新教材高中物理課后練習(xí)6單擺含解析粵教版選擇性必修第一冊(cè)

PAGEPAGE4課后素養(yǎng)落實(shí)(六)單擺(建議用時(shí)：40分鐘)◎考點(diǎn)一單擺模型的回復(fù)力及運(yùn)動(dòng)情況1．在如圖所示的裝置中，可視為單擺的是()A[單擺的懸線要求無(wú)彈性且粗細(xì)、質(zhì)量可忽略，擺球的直徑與懸線長(zhǎng)度相比可忽略，故A對(duì)，B、C錯(cuò)；懸點(diǎn)必須固定，故D錯(cuò)．]2．關(guān)于單擺，下列說(shuō)法正確的是()A．?dāng)[球受到的回復(fù)力方向總是指向平衡位置B．?dāng)[球受到的回復(fù)力是它所受的合力C．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，所受的合力為零D．?dāng)[角很小時(shí)，擺球所受合力的大小跟擺球相對(duì)于平衡位置的位移大小成正比A[回復(fù)力是使擺球回到平衡位置的力，其方向總是指向平衡位置，A選項(xiàng)正確；擺球所受的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的分力，不是擺球所受的合力，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，回復(fù)力為零，但由于擺球做圓周運(yùn)動(dòng)，有向心力，合力不為零，方向指向懸點(diǎn)，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；擺角很小時(shí)，回復(fù)力與擺球相對(duì)于平衡位置的位移大小成正比，但合力沒(méi)有此關(guān)系，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．]3．(多選)如圖所示，對(duì)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺，當(dāng)所受回復(fù)力逐漸增大時(shí)，隨之變小的物理量是()A．?dāng)[線上的張力 B．?dāng)[球的振幅C．?dāng)[球的重力勢(shì)能 D．?dāng)[球的動(dòng)能AD[回復(fù)力逐漸增大時(shí)，擺球的重力沿切線方向的分力增大，速度變小，動(dòng)能變小，重力勢(shì)能增大，向心力減小，張力減小，振幅不變．]4．有一個(gè)正在擺動(dòng)的秒擺(T＝2s)，若取擺球正從平衡位置向左運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，那么當(dāng)t＝1.6s時(shí)，以下對(duì)擺球的運(yùn)動(dòng)情況及回復(fù)力變化情況正確的是()A．正在向左做減速運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力正在增大B．正在向右做減速運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力正在增大C．正在向右做加速運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力正在減小D．正在向左做加速運(yùn)動(dòng)，回復(fù)力正在減小D[秒擺的周期為T＝2s，取擺球正從平衡位置向左運(yùn)動(dòng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t＝1.6s時(shí)，即eq\f(3,4)T<t<T，說(shuō)明擺球正從最右端向平衡位置做加速運(yùn)動(dòng)，即向左做加速運(yùn)動(dòng)；由于擺角在變小，故F回＝mgsinθ也在變小，A、B、C錯(cuò)誤，D正確．]◎考點(diǎn)二單擺的周期5．發(fā)生下述哪一種情況時(shí)，單擺周期會(huì)增大()A．增大擺球質(zhì)量 B．縮短擺長(zhǎng)C．減小單擺振幅 D．將單擺由山下移到山頂D[由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，g減小時(shí)周期會(huì)變大．]6．將單擺和彈簧振子都放在豎直向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的電梯中，則()A．兩者的振動(dòng)周期都不變B．兩者的振動(dòng)周期都變小C．單擺的振動(dòng)周期變小，彈簧振子的振動(dòng)周期不變D．單擺的振動(dòng)周期變小，彈簧振子的振動(dòng)周期變大C[彈簧振子的振動(dòng)周期只與其本身的因素有關(guān)，跟物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以彈簧振子的周期不變；當(dāng)電梯加速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，單擺的等效重力加速度變大，單擺的周期變小，所以選項(xiàng)C正確．]7．將秒擺的周期由2s變?yōu)?s，下面哪些措施是正確的()A．只將擺球質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,4)B．只將振幅變?yōu)樵瓉?lái)的2倍C．只將擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的4倍D．只將擺長(zhǎng)變?yōu)樵瓉?lái)的16倍C[單擺的周期與擺球的質(zhì)量和振幅均無(wú)關(guān)，A、B錯(cuò)；對(duì)秒擺，T0＝2πeq\r(\f(l0,g))＝2s，對(duì)周期為4s的單擺，T＝2πeq\r(\f(l,g))＝4s，故l＝4l0．故C對(duì)，D錯(cuò)．]8．把在北京調(diào)準(zhǔn)的擺鐘，由北京移到赤道上時(shí)，擺鐘的振動(dòng)()A．