2.4單擺同步練習(xí)2021—2022學(xué)年高中物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)一、選擇題（共15題）1．單擺的振動(dòng)圖像如圖所示，單擺的擺長(zhǎng)為（       ）.A．0.4m B．0.8m C．1.0m D．9.8m2．單擺運(yùn)動(dòng)具有周期性，關(guān)于單擺周期，下列說(shuō)法中正確的是(       )A．單擺的質(zhì)量越大，回復(fù)力越大，周期越短B．單擺周期與單擺所處的地理位置有關(guān)，與擺長(zhǎng)無(wú)關(guān)C．不同單擺放在同一地方，擺長(zhǎng)越長(zhǎng)的單擺的周期越長(zhǎng)D．若用單擺制成的座鐘在張家口走時(shí)準(zhǔn)確，則搬到深圳后不作任何調(diào)整走時(shí)仍準(zhǔn)確3．一單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，如圖為擺繩對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的圖像，則該單擺的擺長(zhǎng)為（重力加速度g取10m/s2）（　?。?/span>A．0.4m B．1.6m C．4m D．16m4．單擺在豎直平面內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（       ）A．其最大擺角小于5°B．其回復(fù)力是由擺球的重力和懸線拉力的合力提供的C．測(cè)量周期時(shí)應(yīng)該從擺球經(jīng)過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)D．“秒擺”是擺長(zhǎng)為1m、周期為1s的單擺5．圖甲為生活中常見(jiàn)的一種擺鐘，圖乙為擺鐘內(nèi)擺的結(jié)構(gòu)示意圖，圓盤(pán)固定在擺桿上，螺母可以沿?cái)[桿上下移動(dòng)。在龍巖走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到北京，要使擺鐘仍然走時(shí)準(zhǔn)確，則（　?。?/span>A．因擺鐘周期變大，應(yīng)將螺母適當(dāng)向上移動(dòng)B．因擺鐘周期變大，應(yīng)將螺母適當(dāng)向下移動(dòng)C．因擺鐘周期變小，應(yīng)將螺母適當(dāng)向上移動(dòng)D．因擺鐘周期變小，應(yīng)將螺母適當(dāng)向下移動(dòng)6．在同一地點(diǎn)，甲、乙兩單擺的擺球相對(duì)平衡位置的水平位移隨時(shí)間變化的圖像如圖所示，則（　?。?/span>A．甲的振幅小 B．乙的擺長(zhǎng)短C．時(shí)刻甲的擺角大 D．時(shí)刻兩擺球速度相同7．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（     ）A．在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長(zhǎng)成正比B．在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長(zhǎng)不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小C．彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變D．系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率8．周期為的擺叫秒擺，若要將秒擺的周期變?yōu)?/span>，下列措施可行的是（       ）A．將擺球的質(zhì)量及振動(dòng)的振幅均減半B．將振幅和擺長(zhǎng)均減半C．將擺長(zhǎng)減為原來(lái)的D．將擺長(zhǎng)減為原來(lái)的9．實(shí)驗(yàn)室制作一懸線長(zhǎng)為l的單擺，小擺球是一個(gè)有一定質(zhì)量的金屬空心球，球底有一小孔，球內(nèi)盛滿水，在擺動(dòng)過(guò)程中，水從小孔慢慢流出，從水開(kāi)始流到水流完的過(guò)程中，此單擺的周期變化是（　?。?/span>A．周期不變B．周期不斷變大C．周期先變小，后又變大D．周期先變大，后又變小10．自從“玉兔二號(hào)探測(cè)器”到達(dá)月球工作并拍回一系列珍貴的月球表面照片以后，人們對(duì)月球的向往又進(jìn)一步加深了，希望能夠早日登上月球。假設(shè)未來(lái)的宇航員成功登上月球并把地球上的擺鐘帶到了月球上面。已知月球表面的重力加速度約為地球表面的，現(xiàn)要使該擺鐘在月球上的周期與地球上周期相同，下列辦法可行的是（　?。?/span>A．將擺球的質(zhì)量增加為原來(lái)的6倍 B．將擺球的質(zhì)量減小為原來(lái)的倍C．將擺長(zhǎng)減小為原來(lái)的倍 D．將擺長(zhǎng)增長(zhǎng)為原來(lái)的6倍11．一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則(　　)A．此單擺的擺長(zhǎng)約為1mB．若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大C．此單擺的固有周期約為0.5sD．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng)12．在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進(jìn)行比較，找出其共同點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律．法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問(wèn)題時(shí)，曾將扭秤的振動(dòng)周期與電荷間距離的關(guān)系類比單擺的振動(dòng)周期與擺球到地心距離的關(guān)系．已知單擺擺長(zhǎng)為l，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，擺球到地心的距離為r，則單擺振動(dòng)周期T與距離r的關(guān)系式為(　　)A．T=2πr B．T=2πrC．T= D．T=2πl(wèi)13．振動(dòng)的單擺小球通過(guò)平衡位置時(shí)，關(guān)于小球受到的回復(fù)力、合力及加速度的說(shuō)法中正確的是(　　)A．回復(fù)力為零，合力也為零B．回復(fù)力不為零，方向沿軌跡的切線C．合力不為零，方向沿軌跡的切線D．合力不為零，加速度不為零，方向指向懸點(diǎn)14．如圖兩單擺擺長(zhǎng)相等，平衡時(shí)兩擺剛好接觸．現(xiàn)將擺球Ａ在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開(kāi)一小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開(kāi)各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．以 mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則 A．如果mA＞mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B．如果mA＜mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C．無(wú)論擺球質(zhì)量如何，下一次碰撞都不可能在平衡位置D．無(wú)論擺球質(zhì)量如何,下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)或右側(cè)15．