第3節(jié)單擺 同步練習(xí)

PAGE第1頁(yè)，共1頁(yè)2021-2022學(xué)年魯科版（2019）選擇性必修第一冊(cè)第二章第3節(jié)單擺過(guò)關(guān)演練一、單選題1．如圖所示，小球在半徑為R的光滑球面上的A、B之間作小角度的往返運(yùn)動(dòng)，則（

）A．小球的質(zhì)量越大，其振動(dòng)的頻率越大B．OA、OB之間夾角越小，小球振動(dòng)的頻率越小C．球面半徑R越大，小球振動(dòng)的頻率越小D．將整個(gè)裝置移至我國(guó)空間站“天和”核心艙中，小球振動(dòng)的頻率減小2．關(guān)于單擺，下列說(shuō)法中正確的是（）A．?dāng)[球運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是它受到的合力B．?dāng)[球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的方向始終指向平衡位置C．?dāng)[球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上的同一點(diǎn)，加速度是不變的D．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，加速度為零3．單擺在經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，它的（）A．速度為0 B．加速度為0 C．回復(fù)力為0 D．機(jī)械能為04．一個(gè)單擺的擺球均勻帶正電且與外界絕緣，當(dāng)擺球偏離到位移最大時(shí)，突然加一個(gè)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則下列結(jié)論正確的是（）A．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的速度要增大，振動(dòng)的周期要增大，振幅也增大B．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的速度要增大，振動(dòng)的周期減小，振幅不變C．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的速度沒(méi)有變化，振動(dòng)的周期要減小，振幅也減小D．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的速度沒(méi)有變化，振動(dòng)的周期不變，振幅也不變5．如圖所示是一個(gè)單擺（θ<5°），其周期為T，則下列說(shuō)法正確的是（）A．僅把擺球的質(zhì)量增加一倍，其周期變小B．?dāng)[球的振幅變小時(shí)，周期也變小C．此擺由O→B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D．?dāng)[球在B→O過(guò)程中，動(dòng)能向勢(shì)能轉(zhuǎn)化6．單擺的振動(dòng)圖像，根據(jù)此振動(dòng)圖像不能確定的物理量是（）A．?dāng)[長(zhǎng) B．回復(fù)力 C．頻率 D．?dāng)[角7．下列敘述中符合物理學(xué)史實(shí)的是（）A．伽利略發(fā)現(xiàn)了單擺的周期公式B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)C．庫(kù)侖通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)得出了電荷間相互作用的規(guī)律D．牛頓通過(guò)斜面理想實(shí)驗(yàn)得出了維持運(yùn)動(dòng)不需要力的結(jié)論8．為了改變單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期，可以（）A．增大擺球質(zhì)量 B．增大擺線長(zhǎng)度 C．減小振幅 D．減小擺線的最大偏角9．圖中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之問(wèn)來(lái)回?cái)[動(dòng)，B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，則在擺動(dòng)過(guò)程中（）A．?dāng)[球在A點(diǎn)和C點(diǎn)處，速度為零，合力也為零B．?dāng)[球在A點(diǎn)和C點(diǎn)處，動(dòng)能為零，回復(fù)力也為零C．?dāng)[球在B點(diǎn)處，重力勢(shì)能最小，合力為零D．?dāng)[球在B點(diǎn)處，動(dòng)能最大，細(xì)線拉力也最大10．下列說(shuō)法符合事實(shí)的是（）A．法拉第通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)B．安培提出分子電流假說(shuō)，認(rèn)為物質(zhì)微粒內(nèi)存在分子電流C．奧斯特通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象D．伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，確定了單擺周期的計(jì)算公式二、多選題11．一條細(xì)線下面掛一個(gè)小球，讓它自由擺動(dòng)，它的振動(dòng)圖象如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是（）A．該單擺的擺長(zhǎng)大約為1mB．若將此單擺置于向上勻加速的升降機(jī)中，單擺的周期會(huì)大于2sC．若將此單擺置于向下勻加速的升降機(jī)中，單擺的周期會(huì)大于2sD．根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)不能估算出它擺動(dòng)的最大擺角12．將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上，從靜止釋放，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向右擺動(dòng)，用頻閃照相機(jī)拍到如圖所示的單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程的頻閃照片，以下說(shuō)法正確的是（）A．?