【高二物理试题精选】高二物理机械振动单元测试卷(有答案新人教版选修3
新人教版高中物理选修3-4机械振动单元测试
网上的昆虫， 当其翅膀振动的频率为 300 Hz 左右时， 丝网不能发生共振， 蜘蛛不能立即捕捉
到它， C 错误；对于落在丝网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为
250 Hz 左右时，丝网不发生
共振，该丝网的振幅一定小于 0.5 cm，D 正确。
7． 解析： 选 BD 由图象可知 T 甲∶ T 乙＝ 2∶ 1，若两单摆在同一地点，则两摆长之比为
9． 解析： (1)利用描点法画出图象如图所示。
(2) 由
T＝ 2π
l得 g
l
＝
g 4π2T
2，直线斜率
k＝
g 4π2，由图象可知
k＝14。当 T2＝ 5.2 s2 时， l
＝ kT2＝1.3 m。由
k＝
g 4π2得
g＝
4
2
πk＝
π2≈
9.86
m/s2。
答案： (1)见解析 (2)1.3 9.86
l 甲∶ l 乙＝ 4∶ 1，B 正确， A 错误； 若两单摆摆长相等， 则所在星球的重力加速度之比为 g 甲∶
g 乙＝ 1∶ 4， D 正确， C 错误。
8． 解析： 选 CD A 球振动充当驱动球， B、 C 两球的振动周期都应当等于 A 的振动周 期，所以选项 A 错误， D 正确； C 的摆长与 A 的摆长相同，周期也相同，所以 C 做受迫振动 的振幅比 B 球大，所以选项 B 错误， C 正确。
答案 1．解析： 选 A 杂技演员用周期性外力驱动，使秋千越荡越高， 且驱动力频率恰好等于 秋千的固定频率，属于共振现象； B 、 C 都属于声音的反射， D 是受迫振动。
2．解析： 选 B
由题意， m1＝ 50
g 时，
T
1＝
第二章机械振动章节测验——2021-2022学年高二上学期物理人教版(19)选择性必修第一册
(2)摆球的质量;
13．一座摆钟走得慢了，要把它调准，应该怎样改变它的摆长？为什么？
14．如图所示，竖直放置的光滑圆弧轨道的半径为R，O＇为圆心，O点在圆心O＇的正下方，一小球甲从距O点很近的A点由静止释放．R>>AO
（1）若乙球从圆心O＇处自由落下，问甲乙两球第一次到达O点的时间比；
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度；
(2)求弹簧的最大伸长量；
(3)为使斜面体始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件。（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）
参考答案
1．C
【详解】
把船浮动简化成竖直方向的简谐运动，从船上升到最高点时计时，其振动方程为： ，代入得： cm，当 时，可解得： ， 故在一个周期内，游客能舒服登船的时间是 ，故ABD错误，C正确
第二章机械振动章节测验——2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第一册
一、单选题（共7题）
1．—位游客在湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动．可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（）
7．D
【详解】
A．由图可知，弹簧振子的振幅为y0，故A错误；
B．记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间，则周期为
故B错误；
C．加速度是矢量，激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等，方向相反，故C错误；
D．在激光笔留下PQ段印迹的过程中，根据动能定理可知合外力做功为零，但重力做正功为2mgy0，故弹力对物块做负功为－2mgy0，故D正确。
人教版高二物理选择性必修第一册第3章《机械波》单元测试卷【含答案】
第3章《机械波》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.一列声波从空气传入水中，已知水中波长较大，则( )A．声波频率不变，波速变小B．声波频率不变，波速变大C．声波频率变小，波速变大D．声波频率变大，波速不变2.如图甲为某简谐机械横波在t＝0时刻波的图象，乙图为波的传播方向上某质点的振动图象．下列说法正确的是( )A．该波的波速是15 m/sB．该波一定沿x轴正方向传播C．若乙是质点P的振动图象，则t＝0.15 s时刻，质点Q的坐标为(0.5 m,0 cm)D．若乙是质点Q的振动图象，则t＝0.15 s时刻，质点P的坐标为(1 m，－4 cm)3.如图所示，实线和虚线表示两个波长和振幅都相同的简谐横波(各只有半个波形)，两波在同一根弹性绳上分别向左、向右传播，某一时刻两列波的位置如图所示．P、Q、S表示弹性绳上的三个质点的平衡位置，下列说法中正确的是( )A．该时刻，P的速度向上，Q的速度为零，S的速度向下B．该时刻P的速度向下，Q的速度为零，S的速度向下C．该时刻P、Q、S都处于各自的平衡位置，各点振动速度相同D．该时刻P、Q、S都处于各自的平衡位置，但Q的速度最大4.如图所示，MN是足够长的湖岸，S1和S2是湖面上两个振动情况完全相同的波源，它们激起的水波波长为2 m，S1S2＝5 m，且S1与S2的连线与湖岸平行，到岸边的垂直距离为6 m，则岸边始终平静的地方共有( )A． 2处B． 3处C． 4处D．无数处5.如图所示为一列简谐横波t时刻的图象，已知波速为0.2 m/s.以下结论正确的是( )A．经过0.5 s，质点a、b、c通过的路程均为75 cmB．若从t时刻起质点a比质点b先回到平衡位置，则波沿x轴正方向传播C．图示时刻质点a、b、c所受的回复力大小之比为2∶1∶3D．振源的振动频率为0.4 Hz6.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图1所示)．在一次地震中，震源在地震仪下方，观察到两振子相差5 s开始振动，则( )图1A．P先开始振动，震源距地震仪约36 kmB．P先开始振动，震源距地震仪约25 kmC．H先开始振动，震源距地震仪约36 kmD．H先开始振动，震源距地震仪约25 km7.有关纵波与横波，下列说法正确的是( )A．振源上下振动形成的波是横波B．振源水平振动形成的波是纵波C．波沿水平方向传播，质点上下振动，这类波是横波D．质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，这类波是纵波8.一列声波由空气传入水中，以下说法正确的是( )A．声波的波长不变B．声波的波长减小C．声波的频率变大D．声波的波速增加9.如图，两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A，某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示．下列说法正确的是( )A．两列波在相遇区域发生干涉B．波谷和波谷相遇处位移为零C．A点的位移始终为零D．此刻A点和B点的位移大小分别是A和3A10.如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是( )A．P、N两点始终处于平衡位置B．该时刻质点O正处在平衡位置C．点M到两波源的距离之差一定是波长的整数倍D．质点M的位移始终最大11.一列简谐横波在介质中传播，当波源质点突然停止振动时，介质中其他质点的振动及能量传递的情况是( )A．