第四节 单摆-2021-2022学年高中物理同步课时分层训练（人教版选择性必修第一册 ）

第四节 单摆 【基础过关】 1．(2020-2021学年北京四中高二(下)期中)(多选)单摆做简谐运动时(　　) A．不同的摆，摆长大的，周期大 B．不同的摆，摆球质量大的，周期大 C．相同的摆，振动能量由振幅决定 D．相同的摆，振动能量也相同 【解析】 A．根据单摆的周期公式，可知，不同的摆，摆长大的，周期大，所以A正确； B．根据单摆的周期公式，可知，单摆的周期与摆球的质量无关，所以B错误； CD．相同的摆，振动能量由振幅决定，振幅越大振动能量越大，所以C正确；D错误；故选AC。 【答案】 AC 2．(2020-2021学年莆田市第一中学高二(下)期中)如图，BOC为半径为R的光滑弧形槽，O点是弧形槽的最低点。半径R远大于BOC弧长。一小球由静止开始从B点释放，小球在槽内做周期运动。欲使小球运动的周期减小，可采用的方法是(　　) A．让小球释放处更靠近O点 B．让小球释放时有个初速度 C．换一个半径R小一些的弧形槽 D．换一个半径R大一些的弧形槽 【解析】 小球的运动可视为单摆模型，由单摆的周期公式，可知，其周期取决于摆长和，与质量和振幅无关。因此想要减小小球运动的周期，可以减小摆长即换一个半径小一点的弧形槽，故ABD错误，C正确。故选C。 【答案】 C 3．(2020-2021学年杭州高二检测)两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速度v1、v2(v1>v2)在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别为f1、f2和A1、A2,则(　　) A.f1>f2,A1=A2　　 B.f1<f2,A1=A2 C.f1=f2,A1>A2 D.f1=f2,A1<A2 【解析】 单摆做简谐运动,频率、周期取决于装置本身,振幅取决于能量。因两单摆相同,则固有频率、周期相同,而v1>v2即Ek1>Ek2,所以A1>A2,C正确。故选C。 【答案】 C 4．(2020-2021学年庆阳高二检测)砂漏斗与悬线构成砂摆在竖直平面摆动。 其下方有一薄板垂直于摆动平面匀速拉动,可画出振动图象,若有两个砂摆而薄板也分别以v1、v2两种速度拉动,且v2=4v1,得到如图所示的两种图象,则其振动周期T1和T2的关系为(　　) A.T1∶T2=1∶4　　　　 B.T1∶T2=2∶1 C.T1∶T2=1∶2 D.T1∶T2=4∶1 【解析】 单摆的摆动和木板的运动同时进行,时间相同,设在板长为L范围内,则由图可知:T1=,T2=,根据题意v2=4v1,则T1=2T2。故B正确。故选B。 【答案】 B 5．(多选)惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器,叫摆钟。摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤势能提供,运动的速率由钟摆控制。旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动,如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.当摆钟不准时需要调整圆盘位置 B.摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移 C.由冬季变为夏季时应使圆盘沿摆杆上移 D.把摆钟从广州移到北京应使圆盘沿摆杆上移 【解析】　调整圆盘位置可改变摆长,从而达到调整周期的作用。若摆钟变快,是因为周期变小,应增大摆长即下移圆盘;由冬季变为夏季,摆杆变长,应上移圆盘;从广州到北京,g值变大,周期变小,应增加摆长。综上所述,选项A、C正确。故选AC。 【答案】 AC 6．(多选)下列关于单摆的说法，正确的是(　　) A．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)，再运动到平衡位置时的位移为零 B．单摆摆球的回复力等于摆球所受的合力 C．单摆摆球的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力 D．单摆摆球经过平衡位置时加速度为零 【解析】　简谐运动中的位移是以平衡位置作为起点，摆球在正向最大位移处时位移为A，在平衡位置时位移应为零，A正确；摆球的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供，合力在摆线方向的分力提供向心力，B错误，C正确；摆球经过最低点(摆动的平衡位置)时回复力为零，但向心力不为零，所以合力不为零，加速度也不为零，D错误． 【答案】 AC 7．有一个正在摆动的秒摆(T＝2 s)，若取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时，那么当t＝1.6 s时，以下对摆球的运动情况及其切向加速度变化情况正确的是(　　) A．正在向左做减速运动，加速度正在增大 B．正在向右做减速运动，加速度正在增大 C．正在向右做加速运动，加速度正在减小 D．正在向左做加速运动，加速度正在减小 【解析】　秒摆的周期是2 s，则摆球从平衡位置向左运动时开始计时，那么当t＝1.6秒时，摆球从最右端向平衡位置做加速运动，由于位移在变小，故切向加速度也在变小．故D正确． 【答案】 D 8．(多选)如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球(小球可以看成质点)．在O点正下方，距O点处的P点固定一个小钉子．现将小球拉