新教材2024-2025學(xué)年高中物理第2章機(jī)械振動分層作業(yè)12單擺教科版選擇性必修第一冊

其次章分層作業(yè)12單擺A級必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.下列關(guān)于簡諧運(yùn)動的說法正確的是()A.彈簧振子在平衡位置時,加速度最大,速度最大,動能最大B.彈簧振子在振動過程中機(jī)械能守恒,動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化C.在同一地點(diǎn),單擺的周期隨擺長增大而增大D.單擺運(yùn)動到平衡位置時受到的合力為零2.(多選)發(fā)生下列狀況時,單擺周期會增大的是()A.只增大擺球質(zhì)量B.只增大擺長C.只減小單擺振幅D.只將單擺由山下移至特別高的山頂3.放在同一桌面上的甲、乙兩個單擺的擺長相等,將兩單擺的擺球由平衡位置拉起,使擺角θ甲<θ乙<5°,由靜止同時起先釋放,則()A.甲先擺到平衡位置B.乙先擺到平衡位置C.甲、乙兩單擺同時到達(dá)平衡位置D.無法推斷4.如圖所示,細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,小球在A、B之間做小角度的來回運(yùn)動,下列說法正確的是()A.擺長越長,搖擺周期越小B.振幅越大,搖擺周期越大C.小球質(zhì)量越大,搖擺周期越小D.重力加速度越大,搖擺周期越小5.(2024廣東東莞高二期末)惠更斯利用擺的等時性原理制成了第一座擺鐘。擺鐘里擺的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,圓盤固定在擺桿上,螺母沿擺桿上下移動,可以調(diào)整擺的擺長。下列說法正確的是()A.螺母向上移動,擺的周期變小,搖擺加快B.螺母向上移動,擺的周期變大,搖擺減慢C.螺母向下移動,擺的周期變大,搖擺加快D.螺母向下移動,擺的周期變小,搖擺減慢6.(多選)一單擺在豎直面內(nèi)做小角度搖擺,其振動圖像如圖所示。若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則下列說法正確的是()A.擺長為gt424B.擺長為A,t1時刻懸線對擺球的拉力最大C.擺長為A,t1時刻擺球的重力勢能最大D.擺長為gt4247.李華家有一帶有鐘擺(可視為單擺)的機(jī)械擺鐘,最近發(fā)覺這個擺鐘每天快5min。若要使其精確計(jì)時,可適當(dāng)()A.加長鐘擺長度B.減小鐘擺長度C.增加擺球質(zhì)量D.減小擺球質(zhì)量8.如圖所示,一單擺擺長為l,在其懸掛點(diǎn)O的正下方12l處的P點(diǎn)有一個釘子,擺線在釘子的右側(cè)?，F(xiàn)將擺球向其平衡位置左側(cè)移動,移到擺線與豎直方向成5°角時由靜止釋放,則它振動的周期為(A.T=2πl(wèi)g B.T=2πC.T=πl(wèi)2g+πl(wèi)gB級關(guān)鍵實(shí)力提升練9.如圖所示,圓弧AO是半徑為2m的光滑圓弧面的一部分,圓弧與水平面相切于點(diǎn)O,AO弧長為10cm,現(xiàn)將一小球先后從圓弧的A處和B處分別無初速度地釋放,到達(dá)底端O的速度分別為v1和v2,所經(jīng)驗(yàn)的時間分別為t1和t2,那么()A.v1=v2,t1=t2B.v1>v2,t1=t2C.v1=v2,t1>t2D.v1>v2,t1>t210.同一地點(diǎn)的甲、乙兩單擺的振動圖像如圖所示,下列說法不正確的是()A.甲的振幅大于乙的振幅,甲的擺長大于乙的擺長B.甲的周期等于乙的周期C.在t=0.5s時甲正經(jīng)過平衡位置向x軸負(fù)方向運(yùn)動D.在t=1.0s時乙的速率大于甲的速率11.如圖所示,用兩根不行伸長的輕繩懸掛一個小球,兩繩長度均為l,兩繩之間的夾角為α,小球的半徑為r,當(dāng)小球垂直于紙面做簡諧運(yùn)動時,其周期為()A.2πl(wèi)g B.2πC.2πl(wèi)+rg D.12.(2024山東青島高二期中)如圖所示,一個半徑為R的凹槽,該槽是圓柱體側(cè)表面的一部分,MN、PQ為圓柱表面的母線,長度均為l。在槽一端的最低處有一小孔B,一半徑略小于B孔半徑且遠(yuǎn)小于R的小球,位于槽的另一端邊緣點(diǎn)A處(A靠近槽的最低點(diǎn)),不計(jì)摩擦。(1)若小球初速度為零,求小球運(yùn)動到軌道最低點(diǎn)的時間。(2)若小球以初速度v0起先沿平行于MN的方向運(yùn)動,要使小球運(yùn)動到槽的另一端時,恰能落入B孔中,求小球的初速度v0和l應(yīng)滿意的關(guān)系式。答案：1.C解析彈簧振子在平衡位置時,回復(fù)力為零,故加速度為零,此時振子的速度最大,動能最大,A錯誤;彈簧振子在振動過程中機(jī)械能守恒,振子的動能和彈簧的彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,B錯誤;在同一地點(diǎn),g不變,由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g可知,單擺的周期隨擺長l2.BD解析由單擺周期公式T=2πl(wèi)g知,T與單擺的擺球質(zhì)量和振幅無關(guān),A、C錯誤;只增大擺長,l變大,T變大,B正確;只將單擺由山下移到山頂,g變小,T3.C解析兩個單擺的擺長相等,則兩個單擺的周期相等,單擺從最大位移處擺到平衡位置所用的時間為144.D解析小球的運(yùn)動可以視為簡諧運(yùn)動,搖擺周期為T=2πl(wèi)g5.A解析螺母向上移動,則擺的擺長減小,依據(jù)單擺的周期公式T=2πl(wèi)g6.AD解析由題圖可知,單擺的振動周期為T=t4,由周期公式T=2πl(wèi)g可得擺長為l=gt424π2,t2時刻擺球在平衡位置,速度最大,懸線對擺球的拉力最大,A正確;單擺的振幅為7.A解析由單擺的周期T=2πl(wèi)g8.C解析在平衡位置左側(cè),單擺的擺線與豎直方向成5°角時由靜止釋放,擺到豎直位置的時間為t1=14T1=14×2πl(wèi)2g=π2l2g,在平衡位置右側(cè),單擺的擺線長,從豎直位置到右側(cè)最高點(diǎn)的時間為t2=14T2=14×2πl(wèi)g=π29.B解析因?yàn)锳O弧長遠(yuǎn)小于半徑,所以小球從A、B處沿圓弧無初速度滑下可等效成單擺小角度的搖擺,即做簡諧運(yùn)動,等效擺長為2m,單擺的周期與振幅無關(guān),故有t1=t2,因小球下擺過程中只有重力做功,有mgh=12mv2,解得v=2gh,因此有v110.A解析由題圖可知,甲的振幅為10cm,乙的振幅為7cm,所以甲的振幅大于乙的振幅,由振動圖像知甲和乙的周期相等,均為2s,依據(jù)單擺周期公式T=2πl(wèi)g,可知甲的擺長等于乙的擺長,故A錯誤,B正確;由振動圖像知,在t=0.5s時甲正經(jīng)過平衡位置向x軸負(fù)方向運(yùn)動,故C正確;由振動圖像知,在t=1.11.D解析該單擺的擺長為lcosα2+r,代入單擺