所有质点都立即停止振动B．已经振动的质点将继续振动，未振动的质点则不会振动C．能量将会继续向远处传递D．能量传递随即停止12.如图所示，图甲为一列简谐波在t＝0时的波形图，图乙是这列波中x＝200 cm处的P点的振动图线，那么该波的传播速度大小、方向分别是( )A．v＝50 cm/s，沿x轴负方向传播B．v＝25 cm/s，沿x轴负方向传播C．v＝50 cm/s，沿x轴正方向传播D．v＝25 cm/s，沿x轴正方向传播13.周期为 2.0 s 的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波( )A．沿x轴正方向传播，波速v＝ 20 m/sB．沿x轴正方向传播，波速v＝10 m/sC．沿x轴负方向传播，波速v＝ 20 m/sD．沿x轴负方向传播，波速v＝10 m/s14.一小石子落入平静的湖面中央，圆形波纹一圈圈向外传播，有一片树叶落在水面上，则树叶( ) A．逐渐漂向湖心B．逐渐漂向湖畔C．在落下的地方上下振动D．沿树叶所在的圆圈做圆周运动15.公路上的雷达测速仪的工作原理是利用( )A．波的反射和多普勒效应B．波的干涉和多普勒效应C．波的干涉和波的反射D．波的反射和共振二、填空题(共3小题)16.如图，沿波的传播方向上有间距均为2 m的五个质点，均静止在各自的平衡位置，一列简谐横波以2 m/s的速度水平向右传播，t＝0时刻到达质点a，质点a开始由平衡位置向下运动，t＝3 s时质点a第一次到达最高点，下列说法中正确的是________A．质点d开始振动后的振动周期为4 sB．t＝4 s时刻波恰好传到质点eC．t＝5 s时刻质点b到达最高点D．在3 s＜t＜4 s这段时间内质点c的速度方向向上E．这列简谐横波的波长为4 m17.某人乘火车由甲地去乙地．途中此人乘坐的列车超过一列货运列车，超车后听到货运列车发出的笛声频率为f1；此人乘坐的列车以后又与迎面驶来的一列客车，听到客车驶近时的笛声频率为f2，已知我们生产的机车发出的笛声相同，则f1与f2的大小关系是f1______f2.18.如图所示，一列沿＋x方向传播的简谐横波在t＝0时刻刚好传到x＝6 m处，已知波速v＝10 m/s，则图中P点开始振动的方向沿______(选填“＋y”或“－y”)方向，在x＝21 m的点在t＝______ s第二次出现波峰．三、计算题(共3小题)19.如图所示分别为一列沿水平方向匀速传播的横波在t＝0时刻的图象和在x＝3 m处的质点A从该时刻开始计时的振动图象．求：(1)波速的大小和方向；(2)在t＝0.1 s时，x＝1 m处的质点B的位移和该段时间内质点B通过的路程．20.一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1 s的简谐运动，于是在绳上形成一列简谐波，如图所示．求：(1)若从波传到平衡位置在x＝1 m处的M质点时开始计时，那么经过的时间Δt等于多少时，平衡位置在x＝4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置，在图中准确画出当时弹性绳上的波形．(2)从绳的左端点开始做简谐运动起，当它通过的总路程为88 cm时，N质点振动通过的总路程是多少？21.在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点间的距离均为0.1 m，如图(a)所示．一列横波沿该直线向右传播，t＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，振幅为0.2 m，经过时间0.3 s第一次出现如图(b)所示的波形．(1)求该列横波传播的速度；(2)画出质点5从t＝0到t＝0.3 s的振动图象．答案解析1.B声波由空气进入水中，波长变大，频率不变，由波速公式v ＝λf 得知，声波的波速变大，故B 正确．2.D由甲图可知波长λ＝2 m ，由乙图可知周期T ＝0.2 s ，所以波速为v ＝＝10 m/s ，故A 错误；由题中条件无法判断波的传播方向，故B 错误；若乙是质点P 的振动图象，则波向左传播，质点Q 此时向上振动，在t ＝0.15 s 时刻质点Q 振动到波谷处，即其坐标为(2 m ，－4 cm)，故选项C 错误；若乙是质点Q 的振动图象，则波向右传播，质点P 此时向上振动，在t ＝0.15 s 时刻质点P 振动到波谷处，即其坐标为(1 m ，－4 cm)，故选项D 正确．3.A由图及振动的叠加可知，图示时刻各质点均在平衡位置，此时，左波使质点P 向上振动，右波使质点P 向上振动，叠加后速度向上，Q 质点此时是波峰和波谷相遇，速度为0.左波使质点S 向下振动，右波使质点S 向下振动，叠加后速度向下，故选A.4.C当空间某点到两个波源的路程差为半波长的奇数倍时，振动始终减弱；水波的波长为2 m ，S 1S 2＝5 m ，当到两个波源的路程差为1 m 、3 m 、5 m 时，振动减弱；路程差为1 m 是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为3 m 是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为5 m 是以S 1为起点向左的射线和以S 2为起点向右的射线，与岸边无交点；路程差不可能大于S 1S 2＝5 m ；由上分析可知，岸边始终平静的地方共有4处，故A 、B 、D 错误，C 正确．5.C6.A横波的传播速率小于纵波的传播速率，所以P先开始振动．由＋5 s ＝，可得x ＝36 km ，x 9km /s x 4km /s 则A 正确，B 、C 、D 错误．7.C物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波，称作横波，若波向下传播，振源上下振动，形成的波与振动的方向在同一条直线上，该波是纵波，故A 错误；振源水平振动形成的波不一定是纵波，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故B 错误；波沿水平方向传播，质点上下振动，质点振动的方向与波传播的方向垂直，这类波是横波，故C 正确；质点沿水平方向振动，波沿水平方向传播，振源水平振动若与波的传播方向垂直，形成的波是横波，故D 错误．8.D波的频率是由波源决定的，故当声波由空气进入水中，频率不变．波速由介质决定，波速变大，由波速公式v＝λf知，声波的波长变长，故A、B、C错误，D正确．9.D由图看出，波源S1形成的水波波长大于波源S2形成的水波波长，两列波在同一介质中传播，波速相等，由波速公式v＝λf得知，两列波的频率不等，不会形成干涉现象，但能发生叠加现象，故A 错误；因两列水波波源S1和S2的振幅不相等，当波谷和波谷相遇处位移为－3A，并不为零，故B 错误．因两列水波波源S1和S2的振幅分别为2A和A，由图可知，此时A是波峰与波谷相遇，则xA＝A，随着时间的推移，位移大小变化，不可能总为零，故C错误；结合图象可知，此时刻A点是波峰和波谷相遇，位移大小为2A－A＝A，而B点波峰和波峰相遇，位移大小2A＋A＝3A，故D 正确．10.A图示时刻P、N两点是波谷和波峰叠加，由于振幅相同，位移始终为零，即处于平衡位置，故A正确；由图知O点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，该时刻正处在波谷，故B错误；如果两个波源相同，结合对称性可知点M到两波源的距离之差为零，故C错误；图示时刻点M为波峰与波峰相遇，是振动加强点，是振幅最大，不是位移始终最大，位移是时刻变化的，故D错误．