(练习)课时分层作业6 单 摆-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(鲁科版2019)

课时分层作业(六)　单　摆

◎题组一　单摆及其受力、运动分析

1．在如图所示的装置中，可视为单摆的是(　　)

A　　　　B　　　　C　　　　D

A　[单摆的悬线要求无弹性且粗细、质量可忽略，摆球的直径与悬线长度相比可忽略，故A对，B、C错；悬点必须固定，故D错．]

2．关于单摆，下列说法正确的是(　　)

A．摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置

B．摆球受到的回复力是它所受的合力

C．摆球经过平衡位置时，所受的合力为零

D．摆角很小时，摆球所受合力的大小跟摆球相对于平衡位置的位移大小成正比

A　[回复力是使摆球回到平衡位置的力，其方向总是指向平衡位置，A选项正确；摆球所受的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，不是摆球所受的合力，B选项错误；摆球经过平衡位置时，回复力为零，但由于摆球做圆周运动，有向心力，合力不为零，方向指向悬点，C选项错误；摆角很小时，回复力与摆球相对于平衡位置的位移大小成正比，但合力没有此关系，D选项错误．]

3．(多选)如图所示，对于做简谐运动的单摆，当所受回复力逐渐增大时，随之变小的物理量是(　　)

A．摆线上的张力

B．摆球的振幅

C．摆球的重力势能

D．摆球的动能

AD　[回复力逐渐增大时，摆球的重力沿切线方向的分力增大，速度变小，动能变小，重力势能增大，向心力减小，张力减小，振幅不变．]

4．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回复力变化情况正确的是(　　)

A．正在向左做减速运动，回复力正在增大

B．正在向右做减速运动，回复力正在增大

C．正在向右做加速运动，回复力正在减小

D．正在向左做加速运动，回复力正在减小

D　[秒摆的周期为T＝2 s，取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时，当t＝1.6 s时，即T<t＝1.6 s<T，说明摆球正从最右端向平衡位置做加速运动，即向左做加速运动；由于摆角在变小，故F回＝mgsin θ也在变小，A、B、C错误，D正确．]

◎题组二　单摆的周期

5．发生下述哪一种情况时，单摆周期会增大(　　)

A．增大摆球质量　 B．缩短摆长

C．减小单摆振幅 D．将单摆由山下移到山顶

D　[由单摆的周期公式T＝2π可知，g减小时周期会变大．]

6．将单摆和弹簧振子都放在竖直向上做匀加速运动的电梯中，则(　　)

A．两者的振动周期都不变

B．两者的振动周期都变小

C．单摆的振动周期变小，弹簧振子的振动周期不变

D．单摆的振动周期变小，弹簧振子的振动周期变大

C　[弹簧振子的振动周期只与其本身的因素有关，跟物体的运动状态无关，所以弹簧振子的周期不变；当电梯加速向上运动时，单摆的等效重力加速度变大，单摆的周期变小，所以选项C正确．]

7．惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟．如图1所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟．图2所示为摆的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动．在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，下列说法正确的是(　　)

图1　　　　　　　图2

A．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动

B．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动

C．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动

D．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动

C　[由甲到乙地摆动加快则说明周期变小，因T＝2π，则重力加速度变大，要使周期不变小，则应增加摆长，即将螺母适当向下移动，C正确．]

8．(多选)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所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是(　　)