2.3 单摆（2）等效单摆、图像 课时作业10-2021-2022学年高二上学期物理沪科版（2020）选择性必修第一册

10B   物理选修   第二章   机械振动                作业10

第三节 单摆（2）等效单摆、图像

班级________姓名________学号________日期________

一、单项选择题（只有一个选项正确）

1. ★单摆在经过平衡位置时，它的（　　）

（A）速度为0 （B）加速度为0 （C）回复力为0 （D）机械能为0

2. ★★一只单摆，在第一个星球表面上的振动周期为，在第二个星球表面上的振动周期为。若这两个星球的质量之比，半径之比，则等于（　　）

（A） （B） （C） （D）

3. ★★在一些古典家居装饰中，会看到大摆钟。某大摆钟如图甲所示，可看成单摆，摆的振动图像如图乙所示，则大摆钟的摆长约为（　　）

（A）0.64m  （B）1.28m

（C）1.5m  （D）2.25m

4. ★★如图所示，置于地球表面上的一单摆在小振幅条件下摆动的周期为，下列说法中正确的是（　　）

（A）单摆摆动过程，绳子的拉力始终大于摆球的重力

（B）单摆摆动过程，绳子的拉力始终小于摆球的重力

（C）小球所受重力和绳的拉力的合力提供单摆做简谐运动的回复力

（D）将该单摆置于月球表面，其摆动周期为

5. ★★有一摆长为L的单摆，其悬点正下方某处有一小钉，摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部被小钉挡住，使摆长发生变化。现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M运动到左边最高点N的频闪照片如图所示（悬点与小钉未被摄入）。P为摆动中的最低点，已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点间的距离为（　　）

（A） （B） （C） （D）无法确定

6. ★★如图所示，一小球在光滑槽内做简谐运动，下述方法中哪些可使小球的振动加快（　　）

（A）减小小球的振幅 （B）增大光滑圆槽的半径

（C）增大小球的振幅 （D）减小光滑圆槽的半径

7. ★★如图所示，将摆长为L的单摆放在一升降机中，若升降机以加速度a向上匀加速运动，当地的重力加速度为g，则单摆的摆动周期为（　　）

（A） （B）

（C） （D）

8. ★★★用如图实验装置研究单摆的振动图像，图中的摆球是质量分布均匀的空心球，给球中灌满墨水。摆动中，墨水可以从球体正下方小孔中缓缓流出，到墨水全部流完，摆球的振动周期（　　）

（A）逐渐变大 （B）先变大后变小

（C）逐渐变小 （D）先变小后变大

9. ★★★如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像，下列说法正确的是（　　）

（A）甲、乙两单摆的摆长不相等

（B）甲摆的机械能比乙摆的大

（C）在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆

（D）由图像可以求出当地的重力加速度

10. ★★★如图所示，曲面AO是一段半径为2m的光滑圆弧面，圆弧与水平面相切于O点，AO弧长为10cm，现将一小球先后从曲面的顶端A和AO弧的中点B由静止释放，到达底端的速度分别为v1和v2，经历的时间分别为t1和t2，那么（　　）

（A）v1< v2，t1<t2

（B）v1>v2，t1=t2

（C）v1=v2，t1=t2

（D）以上三项都有可能

二、多项选择题（两个及以上选项正确）

11. ★★★一同学在探究单摆的运动规律时，测得单摆50次全振动所用的时间为100s。己知当地的重力加速度g=9.80m/s2则下列说法正确的是（　　）

（A）该单摆做简谐运动时，在速度增大的过程中回复力一定减小

（B）该单摆的摆长约为1.44m

（C）若把该单摆的摆长减小为原来的一半，则其振动的周期为s

（D）若把该单摆放在月球上，则其摆动周期变小

三、填空题

12. ★★质量为m的单摆，拉开一定角度后由静止释放，摆绳对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，则摆球在平衡位置的加速度为___________，该单摆的摆长为__________。

13. ★★如图甲所示，摆球在竖直平面内做简谐运动，通过力传感器测量摆线拉力F，F的大小随时间t的变化规律如图乙所示，已知当地重力加速度为g，若数值上取，则单摆运动的周期为______s，单摆的摆长为______m。

14. ★★★★在测量引力常量G的实验中，小球（可视为质点）偏竖直方向一个小角度θ。两球心之间距离为r，质量为M的均匀球快速移开后，小球运动______（选填“可以”或“不可以”）视为简谐运动。若测量出两球心距r、圆球质量M、小球偏离竖直方向的水平距离d和小球摆动的周期T后，引力常量G可以表示为______。（当θ很小时，sinθ=tanθ）