11.C12.A从横波图象中可以得出波长λ＝1 m，从振动图象中我们可以得出振动周期为T＝2 s，故该波传播速度为v＝＝0.5 m/s＝50 cm/s，B、D错误；在x＝200 cm处的质点在t＝0时振动方向为向上振动，根据上下坡法可得该波的传播方向为沿x轴负方向传播，A正确，C错误．13.B根据机械波的速度公式v＝，由图可知波长为 20 m，再结合周期为 2 s，可以得出波速为 10 m/s.应用“同侧法”等方法判断波沿x 轴正方向传播，因此答案为 B.14.C树叶在平衡位置附近上下振动，不随波迁移．15.A公路上的雷达测速仪的工作原理是利用波的反射和多普勒效应，A对．16.ABD17.＜此人与货运列车远离，所以f1小于发出声波的频率，而此人与客车靠近，故f2大于发出声波的频率，因此f1＜f2.18.＋y 2 s由题意知，6 m处的质点开始振动，根据上下坡法可判断6 m处质点开始振动的方向为＋y，故介质中所有质点开始振动的方向都是＋y，即P点开始振动的方向沿＋y；x＝1 m处的质点的振动形式是波峰，当其振动形式传播到x＝21 m处时，在x＝21 m的点第二次出现波峰，用时t＝＝2 s.19.(1)50 m/s 波沿x轴负方向传播 (2)25 cm20.(1)2.25 s (2)16 m(1)由波的传播特性和波动图象知，波长λ＝2 m波从x＝1 m传至x＝4.5 m处的N质点需要的时间t＝T此时x＝4.5 m处的质点正向y轴负方向运动x＝4.5 m处的N质点恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置还需，因此Δt＝T＝ 2.25 s此时波形如图：(2)由图知，振幅A＝ 8 cm质点在一个周期内通过的路程为4A＝ 32 cmO质点通过88 cm的路程共经过的时间为T从x＝0 m传至x＝4.5 m处的N质点需要时间t1为T质点N运动的时间为T所以质点N振动通过的总路程为2A＝ 16 cm.21.(1)4 m/s(2)质点5从t＝0到t＝0.3 s的振动图象如图所示(1)根据题意，说明t＝0.3 s＝1.5T，得到周期为T＝0.2 s从图中可以看出，波长λ＝0.8 m，根据波速公式得到，波速为v＝＝m/s＝4 m/s(2)质点5与质点1间的距离为x＝0.4 m，波从质点1传到质点5的时间为t＝＝0.1 s，质点5起振方向与质点1起振方向相同，均向下，振幅为0.2 m．画出振动图象如图所示。
高二物理机械振动练习
高二物理（3）2012/2/25一．描述简谐运动的物理量1.下列运动中属于机械振动的是 （ ）A 、树梢在微风中的摇摆B 、竖直向上抛出的物体的运动C 、说话时声带的振动D 、爆炸声引起的窗扇的运动E 、水中浮漂物的上下浮动F 、担物行走时扁担下物体的颤动G 、钟摆的摆动2．如图，一水平弹簧振子，O 为平衡位置，振子在B 、C 之间做简谐运动，设向右为正方向，则振子（ ）A ．由C 向O 运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为正值B ．由O 向B 运动时，位移为正值，速度为正值，加速度为负值C ．由B 向O 运动时，位移为负值，速度为正值，加速度为负值D ．由O 向C 运动时，位移为负值，速度为负值，加速度为正值 3．如图，若水平弹簧振子在B 、C 间做简谐运动，O 点为平衡位置，则（ ）A ．振子在经过O 点时速度最大，回复力也最大B ．振子在经过O 点时速度最大，回复力为零C ．振子在由C 点向O 点运动的过程中，回复力逐渐减小，加速度却逐渐增大D ．振子在由O 点向B 点运动的过程中，弹性势能逐渐增大，加速度却逐渐减小4．水平方向做简谐运动的物体偏离平衡位置的位移为X ，速度为V ，加速度为a 则（ ）A ．X 与V 同向时，物体加速B ．X 与V 反向时，物体加速C ．V 与a 同向时，位移变大，D ．V 与a 反向时，位移变大5．水平弹簧振子做简谐运动时,以下说法正确的是( )A ．振子通过平衡位置时,回复力一定为零B ．振子减速度运动时,加速度在减小C ．振子向平衡位置运动时,加速度与速度方向相反D ．该振子做匀变速运动6．关于简谐运动的周期,频率,振幅,下列说法中哪些是正确的( )A ．振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处B ．周期和频率的乘积是一个常数C ．振幅增加,周期也必然增加,而频率减小D ．频率与振幅有关7．甲,乙两 物体做简谐运动,甲振动20次时,乙振动了40次,则甲,乙振动周期之比是 ,若甲的振幅减小了2倍而乙的振幅不变,则甲,乙周期之比是8.弹簧振子正在振动，振幅为A ，周期为T ，t 1时刻运动到ａ点，t 2时刻运动到ｂ点，如果t 2－t 1＝T/4，则ab 两点间的距离可能是[ ]A ．0 B ．大于A C ．等于A D ．小于A9.如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量.当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中( ) A.甲的振幅大于乙的振幅 B.甲的振幅小于乙的振幅C.甲的最大速度小于乙的最大速度D.甲的最大速度大于乙的最大速度二．简谐运动的规律应用1.如图所示，在光滑水平面上弹簧振子以振幅A 做简谐振动，在质量为M 的滑块上面放一质量为ｍ的砝码，砝码随滑块一起做简谐运动，已知弹簧的劲度系数为ｋ，试求：a ．使砝码随滑块一起振动的回复力是什么力？b ．当砝码与滑块的滑动摩擦因数为μ时，要使砝码与滑块不发生相对滑动的最大振幅是多少？ OC O BC2．如图3所示，物体A 和B 用轻绳相连挂在轻弹簧下静止不动，A 的质量为m ，B 的质量为M ，弹簧的劲度系数为k .当连接A 、B 的绳突然剪断后，物体A 将在竖直方向上做简谐运动，则A 振动的振幅为( )A.Mg kB.mg kC.(M ＋m )g kD.(M ＋m )g 2k3．一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x 后开始振动，第二次把弹簧压缩2x 后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为 [ ]A ．1∶2，1∶2B ．1∶1，1∶1C ．1∶1，1∶2D ．1∶2，1∶14．有两 个简谐运动的振动方程: 则下列说法中正确的是( )A ．它们的振幅相同B ．它们的周期相同C ．它们的相差恒定D ．它们的振动步调一致三．简谐运动的图像1. 一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图(1)求t ＝0.25×10－2 s 时的位移；(2)在t ＝1.5×10－2 s 到2×10－2 s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t ＝0到8.5×10－2 s 时间内，质点的路程多大？ 2．如图的是一个质点做简谐运动的振动图象,从图中可以知道( ) A ．在t=0时,质点位移为零,速度和加速度也零 B ．在t=4s 时,质点的速度最大,方向沿y 轴的负方向 C ．在t=3s 时,质点振幅为-5cm,周期为4sD ．无论何时,质点的振幅都是5cm, 周期都是4s 3．如图所示的是某质点做简谐运动的振动图象,从图中可以知道( )A ．t 1和t 3时刻,质点的速度相同B ．t 1到t 2时间内,速度与加速度方向相同C ．t 2到t 3时间内,速度变大,而加速度变小D ．t 1和t 3时刻, 质点的加速度相同 4.