第2章 3 单摆-【精讲精练】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册教科版（课时作业）

色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 知能达标训练 「基础训练】 1.(多选)关于单摆，下列说法正确的是() A.单摆的回复力是重力的分力 B,单摆的摆角小于5°，可看作简谐振动 C.单摆的振幅不论多大，其周期均为2xLg D,单摆的振动是变加速运动 解析单摆的回复力是重力的切向分力，选项A正确：单摆做简谐运动的条件是摆角 很小，不超过5°，选项B正确：单摆做简谐运动周期T=2πLg),要求摆角很小不超过5°， 选项C错误：单摆振动中加速度不断变化，是变加速运动，选项D正确。 答案ABD 2,单摆A在地球表面的振动周期与单摆B在月球表面的振动周期相等，已知月球表面 的重力加速度是地球表面重力加速度的16，则它们的摆长之比LA:L:等于() A.1:6 B,1:6 C.6:1 D.36:1 解析利用单摆测量重力加速度计算公式T=2Lg)→L=gT24I2,故摆长之比L4:L8 等于6：1，故选C。 答案C 3.对于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是() A.在位移为正的区间，速度和加速度都一定为负 B.当位移逐渐增大时，回复力逐海增大，振动的能量也逐渐增大 C.摆球经过平衡位置时，速度最大，势能最小，摆线所受拉力最大 D.摆球在最大位移处时，速度为零，处于平衡状态 解析在位移为正的区间，回复力F=一众为负，加速度为负，但速度可正可负，选项 A错误；当位移增大时，回复力增大，振动的能量不变，选项B错误；平衡位置为摆球最 低位置，摆球经过平衡位置时，速度最大，势能最小，由Ft一mg=mv21知，在平衡位置摆 线所受拉力最大，选项C正确：摆球在最大位移处，速度为零，但加速度不为零，并不处 于平衡状态，选项D错误。 答案C 4.己知单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6m, 则两单摆长1。与分别为() A.1.=2.5m,6=0.9m B.1=0.9m,16=2.5m C.1.=2.4m,%=4.0m D.1.=4.0m,1%=2.4m 解析设两个单摆的周期分别为T。和T6。由题意，10T。=6T。得T.:T6=3:5。根据单 ·独家授权侵权必究· 色学科网书城■ 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 摆周期公式T=2xlg),可知1=g4元272，由此得1.16=T2a:T2b=9:25,则 l.=925-9×1.6m=0.9m 16=2525-9×1.6m=2.5m 答案B 5.(多选)如图所示，在同一地点的A,B两个单摆做简谐运动的图像，其中实线表示A 的运动图像，虚线表示B的运动图像。关于这两个单摆的以下判断正确的是() A,这两个单摆的摆球质量一定相等 B.这两个单摆的摆长一定不同 C.这两个单摆的最大摆角一定相同 D,这两个单摆的振幅一定相同 解析从题图可知，两单摆的振幅相等，周期不等，所以两单摆的摆长一定不同，故B、 D对：由振幅相等而摆长不等知C错；单摆的周期与质量无关，故A错。 答案BD 6.做简谐运动的单摆摆长不变，把摆球质量增加为原来的4倍，使摆球经过平衡位置 时的速度减小为原来的12，则单摆振动的() A.频率不变，振幅不变 B.频率不变，振幅改变 C,频率改变，振幅改变 D,频率改变，振幅不变 解析。由T=2πg)可知，摆长不变时，单摆的周期不变，频率不变。摆球的质量增加 为原来的4倍，而经过平衡位置时的速度减小为原来的12，则摆球经过平衡位置的动能不 变，单摆运动过程中机械能守恒，故最大势能不变，又因摆球质量发生改变，则振幅发生变 化，选项B正确。 答案B 7.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的大小随时间t的变化图像如图乙所示，已知当地的重力加速度为g, 则根据图乙中的数据可知( A.此单摆的周期T=t02 B.此摆球的质量为m=FOg ·独家授权侵权必究· 色学科网书城四 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 C.此单摆的摆长L=2,42 D,在t=t04时刻摆球的回复力最小 解析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T=,故A错误；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F。一mg=mv2L,此摆球的质量为m=F02L,故B 错误；根据单摆周期公式T=2Lg)可得此单摆的摆长L=gT24r2=24π2，故C正确；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=t02时刻摆球的回复力最小，在1=t04时刻摆球的回复力最大，故D错误。 答案