第三节 单摆（分层作业）物理沪科版2020选择性必修第一册

《2.3单摆》 考点一　单摆及单摆的回复力 1．下列有关单摆的说法，正确的是（　　） A．一根橡皮筋一端系在悬点，另一端连接一个小球，可以构成一个单摆 B．单摆的摆动一定是简谐运动 C．若单摆在同一平面内摆动，且偏角小于5°，可以认为该单摆的运动是简谐运动 D．单摆做简谐运动时，摆长越长，其运动周期越小 2．下列有关单摆运动过程中受力的说法，正确的是（　　） A．单摆做简谐运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 B．单摆做简谐运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 C．单摆经过平衡位置时所受合力为零 D．单摆做简谐运动的回复力是摆线拉力的一个分力 3．（2021·上海南洋中学检测）关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论中正确的是（　　） A．摆球受重力、摆线的拉力、回复力、向心力的作用 B．摆球的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大 C．摆球的回复力最大时，摆线中的拉力大小比摆球的重力大 D．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向 考点二　单摆的周期公式 4．如图1所示是一个单摆（θ<5°），其周期为T，则下列说法正确的是（　　） 图1 A．仅把摆球的质量增加一倍，其周期变小 B．摆球的振幅变小时，周期也变小 C．此摆由O→B运动的时间为 D．摆球在B→O过程中，动能向势能转化 5．将秒摆（周期为2 s）的周期变为4 s，下面哪些措施是正确的（　　） A．只将摆球质量变为原来的 B．只将振幅变为原来的2倍 C．只将摆长变为原来的4倍 D．只将摆长变为原来的16倍 6．同一地点两个做简谐运动的单摆的摆长分别为l1和l2，它们的位移—时间图像如图2中1和2所示，由此可知，l1∶l2等于（　　） 图2 A．1∶3 B．4∶1 C．1∶4 D．9∶1 7．如图3所示，在两根等长的细线下悬挂一个小球（体积可忽略），组成了双线摆，若细线长均为l，两线与天花板的夹角均为α，重力加速度为g，当小球垂直纸面做简谐运动时，周期为（　　） 图3 A．2π B．2π C．2π D．2π 8．（2020·上海市北高二下期末）甲、乙两单摆在同一地点做简谐运动的振动图像如图4所示，可知（　　） 图4 A．甲、乙两单摆的频率之比为2∶1 B．甲、乙两单摆的摆长之比为2∶1 C．0.5～1.0 s时间内，甲摆球的速度减小 D．t＝0.5 s时甲摆球势能最大，乙摆球动能最大 9．如图5甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，g取10 m/s2。对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是（　　） 图5 A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin （2πt） cm B．单摆的摆长约为1 m C．从t＝2.5 s到t＝3 s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大 D．从t＝2.5 s到t＝3 s的过程中，摆球所受绳子拉力逐渐减小 综合能力练 10．（2020·太原市现代双语学校期中）将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动．用频闪照相机拍到如图6所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法不正确的是（　　） 图6 A．这个实验说明了动能和势能可以相互转化，转化过程中机械能守恒 B．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9∶4 C．摆球经过最低点时，线速度不变，做圆周运动的半径减小，摆线张力变大 D．摆球经过最低点时，角速度变大，做圆周运动的半径减小，摆线张力不变 11．（2020·上海金山高二上期中）如图7所示，一个光滑弧形凹槽半径为R，弧长为L（已知R≫L）．现将一质量为m的小球从凹槽边缘由静止释放，小球以最低点为平衡位置做简谐运动。已知重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） 图7 A．小球做简谐运动的回复力为重力和支持力的合力 B．小球做简谐运动的回复力为重力沿凹槽圆弧切线方向的分力 C．小球做简谐运动的周期为2π D．小球运动到凹槽最低点时所受合力为零 12．如图8所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的O′点钉一个光滑钉子，使OO′＝.将摆球拉至A处由静止释放，小球将在A、C之间来回振动，若振动过程中摆线与竖直方向的夹角小于5°，重力加速度大小为g，则以下说法正确的是（　　） 图8 A．由于机械能守恒，可得摆角大小不变 B．A点高于C点 C．周期T＝2π（＋） D．周期T＝π（＋） 13．（2020·嘉定调研）将一个力电传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图9甲中O点为单摆的固定悬点，将质量为m＝0.05 kg的小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB