(教参)高效作业14 [4 单摆]-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

高效作业14 [4　单摆](见学生用书P109) [A级　新教材落实与巩固] 1． 把单摆的振动看作是简谐运动，需要满足的条件是(　C　) A．摆球体积要大 B．摆线要粗而结实 C．最大摆角不超过5° D．摆球的重心必须在球心上 解析：摆球要选用体积较小、密度较大的金属球，以减小空气阻力的影响，故A错误；摆线应细一些并且结实些，以减小空气阻力的影响，故B错误；摆球重力沿弧线的分力提供回复力，最大摆角不超过5°，故C正确；实验对摆球的重心是否在球心没有定性要求，故D错误。 2． 关于单摆，下列说法中正确的是(　A　) A．摆球运动的回复力是它的重力沿轨迹切线方向上的分力 B．在摆球运动过程中，加速度的方向始终指向平衡位置 C．摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点，加速度是改变的 D．摆球经过平衡位置时，加速度为0 解析：根据回复力的定义可知，摆球运动的回复力是它的重力沿轨迹切线方向上的分力，A正确；在摆球运动过程中，回复力产生的加速度的方向始终指向平衡位置，而向心加速度方向指向悬点，合加速度方向不是始终指向平衡位置，B错误；摆球在运动过程中经过轨迹上的同一点，受力情况相同，加速度是不变的，C错误；摆球经过平衡位置时，加速度不为0，有向心加速度，D错误。 3． (多选)如图所示，一个单摆(θ＜5°)的周期为T，则下列说法正确的是(　AC　) A．把摆球的质量增加一倍，其周期不变 B．摆球的振幅变小时，周期也变小 C．此摆由O到B运动的时间为 D．摆球由B到O时，动能向势能转化 解析：单摆的周期与摆球的质量无关，A正确；单摆的周期与振幅无关，B错误；此摆由O到B运动的时间为，C正确；摆球由B到O时，势能转化为动能，D错误。 4． (多选)一个单摆做小角度摆动，其振动图像如图所示，以下说法正确的是(　AB　) A．t1时刻摆球速度为0，悬线对它的拉力最小 B．t2时刻摆球速度最大，但加速度不为0 C．t3时刻摆球速度为0，悬线对它的拉力最大 D．t4时刻摆球所受合力为0 解析：由振动图像可知，t1和t3时刻摆球偏离平衡位置的位移最大，此时摆球速度为0，悬线对摆球的拉力最小；t2和t4时刻摆球位移为0，正在通过平衡位置，速度最大，悬线对摆球的拉力最大，摆球具有向心加速度，故A、B正确。 5． (多选)某单摆由1 m长的摆线连接一个直径为2 cm的铁球组成，下列关于单摆周期的说法正确的是(　AD　) A．用等大的铜球替代铁球，单摆的周期不变 B．用大球替代小球，单摆的周期不变 C．摆角从5°改为3°，单摆的周期会变小 D．将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变小 解析：用等大的铜球替代铁球，摆长不变，由单摆周期公式T＝2π可知，单摆的周期不变，故A正确；用大球替代小球，单摆摆长变长，由单摆周期公式T＝2π可知，单摆的周期变大，故B错误；由单摆周期公式T＝2π可知，在小摆角情况下，单摆做简谐运动的周期与摆角无关，摆角从5°改为3°时，单摆周期不变，故C错误；将单摆从赤道移到北极，重力加速度g变大，由单摆周期公式T＝2π可知，单摆周期变小，故D正确。 6． 右图所示为演示简谐运动的沙摆，已知摆长为l，沙桶的质量为m，沙子的质量为M，M>m，沙子逐渐下漏的过程中，沙摆的周期(　B　) A．不变 B．先变大后变小 C．先变小后变大 D．逐渐变大 解析：在沙摆摆动、沙子逐渐下漏的过程中，沙摆的重心逐渐下降，则等效摆长逐渐变大，当沙子流到一定程度后，沙摆的重心又重新上移，则等效摆长变小，由周期公式可知，沙摆的周期先变大后变小，故选B。 7． (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的势能提供，运行的速率由钟摆控制。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。以下说法正确的是(　AC　) A．当摆钟不准确时需要调整圆盘的位置 B．若摆钟快了，则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．把摆钟从福建移到北京，应使圆盘沿摆杆上移 解析：根据周期公式T＝2π知，当摆钟不准确时需要调整摆长，A正确；摆钟快了，即周期变小，则需将摆长增大，使周期变大，B错误；由冬季变为夏季时摆杆受热伸长，则需上移圆盘，C正确；把摆钟从福建移到北京，重力加速度增大，则需将摆长增大，D错误。 8． 同一地点的两单摆甲、乙的振动图像如图所示，下列说法不正确的是(　A　) A．甲摆的振幅比乙摆的大，甲摆的摆长大于乙摆的摆长 B．甲摆的周期等于乙摆的周期 C．在t＝0.5 s时甲摆正经过平衡位置向x轴负方向运动 D．在t＝1.0 s时乙摆的速率大于甲摆的速率 解析：由题图可知甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，所以甲摆的振幅比乙摆的大，再根据单摆周期公式T＝2π，由振动图像知甲摆和乙摆的周期相