某實(shí)驗(yàn)小組在研究單擺時(shí)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，將一力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上。圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)。由靜止釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為最低位置，∠AOB=∠COB=α，α小于5°且大小未知。同時(shí)由計(jì)算機(jī)得到了擺線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線，如圖乙所示（圖中所標(biāo)字母均為已知量），且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。已知擺長(zhǎng)為l，重力加速度為g。根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息，下列說(shuō)法正確的是（　　）A．該單擺的周期為t1B．可求出擺球的質(zhì)量C．不能求出擺球在最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小D．若在地球的兩極做該實(shí)驗(yàn)，則測(cè)得單擺的周期最大二、填空題（共4題）16．一個(gè)理想的單擺，已知其周期為T。如果由于某種原因重力加速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，振幅變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的8倍，擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，它的周期變?yōu)?/span>___________。17．一個(gè)單擺在甲地時(shí)，在時(shí)間t內(nèi)完成m次全振動(dòng)，移至乙地時(shí)，經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間完成n次全振動(dòng)，則甲、乙兩地重力加速度大小之比g甲：g乙等于______________．18．單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)回復(fù)力是由擺球__________的分力提供．用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)中，盡量做到擺線要細(xì)，彈性要小，質(zhì)量要輕，其質(zhì)量要_________擺球質(zhì)量．19．小明同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素。（1）擺球應(yīng)該選擇___（選填“小鋼球”或“小塑料球”）；擺線應(yīng)該選擇___（選填“100cm長(zhǎng)的無(wú)彈性細(xì)線”或“100cm長(zhǎng)的彈性細(xì)線”）。 （2）小明組裝單擺時(shí)，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開(kāi)有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖甲所示。這樣做的目的是___（填字母代號(hào)）。 A．保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變     B．可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C．需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)     D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)（3）用秒表記錄下單擺50次全振動(dòng)所用時(shí)間如圖乙所示，則可知該次實(shí)驗(yàn)中50次全振動(dòng)所用的時(shí)間為__s，單擺運(yùn)動(dòng)的周期T=___。三、綜合題（共4題）20．電影中，質(zhì)量為60kg的特工從樓頂出發(fā)，欲到達(dá)距離樓頂L=22.5m處的房間。如圖所示，他通過(guò)手輪沿一條豎直懸垂的滑索從靜止開(kāi)始下滑。下滑時(shí)他可調(diào)節(jié)對(duì)手輪的壓力，從獲得足夠的阻力以控制下滑加速度。開(kāi)始時(shí)他放松手輪，自由下落1s；然后他調(diào)節(jié)手輪，勻速下落了12.5m；然后他再調(diào)節(jié)手輪，勻減速下滑，當(dāng)滑到該房間的窗戶A處時(shí)，速度恰好為0。此時(shí)他用腳踏蹬開(kāi)窗戶，自己向墻外側(cè)反彈了 0.9m，然后進(jìn)入窗內(nèi)。（不計(jì)空氣阻力；放松手輪時(shí)，不計(jì)手輪與滑索間的摩擦；不考慮特工的身高影響。g=10m/s2）求：從開(kāi)始下落到進(jìn)入窗內(nèi)，特工所用的時(shí)間。（此小題結(jié)果保留1位小數(shù)）21．學(xué)習(xí)了單擺的知識(shí)后，小剛嘗試自己來(lái)通過(guò)實(shí)驗(yàn)動(dòng)手繪制一個(gè)單擺的位移-時(shí)間圖樣。如圖甲所示，他在細(xì)線下懸掛一個(gè)除去了柱塞的注射器，注射器內(nèi)裝上墨汁。當(dāng)注射器擺動(dòng)時(shí)，小剛沿著垂直于擺動(dòng)的方向拖動(dòng)木板，得到如圖乙所示由O至A的一段圖樣，請(qǐng)完成以下問(wèn)題：（1）將得到的圖樣建立坐標(biāo)系，橫坐標(biāo)代表什么物理量？縱坐標(biāo)代表什么物理量？（2）已知小剛以5cm/s的速率拖動(dòng)木板，且測(cè)得OA間的直線距離為20cm，那么請(qǐng)你在丙圖上將各坐標(biāo)軸缺失信息標(biāo)注完整；（3）若小剛將拖動(dòng)木板的速度加快為10cm/s，OA之間的圖樣將發(fā)生變化，請(qǐng)大致在丁圖上畫(huà)出變化后的圖樣。22．如圖甲所示，擺球在豎直平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，通過(guò)力傳感器測(cè)量擺線拉力的大小隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示，擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小，忽略空氣阻力，取，求：(1)單擺的擺長(zhǎng)L；(2)擺球的質(zhì)量m；(3)擺線拉力的最小值。23．一個(gè)擺長(zhǎng)為2m的單擺，在地球上某地?cái)[動(dòng)時(shí)，測(cè)得完成50次全振動(dòng)所用的時(shí)間為100s。求：（1）求當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g；（2）若把該單擺拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60m/s2，則該單擺振動(dòng)周期是多少？（結(jié)果保留π）
參考答案：1．D2．C3．B4．C5．D6．C7．B8．D9．D10．C11．A12．B13．D14．D15．B16．2T17．m2：n218．     重力沿圓弧切線；     遠(yuǎn)小于19．     小鋼球     100 cm長(zhǎng)的無(wú)彈性細(xì)線     AC     99.8     2.0s20．8.0s21．（1）橫坐標(biāo)代表時(shí)間，縱坐標(biāo)代表離開(kāi)平衡位置的位移；（2）（3）22．(1)1m；(2)0.1kg；(3)0.99N23．（1）2π2；（2） 

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