【同步学练】高中物理人教版(2019)选择性必修1：第2章4.课时分层作业9单摆习题

课时分层作业(九)单摆题组一单摆的回复力1．(多选)单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是()A．摆线质量不计B．摆线不伸缩C．摆球的直径比摆线长度小得多D．摆角小于5°2．振动着的单摆的摆球通过平衡位置时，关于小球受到的回复力、合力及加速度的说法中正确的是()A．回复力为零，合力也为零B．回复力不为零，方向沿轨迹的切线C．合力不为零，方向沿轨迹的切线D．合力不为零，加速度不为零，方向指向悬点题组二单摆的周期3．(2022·河南焦作期中)要将秒摆的周期变为4s，下列措施可行的是()A．只将摆球质量变为原来的1B．只将振幅变为原来的2倍C．只将摆长变为原来的4倍D．只将摆长变为原来的16倍4．(2022·四川绵阳段考)做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的12A．频率不变，振幅不变B．频率改变，振幅变大C．频率改变，振幅不变D．频率不变，振幅变小5．如图所示，一漏斗装满沙子，用细线悬挂该漏斗做成一单摆。在漏斗小角度摆动，沙子缓慢漏出时，沿O1O2方向匀速拉动木板，漏出的沙子在木板上形成图示曲线，不计漏斗摆动时所受的阻力，则在漏斗摆动过程中，下列说法正确的是()A．摆动的周期增大B．摆动的周期减小C．摆动的周期先增大后减小D．摆动的周期不变6．(2022·江苏海安实验中学月考)如图所示，一小球在光滑槽内做简谐运动，下述方法可使小球的振动加快的是()A．减小小球的振幅B．增大光滑圆槽的半径C．增大小球的振幅D．减小光滑圆槽的半径7．(2022·山东烟台月考)如图甲所示，细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。将摆线拉开一较小幅度，当注射器摆动时，沿着垂直于摆动的方向以速度v匀速拖动木板，得到喷在木板上的墨汁图样如图乙所示，若测得木板长度为L，墨汁图样与木板边缘交点P、Q恰好是振动最大位置处，已知重力加速度为g，则该单摆的等效摆长为()A．gv2C．25gL28．(2022·黄梅一中月考)如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的O′点钉一个光滑钉子，使OO′＝L2，将单摆拉至A处由静止释放，小球将在A、C间来回摆动，B为最低点，若振动中摆线与竖直方向的夹角小于5°，重力加速度为gA．2πLg B．2πC．2πLg+9．在盛沙的漏斗下方放一木板，让漏斗在纸面内摆动起来，假设漏斗中细沙匀速流出，经过一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况，不考虑空气阻力，则沙堆的剖面(纸面内)应是下列选项中的()ABCD10．(2022·北京玉渊潭中学期中)如图所示为同一地区两个单摆的振动图像，实线是单摆甲的振动图像，虚线是单摆乙的振动图像。已知两单摆的摆球质量相同，则甲、乙两个单摆的()A．摆长之比为1∶2B．摆长之比为2∶1C．最大回复力之比为1∶8D．最大回复力之比为8∶111．(多选)(2022·广东佛山期末)小明用同一实验器材(悬挂点高度、摆长、小球均相同)，进行了两次单摆实验(摆角均小于5°)，如图所示，第一次实验中，将小球从A处静止释放，第二次实验中，将小球从B处静止释放，下列说法正确的是()A．第一次实验中单摆的摆动周期较长B．若仅更换质量更大的小球，单摆周期不变C．相比第二次实验，第一次实验中小球在最低点的重力势能更大D．相比第二次实验，第一次实验中小球在最低点时，细绳对小球的拉力更大12．将一力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，如图甲所示，O点为单摆的悬点，现将摆球(可视为质点)拉到A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为振动的平衡位置，∠AOB＝∠COB＝α，α小于5°且是未知量。图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间变化的图线，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，根据力学规律和题中信息(g取10m/s2)，求：(1)单摆的周期和摆长；(2)摆球的质量。课时分层作业(九)A组基础巩固练1．ABC[单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩，A、B、C正确，D错误。]2．D3．C4．D5．C6．D7．B8．DB组能力提升练9．B10．D11．BD[由单摆的周期公式T＝2πlg可知，单摆的周期与摆球质量和摆动幅度均无关，两次实验中周期相同，故A错误，B正确；在最低点，两球在最低点的高度相同，所以重力势能相同，故C错误；由机械能守恒定律得mgl(1-cosθ)＝12mv2，由向心力公式可得F-mg＝mv2l，联立可得F＝3mg-2mgcosC组创新拓展练12．解析：(1)对摆球受力分析如图所示。摆球在一个周期内两次经过平衡位置，结合题图乙可知T＝0.4πs由单摆的周期公式T＝2πl代入数据解得l＝0.4m。(2)摆球在最高点A，有Fmin＝mgcosα＝0