如图7–1–7a 为演示简谐运动图像的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板摆动着漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示摆的位移随时间变化的关系，板上的OO ＇代表时间轴，图7–1–7b 是两个摆各自在木板上形成的曲线，若拉板N 1和N 2的 速度关系为1v =22v ，则板上曲线所代表的振动周期T 1和T 2关系（ ）A.2T 2=T 1B.T 2=2T 1C.T 2=4T 1D.T 2=T 15.如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P ，在下面放一条白纸.当小球做简谐运动时，沿垂直于振动方向拉动纸带，笔P 就在纸带上画出了一条振动曲线.已知在某次实验中如图方向拉动纸带，且在某段时间内得到如图图乙所示的曲线，根据曲线可知这段时间内 ),3100sin(6),6100sin(621ππππ+=+=t x t x 5 -5 图7–1–8A.纸带在加速运动B.纸带在减速运动C.振子的振动的周期在逐渐增加D.振子的振动的周期在逐渐减小四．简谐运动的特点1．一弹簧振子在一条直线上做简谐运动,第一次先后经过M,N 两点时速度V(V ≠0)相同,那么下列说法正确的是( )A ．振子在M,N 两点所受回复力相同B ．振子在M,N 两点对平衡位置的位移相同C ．振子在M,N 两点加速度大小相等D ．从M 点到N 点,振子先做匀加速运动,后做匀减速运动2．某一弹簧振子做简谐运动,若从振子经过某一位置A 开始计时,则( )A ．当振子再次与零时刻的速度相同时,经过的时间一定是半周期B ．当振子再次经过A 时,经过的时间一定是半周期C ．当振子的加速度再次与零时刻的加速度相同时,一定又到达位置AD ．一定还有另一个位置跟位置A 有相同的位移3．如图2所示，弹簧上面固定一质量为m 的小球，小球在竖直方向上做振幅为A 的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中 ( )A ．小球最大动能应等于mgAB ．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变C ．弹簧的最大弹性势能等于2mgAD ．小球在最低点时弹簧的弹力大于2mg4．如图5所示，在质量为M 的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为m （m M ≥）的A 、B 两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A 、B 间细线，此后A 将做简谐运动。
高二物理单元复习过关试题及答案解析(经典珍藏版)：第十一章 机械振动
第十一章 机械振动 单元测试卷（考试时间：90分钟 试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分。
答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I 卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II 卷时，将答案直接写在试卷上。
第I 卷（选择题 共48分)一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）1、（2020·枣庄市第三中学高二月考）弹簧振子做简谐振动，若某一过程中振子的加速度在增加，则此过程中，振子的（ ）A ．位移一定在减小B ．速度一定在减小C ．速度与位移方向相反D ．加速度与速度方向相同2、（2020江苏宿豫中学高二月考）一个弹簧振子沿x 轴做简谐运动，取平衡位置O 为x 轴坐标原点，从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x 轴正方向的最大加速度，能正确反映振子位移x 与时间t 关系的图像是（ ）3、（2020·北京市陈经纶中学高二期中）如图甲所示，弹簧振子以O 点为平衡位置，在A 、B 两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x 随时间t 的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）A ．0.2t s =时，振子在O 点右侧6cm 处B ．0.8t s =时，振子的速度方向向左C ．0.4t s =和 1.2t s = 时，振子的加速度完全相同D ．0.4t s =到 0.8t s = 的时间内，振子的速度逐渐减小4、弹簧振子的质量为M，弹簧劲度系数为k，在振子上放一质量为m的木块，使两者一起振动，如图所示．木块的回复力F′是振子对木块的摩擦力，F′也满足F′＝－k′x，x是弹簧的伸长(或压缩)量，那么k k '为()A．mMB．mm M+C．Mm M+D．Mm5、（2019八一学校期中5）如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动的共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)，则( )A.此单摆的固有周期约为1sB.此单摆的摆长约为lmC.若摆长增大，单摆的固有频率增大D.若摆长增大，共振曲线的峰将右移6、（2020·河北承德第一中学高二月考）如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1 s，质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm。
2020--2021学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册第2章 机械振动含答案
2020—2021学年（新教材）人教物理选择性第一册第2章机械振动含答案人教（新教材）选择性必修第一册第2章：机械振动1、一质点做简谐运动，其振动图像如图所示，在0.3～0.4 s时间内质点的运动情况是()A．沿x轴负方向运动，位移不断增大B．沿x轴正方向运动，速度不断减小C．动能不断增大，势能不断减小D．动能不断减小，加速度不断减小2、（双选）如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是()A．由P→Q位移在增大B．由P→Q速度在增大C．由M→N位移是先减小后增大D．由M→N位移始终减小3、（双选）把一弹簧振子的弹簧拉长一些，然后由静止释放，0.5 s后振子经过平衡位置，则此弹簧振子的周期可能是()A．1 s B．2 s C．0.55 s D．0.4 s4、做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v0，若从某时刻算起，在半个周期内，合外力()A．做功一定为0B．做功一定不为0C．做功一定是12m v2D．做功可能是0到12m v2之间的某一个值5、如图所示，MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球A放在MN 的圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的M处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有()A．A球先到达C点B．B球先到达C点C．两球同时到达C点D．