
A．0.64 m B．1.28 m
C．1.5 m D．2.25 m
6．(多选)图甲中O点为单摆的固定悬点，现将质量为m的小摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置．∠AOB＝∠COB＝α(α小于5°且是未知量)，细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻．g取10 m/s2.以下说法正确的是( )
A．细线对摆球的拉力和摆球受到重力的合力就是单摆的回复力
B．摆球的质最m＝0.08 kg
C．此单摆的周期为0.4π s
D．此单摆的摆长为0.4 m
微点9 单摆周期公式的理解
1．答案：C
解析：用大球替代小球，单摆摆长变长，由单摆周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g))可知，单摆的周期变大，故A错误；由单摆周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g))可知，在小摆角情况下，单摆做简谐运动的周期与摆角无关，摆角从5°改为3°时，单摆周期不变，故B错误；用等大铜球替代，单摆摆长不变，由单摆周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g))可知，单摆的周期不变，故C正确；将单摆从赤道移到北极，重力加速度g变大，由单摆周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g))可知，单摆周期变小，故D错误．
2．答案：C
解析：已知月球表面的重力加速度约为地球表面的 eq \f(1,6)，根据单摆的周期公式T＝2π eq \r(\f(L,g))可知，要使该摆钟在月球上的周期与在地球上的周期相同，必须将摆长减小为原来的 eq \f(1,6)，单摆的周期与摆球的质量无关，故C正确．
3．答案：C
解析：先计算两球运动的周期，T1＝2π eq \r(\f(l1,g))＝2 s，T2＝2π eq \r(\f(l2,g))＝1 s，从B开始运动经 eq \f(T2,4)，即0.25 s第一次相碰，并经 eq \f(T1,2)，即1 s第二次相碰；再经 eq \f(T2,2)；即0.5 s第三次相碰，可推证到第5次相碰共用时3.25 s，到第六次相碰共用时4.25 s．故经过4 s两球相碰的次数为5次，故C正确．
4．答案：B
解析：当铁质摆球到达最高点时，将一块小磁铁轻轻地吸附在摆球上，由机械能守恒定律可知，摆球还是摆回到原来的位置，所以振幅不变，摆球到达最低点时的速度设为v，则有mgh＝ eq \f(1,2)mv2，得v＝ eq \r(2gh)，h不变，可知v不变，单摆通过最低点时的速率不变；由Ek＝ eq \f(1,2)mv2可知，摆球的质量增大，则经过平衡位置时的动能增大，因此振动能量增大，故B正确，A、C错误．由单摆的周期公式T＝2π eq \r(\f(L,g))可知，单摆摆长不变，则振动的周期不变，故D错误．
5．答案：D
解析：由题图乙可知，单摆的周期T＝3 s，由单摆的周期公式有T＝2π eq \r(\f(l,g))，解得摆长为l＝ eq \f(gT2,4π2)≈2.25 m，故选D.
6．答案：CD
解析：当单摆的摆角较小时，摆球的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，即摆球所受细线的拉力与重力的合力沿轨迹切线方向的分力，故A错误；摆球在一个周期内两次经过最低点，由图可知，周期T＝0.4π s，由单摆周期公式T＝2π eq \r(\f(L,g))，解得L＝0.4 m，故C、D正确；在最高点A，有Fmin＝mg cs α＝0.495 N，在最低点B，有Fmax＝mg＋m eq \f(v2,L)＝0.510 N，从A到B，由机械能守恒定律得mgL(1－cs α)＝ eq \f(1,2)mv2，联立解得m＝0.05 kg，故B错误．