2.4单摆的振动周期 课时提升练-2021-2022学年高二上学期物理沪教版（2019）选择性必修第一册（word含答案）VIP

1、2.4单摆的振动周期 课时提升练（含解析）一、选择题1如图为一单摆做简谐运动时的速度时间图像，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（ ）A此单摆的摆长约为B时单摆的回复力为零C若减小释放单摆时的摆角，单摆的周期将变小D将此单摆从北京移至广州它做简谐运动的周期将变大2如图所示，用两根等长的轻线悬挂一个小球，设绳长L和角已知，当小球垂直于纸面做简谐运动时，其周期表达式为（）AB2C2D23某同学借鉴伽利略研究自由落体运动“冲淡重力”的方法，探究单摆周期与重力加速度的关系。让摆球在光滑斜面上运动，实验中应仅改变（）A斜面的倾角B摆球的质量C摆球的振幅D摆线的长度4如图为一单摆的共振曲线，下列说法正

2、确的是（）A该单摆的固有周期为2sB该单摆的摆长约为2mC将该单摆从地球搬到月球上，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大D若摆长增大，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将增大5如图所示，表面光滑、半径为R的圆弧形轨道AP与水平地面平滑连接，AP弧长为S，。半径为r的小球从A点静止释放，运动到最低点P时速度大小为v，重力加速度为g，则小球从A运动到P的时间是（）ABCD6如图所示，“用单摆测量重力加速度”的实验。在实验中，下列叙述正确的是（）A尽量选择细一些、短一些的摆线B尽量选择质量大、体积小的摆球C测量单摆周期时，应选择在位移最大处开始计时D用刻度尺测量摆线的长度，这就是该单摆的摆长7如图所

3、示，摆长为L的单摆，周期为T。如果在悬点O的正下方B点固定一个光滑的钉子，的长度为长度的，使摆球A通过最低点向左摆动，碰到钉子后成为一个新的单摆，则下列说法正确的是（）A摆球A通过最低点向左摆动时绳子拉力不变B摆球A通过最低点向左摆动时绳子拉力变小C单摆在整个振动过程中的周期将变大为原来的D单摆在整个振动过程中的周期将变小为原来的8一单摆在竖直平面内做小角度摆动。摆球从左侧最高点A运动到最低点C时，摆线被悬点O（未画出）正下方的钉子P挡住，之后球运动到右侧最高点B，该过程中的频闪照片如图所示，已知闪光的时间间隔相等， 。则O、P两点间的距离为（）ABCD9如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个单

4、摆做简谐运动的图象，则（）A甲、乙两个单摆的振幅分别为2cm、1cmB甲、乙两个单摆的机械能可能相等C第4s末，甲乙两个摆球的加速度均为零D第2s末甲的速度达到最大，乙的向心加速度达到最大10如图所示，为演示简谐振动的沙摆，已知摆长为l，沙筒的质量为m，沙子的质量为M，M>m，在沙子逐渐漏完的过程中，摆的周期（）A不变B先变大后变小C先变小后变大D逐渐变大11马玲同学周末用单摆测当地的重力加速度，将单摆固定好，用米尺测绳长，用游标卡尺测摆球直径，用秒表测出50个周期的时间然后算出周期T。改变摆长l，重复实验，得到多组实验数据后，在坐标纸上做出如图所示的图像。下列叙述正确的是（）A图像不过

5、原点的原因可能是误将绳长加摆球直径当成摆长B如果马玲同学把绳长当成了摆长（没加摆球半径），则用此图像算出的重力加速度偏小C如果马玲同学把绳长当成了摆长（没加摆球半径），则用此图像算出的重力加速度不受影响D图像的斜率等于重力加速度12在用单摆测量重力加速度的实验中，测出摆长和次全振动的时间，从而测定重力加速度。若测出的值偏小，则可能的原因是（）A摆球质量偏大B把次全振动记录为次C将从悬点到摆球上端的长度当作摆长D将从悬点到摆球下端的长度当作摆长13甲、乙两位同学分别使用图甲中所示的装置，观察单摆做简谐运动时的振动图像。已知两人实验时所用的摆长相同，落在同一木板上的细砂形成的曲线分别如图乙中、所示

6、。下列关于两图线的分析，正确的是（）A对应的细砂摆摆动的幅度较大，对应的细砂摆摆动的幅度较小B与对应的细砂摆周期相同C对应的木板运动速度比对应的木板运动速度大D假设两次实验细砂摆质量相等，则对应的细砂摆摆到最低点时，摆线的拉力比对应的拉力大14小明在实验室做单摆实验时得到如图甲所示的单摆振动情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的左右最远位置小明根据实验情况绘制了单摆的振动图象如图乙所示，若图中单摆向右摆动为正方向，g2m/s2，则下列选项正确的是（）A此单摆的振动频率是0.5HzB根据图乙可知开始计时时摆球在C点C图中P点向正方向振动D根据已知数据可以求得此单摆的摆长为1.0m二、解答

7、题15如图所示，B球静止在光滑的水平台边，与台边相距一定距离处有一个竖直的弹性挡板，A球用轻细线悬挂在B球旁边，静止时两球挨在一起。A球质量为B球质量的两倍，碰撞是完全弹性的且碰撞时间极短。现将A球从竖直方向拉偏一个很小的角度（10°），并从静止释放，碰后A球刚好完成一次全振动后与回到台边的B球再次碰撞，是通过计算分析出B球第二次回到台边时A球的位置及速度方向（要求推导过程）。16一座摆钟走得慢了，要把它调准，应该怎样改变它的摆长？为什么？参考答案1D【详解】A由图可知，摆动周期T=2s，由单摆周期公式可解得此单摆的摆长约为，A错误；B摆球速度为零，在最大位移处，单摆的回复力最大，B