无法确定哪一个球先到达C点6、在洗衣机把衣服脱水完毕后，电动机还要转动一会才能停下来，此时发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直至停下来，其间振动剧烈的原因是()A．洗衣机没放平衡B．电动机有一阵子转快了C．电动机转动的频率和洗衣机的固有频率相近或相等D．这只是一种偶然现象7、如图所示是某振子做简谐运动的图像，以下说法中正确的是()A．因为振动图像可由实验直接得到，所以图像就是振子实际运动的轨迹B．振动图像反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹C．振子在B位置的位移就是曲线BC的长度D．振子运动到B点时的速度方向即为该点的切线方向8、（双选）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是()A．t＝0 s时，振子的速度为零，位移为零B．t＝1 s时，振子的速度为正向最大C．t＝2 s时，振子的速度为负的最大值D．t＝3 s时，振子的位移为负向最大9、如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从B到C的运动时间为1 s，则下列说法正确的是()A．振子从B经O到C完成一次全振动B．振动周期是1 s，振幅是10 cmC．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD．从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm10、如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图像，由图像可知()A．在0.1 s时，由于位移为零，所以振动能量为零B．在0.2 s时，振子具有最大势能C．在0.35 s时，振子具有的能量尚未达到最大值D．在0.4 s时，振子的动能最大11、（双选）如图所示为一单摆的振动图像，则()A．t1和t3时刻摆线的拉力等大B．t1和t3时刻摆球速度相等C．t3时刻摆球速度正在减小D．t4时刻摆线的拉力正在减小12、在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来经过人们的探索，利用在飞机机翼前装一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装配重杆的目的主要是() A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡13、甲同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块长为3 cm左右，外形不规则的大理石块代替小球．他设计的实验步骤是：A．将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点(如图所示) B．用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长C．将石块拉开一个大约α＝30°的角度，然后由静止释放D．从石块摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由T＝t30得出周期(1)则该同学以上实验步骤中有错误的是________．(2)若该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)．(3)如果该同学改正了错误，改变OM间细线的长度做了2次实验，记下每次相应的细线长度l1、l2和周期T1、T2，则由上述四个量得到重力加速度g的表达式是________．14、一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz，在t＝0时，位移是4 cm，且向x轴负方向运动．(1)试写出用正弦函数表示的振动方程．(2)求10 s内通过的路程是多少．15、有一单摆，其摆长l＝1.02 m，摆球的质量m＝0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆完成30次全振动所用的时间t＝60.8 s，试问：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？2020—2021学年（新教材）人教物理选择性第一册第2章机械振动含答案人教（新教材）选择性必修第一册第2章：机械振动1、一质点做简谐运动，其振动图像如图所示，在0.3～0.4 s时间内质点的运动情况是()A．沿x轴负方向运动，位移不断增大B．沿x轴正方向运动，速度不断减小C．动能不断增大，势能不断减小D．动能不断减小，加速度不断减小【答案】B2、（双选）如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法中正确的是()A．由P→Q位移在增大B．由P→Q速度在增大C．由M→N位移是先减小后增大D．由M→N位移始终减小【答案】AC3、（双选）把一弹簧振子的弹簧拉长一些，然后由静止释放，0.5 s后振子经过平衡位置，则此弹簧振子的周期可能是()A．1 s B．2 s C．0.55 s D．0.4 s【答案】BD4、做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v0，若从某时刻算起，在半个周期内，合外力()A．做功一定为0B．做功一定不为0C．做功一定是12m v2D．做功可能是0到12m v2之间的某一个值【答案】A5、如图所示，MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球A放在MN 的圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的M处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有()A．A球先到达C点B．B球先到达C点C．两球同时到达C点D．无法确定哪一个球先到达C点【答案】A6、在洗衣机把衣服脱水完毕后，电动机还要转动一会才能停下来，此时发现洗衣机先振动得比较小，然后有一阵子振动得很剧烈，然后振动慢慢减小直至停下来，其间振动剧烈的原因是()A．洗衣机没放平衡B．电动机有一阵子转快了C．电动机转动的频率和洗衣机的固有频率相近或相等D．这只是一种偶然现象【答案】C7、如图所示是某振子做简谐运动的图像，以下说法中正确的是()A．因为振动图像可由实验直接得到，所以图像就是振子实际运动的轨迹B．振动图像反映的是振子位移随时间变化的规律，并不是振子运动的实际轨迹C．振子在B位置的位移就是曲线BC的长度D．振子运动到B点时的速度方向即为该点的切线方向【答案】B（双选）某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是() 8、A．t＝0 s时，振子的速度为零，位移为零B．t＝1 s时，振子的速度为正向最大C．t＝2 s时，振子的速度为负的最大值D．t＝3 s时，振子的位移为负向最大【答案】CD9、如图所示，弹簧振子在BC间振动，O为平衡位置，BO＝OC＝5 cm，若振子从B到C的运动时间为1 s，则下列说法正确的是()A．振子从B经O到C完成一次全振动B．振动周期是1 s，振幅是10 cmC．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD．