11.4单摆-2020-2021学年高二物理课时同步练（人教版选修3-4）

选修3-4 第十一章 机械振动 第四节 单摆 一、多选题 1．（2021·济南市·山东师范大学附中高二月考）如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图象，下列说法正确的是（　　） A．甲与乙的摆长一样大 B．甲摆的振幅比乙摆的大 C．甲在平衡位置的速率比乙在平衡位置的速率大 D．在t=0.5s时有正向最大加速度的是甲摆 【答案】ABC 【解析】A．由图看出，两个单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式 得知，甲、乙两单摆的摆长L相等，选项A正确； B．甲摆的振幅为10cm，乙摆的振幅为7cm，则甲摆的振幅比乙摆大，选项B正确； C．甲摆的振幅大，根据能量守恒可得甲在平衡位置的速率比乙在平衡位置的速率大，选项C正确； D．在t=0.5s时，乙摆具有最大负向位移，由 可知，乙摆具有正向最大加速度，选项D错误。 故选ABC。 2．（2021·上海嘉定区·高三二模）一单摆做简谐振动，在偏角减小的过程中，摆球的（　　） A．速度减小 B．回复力减小 C．位移增大 D．机械能增大 【答案】B 【解析】C．当偏角减小时，摆球偏离平衡位置的位移减小，所以C错误； A．当偏角减小时，球向平衡位置运动，所以速度越来越大，所以A错误； B.根据回复力公式 可知，位移减小，回复力减小，所以B正确； D．由于做简谐运动，所以摆球的机械能是守恒的，所以D错误； 故选B。 3．（2021·浙江高一月考）如图甲， 点为单摆的固定悬点，将力传感器接在悬点 ，这样，力传感器可测出摆线的张力和时间的关系。现将摆球拉到 点，释放摆球，摆球将在竖直面内的 、 之间小角度来回摆动，其中 点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小 随时间 变化的曲线，图中 为摆球从 点开始运动的时刻， 取10m/s2.根据题设甲乙两个图，可计算出的物理量有（ 、 、 和 为已知量）（　　） A．摆线长 B．摆球质量 C．摆角 D．摆球的最大速度 【答案】BCD 【解析】A．由图象可以看出单摆的周期 根据 得出摆长 由于不知道摆球半径，故无法求出摆线长，故A错误； B．在 点拉力有最大值，根据牛顿第二定律有 在 、 两点拉力有最小值 由 到 机械能守恒可得 由此可求得摆球的质量 故B正确； C．根据在 、 两点拉力有最小值 则可得 得 故C正确； D．根据在 点拉力有最大值，根据牛顿第二定律有 可得 故D正确； 故选BCD。 4．（2021·江苏苏州市·常熟中学高二月考）某同学在学校实验室采用甲、乙单摆做实验时得到的振动图象分别如下图中甲、乙所示，下列说法中正确的是（　　） A．甲、乙两单摆的摆长相等 B．两摆球经过平衡位置时，速率可能相等 C．乙单摆的振动方程是 D．在任意相同时间内，两摆球的位移之比为10:7 【答案】AC 【解析】A．两个单摆的振动周期相同，都是2s，根据振动周期公式 可知两个单摆的摆长相等，A正确； B．因为两个单摆的振幅不同，因此经过平衡位置时的速率不同，B错误； C．由于乙的振幅为7cm，振动周期为2s，由图像可知振动方程为 C正确； D．虽然振幅之比为10：7，但振动过程中，位移有时可能甲大，有时可能乙大，不能确定，D错误。 故选AC。 二、单选题 5．（2021·山东潍坊市·高三月考）一理想的单摆如图甲所示，振动图像如图乙所示，其振动最大摆角 ，不计空气阻力，则此摆的摆长l及 s时加速度a的大小是（ ， ，重力加速度 ， ）（　　） A． m， B． m， C． m， D． m， 【答案】B 【解析】根据周期 可知，摆长 s时在平衡位置，从最大位移到平衡位置，根据动能定理 在最低点 故B正确ACD错误。 故选B。 6．（2021·山东高二月考）如图所示，在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一质量为m、电荷量为 的绝缘小球由长度为 的绝缘细绳与悬点相连，将小球拉离平衡位置一个小角度 后由静止释放，不计空气阻力，且整个过程中洛伦兹力小于重力沿绳方向的分力，下列说法正确的是（　　） A．小球摆动的周期满足 B．小球摆动的周期满足 C．小球摆动的周期满足 D．小球从右向左运动的时间比从左向右运动的时间短 【答案】B 【解析】洛伦兹力始终与速度方向垂直，沿绳方向，故并不改变切线方向的加速度，并且洛伦兹力始终不做功，则单摆周期不变，小球摆动的周期满足 ，小球从右向左运动的时间等于从左向右运动的时间。 故选B。 7．（2020·浙江温州市·瑞安中学高二期中）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