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長(zhǎng)之比為B．?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長(zhǎng)之比為C．?dāng)[線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大D．?dāng)[線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，角速度變大，半徑減小，擺線張力不變大13．如圖，長(zhǎng)為l的輕繩上端固定在O點(diǎn)，下端系一小球（小球可視為質(zhì)點(diǎn)），在O點(diǎn)正下方距O點(diǎn)為的P點(diǎn)固定一小釘子，現(xiàn)將小球拉至A點(diǎn)，使細(xì)線與豎直方向間夾角為θ（θ很小），然后由靜止釋放小球，小球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)為B，點(diǎn)C（圖中未標(biāo)出）是小球能夠到達(dá)的左方最高位置，PC與豎直方向夾角仍然很小。A、B、P、O、C在同一豎直平面內(nèi)，不計(jì)一切機(jī)械能損失。下列說(shuō)法正確的有（）A．點(diǎn)C與點(diǎn)A等高 B．點(diǎn)C在點(diǎn)A上方C．小球擺動(dòng)的周期為沒(méi)有釘子時(shí)周期的倍 D．小球在平衡位置左、右兩側(cè)振幅之比為1：214．下列關(guān)于單擺的認(rèn)識(shí)說(shuō)法正確的是（）A．?dāng)[球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)，合力為零B．將擺鐘由廣州移至哈爾濱，為保證擺鐘的準(zhǔn)確，需要將鐘擺調(diào)短C．在利用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，將繩長(zhǎng)當(dāng)作擺長(zhǎng)代入周期公式會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小D．將單擺的擺角從5o改為3o，單擺的周期不變15．如圖甲所示，一個(gè)單擺做小角度擺動(dòng)，從某次擺球由左向右通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，相對(duì)平衡位置的位移x隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示。不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2。對(duì)于這個(gè)單擺的振動(dòng)過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是（）A．單擺的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為B．單擺的擺長(zhǎng)約1mC．從到的過(guò)程中，擺球的重力勢(shì)能逐漸增大D．從到的過(guò)程中，擺球所受繩子拉力逐漸減小三、解答題16．物理學(xué)中，力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系密切，而力的空間累積效果——做功，又是能量轉(zhuǎn)化的量度。因此我們研究某些運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以先分析研究對(duì)象的受力特點(diǎn)，進(jìn)而分析其能量問(wèn)題。已知重力加速度為g，且在下列情境中，均不計(jì)空氣阻力。（1）勁度系數(shù)為k1的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連一可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊，若以小物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸Ox，如圖所示，用x表示小物塊由平衡位置向下發(fā)生的位移。a.求小物塊的合力F與x的關(guān)系式，并據(jù)此說(shuō)明小物塊的運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；b.系統(tǒng)的總勢(shì)能為重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和。請(qǐng)你結(jié)合小物塊的受力特點(diǎn)和求解變力功的基本方法，以平衡位置為系統(tǒng)總勢(shì)能的零勢(shì)能參考點(diǎn)，推導(dǎo)小物塊振動(dòng)位移為x時(shí)系統(tǒng)總勢(shì)能EP的表達(dá)式。（2）圖所示為理想單擺，擺角θ足夠小，可認(rèn)為是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。其平衡位置記為O'點(diǎn)。a.若已知擺球的質(zhì)量為m，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，在偏角很小時(shí)，擺球?qū)τ贠'點(diǎn)的位移x'的大小與θ角對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)、弦長(zhǎng)都近似相等，即近似滿足：sinθ≈。請(qǐng)推導(dǎo)得出小球在任意位置處的回復(fù)力與位移的比例常數(shù)k2的表達(dá)式；b.若僅知道單擺的振幅A，及小球所受回復(fù)力與位移的比例常數(shù)k2，求小球在振動(dòng)位移為時(shí)的動(dòng)能Ek（用A和k2表示）。17．長(zhǎng)度為L(zhǎng)的輕桿和固定在桿自由端上的小鉛球組成一個(gè)單擺，小鉛球的質(zhì)量為m。現(xiàn)在桿上再套一顆同質(zhì)量的珍珠，它可以沿著過(guò)距輕桿上端處的水平線自由地滑動(dòng)，如圖所示，求這種異型擺微小振動(dòng)時(shí)的周期。忽略空氣阻力和一切摩擦。

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