从B开始经过3 s，振子通过的路程是30 cm【答案】D10、如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图像，由图像可知()A．在0.1 s时，由于位移为零，所以振动能量为零B．在0.2 s时，振子具有最大势能C．在0.35 s时，振子具有的能量尚未达到最大值D．在0.4 s时，振子的动能最大【答案】B11、（双选）如图所示为一单摆的振动图像，则()A．t1和t3时刻摆线的拉力等大B．t1和t3时刻摆球速度相等C．t3时刻摆球速度正在减小D．t4时刻摆线的拉力正在减小【答案】AD12、在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来经过人们的探索，利用在飞机机翼前装一个配重杆的方法，解决了这一问题，在飞机机翼前装配重杆的目的主要是() A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡【答案】D13、甲同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块长为3 cm左右，外形不规则的大理石块代替小球．他设计的实验步骤是：A．将石块用细线系好，结点为M，将细线的上端固定于O点(如图所示) B．用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长C．将石块拉开一个大约α＝30°的角度，然后由静止释放D．从石块摆到最高点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，由T＝t30得出周期(1)则该同学以上实验步骤中有错误的是________．(2)若该同学用OM的长作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值______(选填“偏大”或“偏小”)．(3)如果该同学改正了错误，改变OM间细线的长度做了2次实验，记下每次相应的细线长度l1、l2和周期T1、T2，则由上述四个量得到重力加速度g的表达式是________．答案：(1)BCD(2)偏小(3)g＝21T22－T2114、一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz，在t＝0时，位移是4 cm，且向x轴负方向运动．(1)试写出用正弦函数表示的振动方程．(2)求10 s内通过的路程是多少．解析：(1)简谐运动振动方程的一般表达式为x＝Asin(ωt＋φ)．根据题目条件，【答案】(1)x＝0.08sinπt＋56πm(2)1.6 m15、有一单摆，其摆长l＝1.02 m，摆球的质量m＝0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆完成30次全振动所用的时间t＝60.8 s，试问：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？【答案】(1)9.79 m/s2(2)其摆长要缩短缩短0.027 m。
高二物理 机械振动和机械波单元测试-新人教(有答案)
机械振动和机械波单元测试一、不定项选择题（共15小题，每题4分，错选或不选不给分，漏选给2分，共60分） 1．一质点做简谐运动，先后以相同的动量依次通过A 、B 两点，历时1s ，质点通过B 点后再经过1s 又第2次通过B 点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为12cm ，则质点的振动周期和振幅分别为（ ）A ．3s ，6cmB ．4s ，6cmC ．4s ，9cmD ．2s ，8cm 2．一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，那么这两个时刻弹簧振子的（ ）A ．速度一定大小相等，方向相反B ．加速度一定大小相等，方向相反C ．位移一定大小相等，方向相反D ．以上三项都不一定大小相等，方向相反 3．一弹簧振子振幅为A ，从最大位移处需时间t 0第一次到达平衡位置，若振子从最大位移处经过t 0/2时的速度大小和加速度大小分别为υ1和a 1，而振子位移为A /2时速度大小和加速度大小分别υ2和a 2，那么（ ）A ．υ1＞υ2 B ．υ1＜υ 2C ．a 1＞a 2D ．a 1＜a 24．水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T ，则（ ）A ．若在时间△t 内，弹力对振子做功为零，则△t 一定是2T的整数倍. B ．若在时间△t 内，弹力对振子做功为零，则△t 可能小于2TC ．若在时间△t 内，弹力对振子冲量为零，则△t 一定是T 的整数倍D ．若在时间△t 内，弹力对振子的冲量为零，则△t 可能小于4T 5．弹簧振子做简谐运动，t 1时刻速度为υ，t 2时刻速度也为υ，且方向相同，已知（t 2－t 1）小于周期T ，则（t 2－t 1） （ ）A ．可能大于四分之一周期B ．可能小于四分之一周期C ．一定小于二分之一周期D ．可能等于二分之一周期6．一个做简谐运动的质点的振动图象如图所示，在t 1、t 2、t 3、t 4各时刻质点所受的回复力即时功率为零的是（ ）A ．t 1B ．t 2C ． t 3D ． t 47、一列简谐横波波沿X 轴正方向传播，在T =0时刻波形如图所示。
高中物理选修3-4各单元检测试题(完整版)附解答与解析
第一章·机械振动·单元检测一、不定项选择题(共10小题，每小题4分,）1．(2012·青州一中检测)做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个()2．如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向，从t＝0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置的()A．左方，向右运动B．左方，向左运动C．右方，向右运动D．右方，向左运动3．关于质点做简谐运动，下列说法中正确的是()A．在某一时刻，它的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大D．在某一段时间内，它的势能减小，加速度的大小也减小4．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动的10.216.827.1228.116.58.3振幅/cmA.f固＝60 Hz B．60 Hz<f固<70 HzC．50 Hz<f固<70 Hz D．以上三个答案都不对5．有一弹簧振子，振幅为0.8cm，周期为0.5s，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是()A ．x ＝8×10－3sin(4πt ＋π2)mB ．x ＝8×10－3sin(4πt －π2)mC ．x ＝8×10－1sin(πt ＋3π2)mD ．x ＝8×10－1sin(π4t ＋π2)m6．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．质点振动频率是4HzB ．在10s 内质点经过的路程是20cmC ．第4s 末质点的速度是零D ．在t ＝1s 和t ＝3s 两时刻，质点位移大小相等，方向相同7．做简谐振动的单摆摆长不变，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1/2，则单摆振动的( )A ．频率、振幅都不变B ．频率、振幅都改变C ．频率不变、振幅改变D ．频率改变、振幅不变8．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。
