《2021-2022学年下学期高二物理同步精品课堂（新教材人教版选择性必修第一册）》2.4 单摆（精选练习）（解析版）

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人教版新教材 物理选择性必修第一册 第二章《机械振动》
2.4 单摆
精选练习
一、夯实基础
1．（2022·全国·高二专题练习）（多选）关于单摆，下列说法正确的是（　　）
A．摆球受到的回复力方向总是指向平衡位置
B．摆球经过平衡位置时，所受的合力不为零
C．摆球受到的回复力是它所受的合力
D．摆角很小时，摆球所受合力的大小跟摆球相对于平衡位置的位移大小成正比
【答案】AB
【解析】A．回复力是使摆球回到平衡位置的力，其方向总是指向平衡位置，A正确；
B．摆球经过平衡位置时，回复力为零，但由于摆球做圆周运动，有向心力，合力不为零，
方向指向悬点，B正确；
C．摆球所受的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，不是摆球所受的合力，C错误；
D．摆角很小时，摆球所受回复力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比，而不是合
力的大小跟摆球对平衡位置的位移大小成正比，D错误。故选 AB。
2．（2022·江苏淮安·高二期末）探究单摆摆长与周期的关系的实验中，已选用摆长约为
的单摆，下列操作更合乎实验要求且误差最小的是（ ， ）（　
）
A．振幅取 ，从平衡位置处开始计时
B．振幅取 ，从最大位置处开始计时
C．振幅取 ，从平衡位置处开始计时
D．振幅取 ，从最大位置处开始计时
【答案】A
【解析】探究单摆摆长与周期的关系的实验中，要求最大摆角应小于 5°，即最大振幅约为
故振幅取 较合适。摆球通过平衡位置时，速度最大，计时误差最小，故应从平衡位置
处开始计时。故选 A。
3．（2022·全国·高二专题练习）（多选）一个单摆做小角度摆动，其振动图像如图所示，
以下说法正确的是（　　）
A．t1时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小
B．t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大
C．t2时刻摆球速度最大，但加速度不为零
D．t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大
【答案】ACD
【解析】AB．t1时刻和 t3时刻摆球离平衡位置的位移最大，此时摆球的速度为零，悬线对
摆球的拉力最小，故 A正确，B错误；
CD．t2时刻和 t4时刻摆球位移为零，正在通过平衡位置，则位移最大，悬线对摆球的拉力
最大，加速度向上，故 CD 正确。故选 ACD。
4．（2022·福建省龙岩第一中学高二阶段练习）（多选）图甲中 O点为单摆的固定悬点，
现将摆球拉至 A点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的
A、C之间来回摆动，α小于 5°且大小未知，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对
摆球的拉力大小 F随时间 t变化的曲线，如图乙所示（图中所标字母以及重力加速度 g均
为已知量）。不计空气阻力。根据题中（包括图中）所给的信息，下列说法中正确的是（
）
A．该单摆的周期为 2t0B．该单摆的摆长为
C．可以求出摆球质量 D．不可以求出单摆的最大速度
【答案】ABC
【解析】A．小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律可知该单摆的周期为 ，故
A正确；
B．根据单摆周期公式
求得 ，故 B正确；
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