8、错误；C单摆的周期与摆角无关，C错误；D将此单摆从北京移至广州，重力加速度减小，它做简谐运动的周期将变大，D正确。故选D。2D【详解】如图所示，由于小球垂直于纸面做简谐运动，所以等效摆长为Lsin，由于小球做简谐运动，所以单摆的振动周期为ABC错误，D正确。故选D。 考点：本题考查单摆的振动周期以及等效摆长的求法。3A【详解】由题知借鉴“冲淡重力”使小球在斜面上摆动，即利用斜面减小加速度，重力沿斜面向下的分力支持单摆的摆动，则有要研究单摆周期与g模的关系，要改变g模，则改变倾角，故斜面在该实验中有两个作用，一是“冲淡重力”，增大T，使T易于测量，二是可改变g模，实现自变量变化并合理外推。故选A

9、。4A【详解】A根据图像可知，0.5即为此单摆的固有频率，所以固有周期为A正确。B根据单摆固有周期公式可知，则有所以可解得摆长约为1m，B错误。C根据固有周期公式可知，从地球搬到月球上，重力加速度减小，固有周期增加，固有频率降低，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小，C错误。D根据固有周期公式可知，若摆长增加，固有周期增加，固有频率降低，共振曲线振幅最大值所对应的横坐标将减小，D错误。故选A。5B【详解】因为AP弧长为S，且，所以小球做单摆运动，根据单摆的周期公式可得由题意可知，摆长为小球从A运动到P的时间为四分之一个周期，即有ACD错误，B正确。故选B。6B【详解】A本实验不计摆线质量，并

10、要测量长度，且摆球大小忽略，所以要选择细些，这样质量比较小，伸缩性小些的，这样摆动过程中长度变化小，尽可能长一些的，这样摆球的大小相对于摆线可以忽略，故A错误；B摆球尽量选择质量大些、体积小些的，这样摆线质量相对较小可以忽略，空气阻力相对较小，可以忽略，故B正确；C从摆球经过平衡位置开始计时，方便记录全振动的次数，故C错误；D悬点到摆球球心的距离为摆线的长度，故D错误。故选B。7D【详解】AB摆球A通过最低点向左摆动时，由牛顿第二定律得得由于运动的半径变小，速度不变，所以绳子的拉力变大，故AB错误；CD根据单摆周期公式未加钉子时，周期悬线长变为被挡后，周期变为所以加了钉子的周期为所以周期变为原

11、来的，故C错误，D正确。故选D。8A【详解】设相邻两次闪光的时间间隔为，则摆球在左侧的摆动周期为摆球在右侧的摆动周期为可得根据单摆周期公式可解得则O、P两点间的距离为故选A。9B【详解】A振幅为偏离平衡位置的最大距离，故甲、乙两个单摆的振幅分别为2cm、1cm，A错误；B甲、乙的周期分别为4s、8s，由单摆周期公式可知，甲的摆长较短，但甲的振幅较大，机械能为摆球到达最大位移处的势能，且摆球质量未知，故可能相等，B正确；C第4s末，两摆球均在平衡位置，故甲、乙两摆球切线方向的加速度均为零，但向心加速度均不为零，C错误；D第2s末甲处于平衡位置，速度达到最大，乙处于最大位移处，速度为零，向心加速度

12、为零，D错误。故选B。10B【详解】由题，漏斗的质量为m，细沙的质量为M当细沙逐渐下漏的过程中，沙漏的重心先下降后升高，则该沙摆的摆长先增大后减小，由单摆的周期公式可知，该摆的周期先增大后减小，故B正确，ACD错误。故选B。11C【详解】图像不过原点，将图像向右平移，就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小，故可能是没加小球半径，平移不会改变图像的斜率，由公式整理得图像列率则斜率不变，在测出的加速度不变，故C正确，ABD错误。故选C。12C【详解】根据单摆的周期公式得：A摆球质量偏大，重力加速度不变，故A错误；B把次全振动记录为次，测量周期偏小，则重力加速度偏大，故B错误；C将从悬点到摆球上

13、端的长度当作摆长，摆长测量值偏小，则重力加速度偏小，故C正确；D将从悬点到摆球下端的长度当作摆长，摆长测量值偏大，则重力加速度偏大，故D错误；故选C。13BC【详解】A由题图乙可知，对应的细砂摆摆动的幅度与对应的细砂摆摆动的幅度相同，故A错误；B由单摆周期公式及两摆摆长相同可知，周期相同，故B正确；C由题图乙可知，若对应的木板的运动时间为，则对应的木板的运动时间为，可知对应的木板运动速度比对应的木板运动速度大，故C正确；D由动能定理有在最低点有解得由于两摆的振动幅度相同，则相同，故拉力相同，故D错误。故选BC。14AD【详解】A由题图乙知周期T2.0s则频率f0.5Hz故A正确；B由题图乙可知，t0时刻摆球在负向最大位移处，所以开始计时时摆球在B点，故B错误；C根据振动图象可知P点向负方向振动，故C错误；D由T2得l1.0m故D正确。故选AD。15A球运动到了其摆动过程的最低点（即平衡位置处），速度方向向右。【详解】由于碰撞时间极短，所以可认为碰撞对A球完成一次全振动所用时间没有影响。以向右为正方向，则第一次碰撞时解得完成第一次碰撞后，B球以vB2的速度向右运动，与挡板发生弹性碰撞后以相同大小的速度返回，与A球发生第二次碰撞，即B球以速度vB2运动一个来回的时间恰好等于