2020-2021学年高二上学期物理人教版第一册第二章《机械振动》单元测试卷
第二章《机械振动》单元测试卷一、单选题(共15小题)1.某质点作简谐振动时的位移x随时间t变化的规律如图所示，该质点在t1与t2时刻()A．振幅不同B．加速度方向相同C．在t1时刻速度较大D．在t2时刻向x正方向运动2.如图所示，曲轴上悬挂一弹簧振子，转动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动．开始时不转动摇把，让振子上下自由振动，测得振动频率为2 Hz，然后匀速转动摇把，转速为240 r/min ，当振子振动稳定后，它的振动周期为()A．sB．sC． 2 sD． 4 s3.如图甲所示，弹簧振子做简谐运动，其中位置3为平衡位置，位置1、5为最大位移处，以向右为正方向，弹簧振子的振动图象如图乙所示．已知弹簧的劲度系数为k.下列说法中正确的是()A．刚开始计时时，振子在位置3B．t1时刻，振子在位置2，振动方向为正方向C．t2时刻，振子的速度方向与加速度方向相反D．回复力最大为2kA4.一质点作简谐振动的图象如图所示，则该质点()A．在0至0.01 s内，速度与加速度同向B．在0.01 s至0.02 s内，速度与回复力同向C．在0.025 s时刻，速度与加速度均为负值D．在0.04 s时，速度最大，回复力为零5.如图甲是演示简谐运动图象的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上直线OO′代表时间轴．图乙是一次实验中用同一个摆长不变的摆做出的两组操作形成的曲线，若板N1和N2拉动速度用v1和v2表示，板N1和N2上曲线所代表的摆动周期用T1和T2表示，则()A．T1＝2T2B． 2T1＝T2C．v1＝2v2D． 2v1＝v26.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝8 sin t(cm)，则()A．质点的振幅为16 cmB．质点的振动周期为2 sC．在0～1 s内，质点的速度逐渐减小D．在1～2 s内，质点的动能逐渐减小7.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图象如图所示，下列判断中正确的是()A．该单摆的周期为tB．该单摆的周期为2tC．该单摆的周期为3tD．该单摆的周期为4t8.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则()A．由图线可知T0＝4 s，振幅为8 cmB．由图线可知T0＝8 s，振幅为2 cmC．当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D．当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小9.一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端接一质量为m的物体，让其上下振动，物体偏离平衡位置的最大位移为A，当物体运动到最高点时，其回复力大小为()A．mg＋kAB．mg－kAC．kAD．kA－mg10.如图所示是表示某弹簧振子运动的x－t图象，下列说法正确的是()A． 0.1 s时振子正通过平衡位置向正方向运动B． 0.1～0.15 s这段时间内，振子的加速度增大，速度减小，加速度方向与速度方向相反C． 0.2～0.3 s这段时间内，振子的位移在增大D．该图象是从振子在平衡位置时开始计时画出的11.一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线，如图所示，下列说法错误的是()A．在t从0到2 s时间内，弹簧振子做加速运动B．在t1＝3 s和t2＝5 s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C．在t1＝5 s和t1＝7 s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D．在t从0到4 s时间内，t＝2 s时刻弹簧振子所受回复力做功功率最大12.一个质点做简谐运动，它的振幅是2 cm，频率是2 Hz.从该质点经过平衡位置开始计时，经过1 s的时间，质点相对于平衡位置的位移的大小和所通过的路程分别为()A． 0,16 cmB． 0,32 cmC． 4 cm,16 cmD． 4 cm,32 cm13.单摆振动的回复力是()A．摆球所受的重力B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力C．悬线对摆球的拉力D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力14.研究单摆受迫振动规律时得到如图所示的图象，则下列说法不正确的是()A．其纵坐标为位移B．其纵坐标为振幅C．单摆的固有周期为2 sD．图象的峰值表示共振时的振幅15.做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速度为v0，若从某时刻算起，在半个周期内，合外力()A．做功一定为0B．做功可能是0到mv之间的某一个值C．做功一定不为0D．做功一定是mv二、填空题(共3小题)16.某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图(a)所示．通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图象如图(b)所示．由图象可知，摆球的半径r＝______m，当地重力加速度g＝______m/s2；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会______(选填“偏大”“偏小”“一样”)．17.某同学利用单摆测定当地重力加速度．如图甲所示，实验时使摆球在垂直于纸面的平面内摆动．为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源、光敏电阻与某一自动记录仪相连；他用刻度尺测量细绳的悬点到球的顶端的距离当作摆长，分别测出摆长为L1和L2时，该仪器显示的光敏电阻的阻值R随时间t变化的图线分别如图乙、丙所示．(1)根据图乙、丙可知：当摆长为L1时，单摆的周期为T1＝______；当摆长为L2时，单摆的周期为T2＝______.(2)请用所测量的物理量L1、L2、T1、T2，写出摆球直径的表达式d＝____，当地的重力加速度值g ＝____.(3)写出两条对提高实验结果准确程度有益的建议①________；①________.18.在水平面内做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速度为v，其周期为T，在半个周期的时间内弹力做功为______，动能的改变量为______．其动能也随时间做周期性变化，其动能的变化周期为______．三、简答题(共3小题)19.在本校实验室中有个实验仪器如图甲所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上．如图乙所示是E单摆做受迫振动时的共振曲线，它表示振幅与驱动力的频率的关系．问：(摆角不超过5°，重力加速度g取π2)(1)先让A、B、C、D其中的哪一个摆摆动起来，E单摆的振动最为剧烈？