2.3单摆-2021-2022学年高二物理优化训练（2019人教版选修第一册）

第二章 机械振动 2.3单摆 一、单选题 1.将一单摆的周期变为原来的2倍，下列措施可行的是（   ） A. 只将摆球的质量变为原来的 B. 只将摆长变为原来的2倍 C. 只将摆长变为原来的4倍 D. 只将振幅变为原来的2倍 【答案】 C 【解析】根据单摆的周期公式 将一单摆的周期变为原来的2倍，则需要将摆长变为原来的4倍。 故答案为：C。 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 【答案】 C 【解析】设圆弧轨道半径为R，C球做自由落体运动，则有 可得 A、B球是等效单摆，从静止运动到O点的时间为 则有 故答案为：C。 3.下列说法中正确的是（   ） A. 用弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，该物体做的是匀变速直线运动 B. 做简谐振动的单摆通过平衡位置时，小球受到的回复力为零，合外力不为零 C. 做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度一定相同 D. 单摆在周期性外力作用下做受迫运动，外力的频率越大，单摆的振幅就越大 【答案】 B 【解析】A．做简谐运动的物体，是变加速直线运动，A不符合题意； B．摆球受到的回复力是重力沿圆弧切线方向上的分力，经过平衡位置时，回复力为零。由于单摆做圆周运动在平衡位置，合力不为零，合力提供向心力，方向指向悬点，B符合题意； C．做简谐运动的物体，物体每次通过同一位置时其速度大小相等，方向不一定相同，故速度不一定相同，C不符合题意； D．在周期性的外力作用下做受迫运动，则外力的频率越大，单摆的振幅可能变大，也可能变小，D不符合题意。 故答案为：B。 4.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. 2.0m 【答案】 A 【解析】砂摆的周期 根据 得 故答案为：A。 5.如图甲所示，一单摆悬挂在拉力传感器上。让单摆在竖直面内做小角度摆动，拉力传感器显示绳子拉力F大小随时间 的变化图像如图乙所示，已知当地的重力加速度为 ，则根据图乙中的数据可知（   ） A. 此单摆的周期                                          B. 此摆球的质量为 C. 此单摆的摆长                                        D. 在 时刻摆球的回复力最小 【答案】 C 【解析】A．摆球运动到最低点时，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，所以摆球运动到最低点时，绳子拉力最大，则此单摆的周期为 A不符合题意； B．摆球运动到最低点时，由重力和绳子拉力的合力提供向心力，则有 此摆球的质量为 B不符合题意； C．根据单摆周期公式 可得此单摆的摆长 C符合题意； D．单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，摆球运动到最低点时，摆球的回复力最小，所以在 时刻摆球的回复力最小，在 时刻摆球的回复力最大，D不符合题意。 故答案为：C。 6.单摆摆长为L，若将摆长增加1m，则周期变为原来的1.5倍，则L为（   ） A. 0.5m                                     B. 0.8m                                     C. 1m                                     D. 2m 【答案】 B 【解析】当单摆摆长为 时，周期为 摆长增加 后，周期变为 两式相比解得 故答案为：B。 二、填空题 7.用时间传感器代替秒表做“用单摆测定重力加速度”的实验装置如图丙所示。长为l的摆线一端固定在铁架台上，另一端