2.4 单摆-2020-2021学年高二物理课时同步练（新教材人教版选择性必修第一册）

第二单元 机械振动 第4课 单摆 一、基础巩固 1．某单摆做简谐振动，周期为 T，若仅增大摆长，则振动周期会（ ） A．变小 B．不变 C．变大 D．不确定 2．做简谐运动的单摆，仅将质量和摆长均减小为原来的 ，则单摆振动周期变为原来的 A． 倍 B． 倍 C．4倍 D．2倍 3.单摆的振动图像如图所示，单摆的摆长为（ ）. A．0.4m B．0.8m C．1.0m D．9.8m 4.下列关于单摆的说法，正确的是(　 　) A．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 B．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力 C．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力 D．单摆摆球从平衡位置运动到正向最大位移处的位移为A(A为振幅)，从正向最大位移处运动到平衡位置时的位移为－A 5.下列物理学史实中，正确的是（ ） A．惠更斯研究了单摆的振动规律，确定了单摆振动的周期公式 B．库仑通过扭秤实验总结出电荷间相互作用的规律，并测定了最小电荷量 C．伽利略通过在比萨斜塔上的落体实验得出了自由落体运动是匀变速直线运动这一规律 D．赫兹预言了电磁波的存在并通过实验首次获得了电磁波 6.对单摆在竖直面内做简谐运动，下面说法中正确的是 A．摆球所受向心力处处相同 B．摆球的回复力是它所受的合力 C．摆球经过平衡位置时所受回复力为零 D．摆球经过平衡位置时所受合外力为零 7.一个单摆做简谐运动的周期为 T。如果将其摆长增加为原来的 2 倍，振幅变为原来的二分之一，则其周期变为（　　） A． B． C． D．2T 8.如图（甲）所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图（乙）所示，以下说法正确的是（ ） A．t1时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小 B．t2时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小 C．t3时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大 D．t4时刻小球速度 为零，轨道对它的支持力最大 9.图甲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，设摆球向右运动为正方向，图乙是这个单摆的振动图象，同此可知（　　） A．单摆振动的频率1.25Hz B．t=0时摆球位于B点 C．t=0.2s时摆球位于平衡位置O，加速度为零 D．若当地的重力加速度g=π2，则这个单摆的摆长是0.16m 10.如图甲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。设向右为正方向，图乙是这个单摆的振动图象。根据图象可得，单摆振动的频率是_______Hz；开始时摆球在______位置；若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个摆的摆长是______m。 12.秒摆的周期为________，要使单摆的频率变为原来的2倍，其摆长应变为原来的_________． 13.用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。） 某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。 二、拓展提升 1.一质量均匀的空心球壳用一根长线把它悬挂起来，先在空腔中注满水，然后让水从球底部的小孔慢慢地流出来.如果同时让球摆动，那么水在流出来的过程中，球摆动周期的变化情况是（ ）. A．变大 B．变小 C．先变大后变小 D．先变小后变大 2.A、B两个小球放在一段光滑圆弧曲面上，它们与圆弧最低点O之间的弧长 ，OA、OB均远小于圆弧半径。C球位于圆弧的圆心处，三个小球同时从静止开始运动，则到达O点所需时间的大小关系为（　　） A．tA＞tB＞tC B．tC＞tA＞tB C．tA＝tB＞tC D．tC＞tA＝tB 3.我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球．假如宇航员在月球上测得摆长为L的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为( ) A． B． C． D． 4.如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的O′点钉一个钉子，使OO′＝L/2，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则此摆的周期是(　 　) A． B． C． D． 5.如图（甲）所示是用沙摆演示振动图象的实验装置，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，实验时在木板上留如图（甲）所示的结果。若用手拉木板做匀速运动，速度大小是0.20m/s。图（乙）所示的一段木板的长度是0.60m，那么这次实验所用沙摆对应的单摆长约为（　　） A．0.56m B．1.0m C．1.5m D．2.0