變慢了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)增加擺長(zhǎng)B．變慢了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)縮短擺長(zhǎng)C．變快了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)增加擺長(zhǎng)D．變快了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)縮短擺長(zhǎng)B[把標(biāo)準(zhǔn)擺鐘從北京移到赤道上，重力加速度g變小，則周期T＝2πeq\r(\f(l,g))＞T0，擺鐘顯示的時(shí)間小于實(shí)際時(shí)間，因此變慢了，要使它恢復(fù)準(zhǔn)確，應(yīng)縮短擺長(zhǎng)，B正確．]9．?dāng)[長(zhǎng)為l的單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)(即取作t＝0)，當(dāng)振動(dòng)至t＝eq\f(3π,2)eq\r(\f(l,g))時(shí)，擺球恰具有負(fù)向最大速度，則單擺的振動(dòng)圖像是圖中的()D[t＝eq\f(3π,2)eq\r(\f(l,g))＝eq\f(3,4)T，最大速度時(shí)，單擺應(yīng)在平衡位置，y＝0，v方向?yàn)椋瓂，沿y軸負(fù)方向，故D選項(xiàng)正確．]10．(多選)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法中正確的是()A．甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機(jī)械能比乙擺大D．在t＝0.5s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺ABD[由圖看出，兩個(gè)單擺的周期相同，同一地點(diǎn)g相同，由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))得知，甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)L相等，故A正確；甲擺的振幅為10cm，乙擺的振幅為7cm，則甲擺的振幅比乙擺大，故B正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長(zhǎng)也相等，但由于兩擺的質(zhì)量未知，無(wú)法比較機(jī)械能的大小，故C錯(cuò)誤；在t＝0.5s時(shí)，乙擺具有最大負(fù)向位移，由a＝－eq\f(kx,m)可知，乙擺具有正向最大加速度，故D正確．]11．(多選)如圖所示，一個(gè)光滑凹槽半徑為R，弧長(zhǎng)為L(zhǎng)(已知R?L)．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球從凹槽邊緣由靜止釋放，小球以最低點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．已知重力加速度大小為g，下列說(shuō)法正確的是()A．小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力為重力和支持力的合力B．小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力為重力沿凹槽圓弧切線方向的分力C．小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為2πeq\r(\f(L,g))D．小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為2πeq\r(\f(R,g))BD[小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力為重力沿凹槽圓弧切線方向的分力，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，圓弧的半徑相當(dāng)于擺長(zhǎng)，則其周期為2πeq\r(\f(R,g))，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．]12．甲、乙兩人觀察同一單擺的振動(dòng)，甲每經(jīng)過(guò)3.0s觀察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在其平衡位置處；乙每經(jīng)過(guò)4.0s觀察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在平衡位置右側(cè)的最高處，由此可知該單擺的周期不可能的是()A．0.5s B．1.0sC．1.5s D．2.0sC[擺的擺動(dòng)具有周期性，題中每次經(jīng)過(guò)半個(gè)周期通過(guò)平衡位置或最右端；故3s和4s都是半周期的整數(shù)倍，故時(shí)間差1s也是半周期的整數(shù)倍；即1＝neq\f(T,2)；T＝eq\f(2,n)(n為正整數(shù))．T＝0.5s時(shí)，n＝4，故A正確；T＝1.0s時(shí)，n＝2，故B正確；T＝1.5s時(shí)，n＝eq\f(4,3)，故C錯(cuò)誤；T＝2.0s時(shí)，n＝1，故D正確；故選C．]13．兩個(gè)等長(zhǎng)的單擺，第一個(gè)放在地面上，另一個(gè)放在高空，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)單擺振動(dòng)n次的同時(shí)，第二個(gè)單擺振動(dòng)(n－1)次．如果地球半徑為R，那么第二個(gè)單擺離地面的高度為多大？[解析]設(shè)第二個(gè)單擺離地面的高度為h，則距地心距離為(R＋h)，設(shè)此處重力加速度為g′，地表處重力加速度為g，則：eq