(2)E单摆的摆长大小？(3)若将E摆从本地移至北京某高中的实验室中，共振曲线的“峰”将怎样移动？20.弹簧振子在平衡位置O左右各4 cm范围内振动，求：(1)振子的振幅是多少？(2)如果在0.2 s内完成了10次全振动，则振动的周期和频率各是多少？(3)如果振子的振幅增大为原来的3倍，振子振动的周期是多少？21.小球做受迫振动如图所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中．当圆盘静止时，让小球在水中振动，其阻尼振动的频率约为3 Hz.现使圆盘以4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？四、计算题(共3小题)22.机械摆钟可将其钟摆视为单摆，钟摆每摆动一次，将通过内部的齿轮传动装置带动钟面上的秒针(进而带动分针、时针)走一小格．若由于某些外部因素(如g的变化)导致钟摆摆动的周期变长，则将使摆钟在一天内摆动次数变少，于是摆钟变慢了．已知某摆钟在海平面时，走时准确；当把它移到附近高山上时，发现每天慢40 s．已知海平面处的地球半径为R0＝6 380 km，试求此高山的海拔高度．23.如图所示，将质量为m的小球A做成单摆，让小球A从静止释放的同时，高出悬点O的另一小球B做自由落体运动，结果它们同时到达跟单摆的平衡位置C等高处．已知摆长为l，偏角θ＜5°.求：(1)小球B的初位置与单摆悬点之间的高度差h；(2)小球A到达最低点C时的速度v C；(3)小球A到达最低点C时，摆线所受的拉力F的大小．24.如图所示，竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两球，其质量mA＝0.1 kg、mB＝0.5 kg. 静止时弹簧伸长15 cm，若剪断A、B间的细线，则A球做简谐运动时的振幅和最大加速度为多少？答案解析1.【答案】D【解析】振幅是振子能达到的最大位移，故振幅不变，故A错误；由图可知，两时刻时振子的位移大小不相等，且方向相反，故加速度方向相反，故B错误；由图可知，t1时刻距平衡位置的距离大于t2时刻距离平衡位置的距离，则可知t2时刻的速度要大于t1时刻的速度，故C错误；振动图象随时间延伸，由图可知，t2时刻向x轴正方向运动，故D正确．2.【答案】B3.【答案】C【解析】t＝0时刻，振子的位移为正的最大，在位置5，故A错误；t1时刻，位移为负，由于x－t 图象上对应点的切线的斜率为负，故速度为负方向，故B错误；t2时刻，位移为正，由于x－t图象上对应点的切线的斜率为正，故速度为正方向，加速度指向平衡位置，是负方向，两者相反，故C正确；最大位移为A，故回复力最大值为kA，故D错误．4.【答案】A【解析】由振动图象读出质点在0至0.01 s内，质点由最大位置向平衡位置运动，速度与加速度的方向都指向x负方向，即方向相同，故A正确；由振动图象读出，在0.01 s至0.02 s内，速度指向x负方向，而回复力指向x正方向，二者方向不同，故B错误．由振动图象读出在0.025 s时刻，质点的位移方向沿x轴负方向，而简谐运动加速度方向与位移方向相反，则质点的加速度方向沿x轴正方向，同时质点向平衡位置运动，速度的方向也是正方向，故C错误．在0.04 s时刻，位移最大，速度等于0，回复力负方向最大，故D错误．5.【答案】C【解析】同一单摆的周期是一定的，则T1＝T2；设单摆的周期为T，板长为L，则有：T＝，2T＝根据题意，有：v1＝2v2.6.【答案】C7.【答案】D【解析】小球在竖直平面内做单摆运动，在最低点绳子的拉力和重力的合力提供向心力，此时拉力最大，此时开始计时，第二次拉力最大时对应的时间即为一个周期，根据图象可知：单摆的周期为：T＝4t0，故选D.8.【答案】C【解析】题图乙是振子自由振动时的振动图线，振子的固有周期为T0＝4 s，振幅为4 cm，故A、B错误；当驱动力的频率等于振子的固有频率时，振子的振动达到最强，故当T在4 s附近时，振幅显著增大，当T比4 s小很多或大得很多时，Y很小，故C正确，D错误．9.【答案】C【解析】在平衡位置时，回复力为零，有mg＝kx0.在下端最大位移位置时，回复力F＝k(A＋x0)－mg＝kA.由对称性可知在最高点时的回复力大小也为kA，故C选项正确．10.【答案】B【解析】从题图可以看出，t＝0时刻，振子在正方向的最大位移处，因此是从正的最大位移处开始计时画出的图象，D选项错误；0.1 s以后振子的位移为负，因此0.1 s时振子正通过平衡位置向负方向运动，A选项错误；0.1～0.15 s这段时间内，振子向负方向运动，加速度增大，速度减小，加速度方向指向平衡位置，为正方向，加速度与速度方向相反，B选项正确；0.2～0.3 s这段时间内，振子正从负的最大位移处向平衡位置运动，位移减小，C选项错误．11.【答案】C【解析】在t从0到2 s时间内，回复力逐渐变大，说明振子逐渐远离平衡位置，做减速运动，故A错误；在t1＝3 s到t2＝5 s过程，回复力先减小为零后反向增加，说明先靠近平衡位置后远离平衡位置，故3 s和5 s速度方向相同；由于3 s和5 s回复力大小相等，故位移大小也相等，速度大小也相等，故B错误；在t1＝5 s和t1＝7 s时，回复力相等，根据公式F＝－kx，位移相同，故C 正确；在t从0到4 s时间内，t＝2 s时刻弹簧振子速度为零，根据P＝Fv，功率为零，故D错误；故选C.12.【答案】A13.【答案】B【解析】单摆振动的回复力是摆球重力沿圆弧切线方向的分力，即摆球重力在垂直悬线方向上的分力，B正确．14.【答案】A【解析】纵坐标是振幅，不是位移，A错误，B正确；当f驱＝f固时发生共振，振幅最大，由图知T＝＝2 s，C、D正确．固15.【答案】A【解析】经过半个周期后，振动的速度大小不变，由动能定理可知，A选项正确．16.【答案】1.0×10－2π2一样【解析】T2与L的图象，应为过原点的直线，由横轴截距得，球的半径应为1.0×10－2m；图象斜率k＝＝＝4，而g＝故g＝＝π2根据以上推导，斜率不变，重力加速度不变，故对g的没有影响，一样．17.【答案】(1)2t12t2(2)(3)①摆线的最大摆角不超过5°①选择密度大的钢球【解析】(1)单摆在一个周期内两次经过平衡位置，每次经过平衡位置，单摆会挡住细激光束，从R －t图线可知周期为T1＝2t1，T2＝2t2.(2)摆长等于摆线的长度加上小球的半径，根据单摆的周期公式T＝2π得：T1＝2π；T2＝2π联立解得，d＝，g＝(3)提高实验结果准确程度建议：①摆线的最大摆角不超过5°；①选择密度大的钢球．18.【答案】00【解析】经过半个周期，物体运动到与出发点位置关于平衡位置对称的点，且速度反向，故动能改变量为零，根据动能定理可知弹力做功为零；由于动能没有方向，故动能的变化周期为.19.【答案】见解析【解析】(1)由甲图可知，E与A的摆长是相等的，根据共振的条件可知，让A摆摆动起来，E单摆的振动最为剧烈．(2)由乙图可知，当驱动力的频率等于0.5 Hz时，E的振幅最大，所以E摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期T＝2 s，根据单摆的周期公式T＝2π，代入数据得l＝1 m.(3)若将E摆从本地移至北京某高中的实验室中，因重力加速度变大，故固有周期减小，固有频率变大，共振曲线的“峰”将向右移动．20.【答案】(1)4 cm(2)0.02 s50 Hz(3)0.02 s【解析】(1)弹簧振子在平衡位置O左右各4 cm范围内振动，故振子的振幅是：A＝4 cm.(2)在0.2 s内完成了10次全振动，振动的周期为：T＝＝0.02 s；频率为周期倒数：f＝＝＝50 Hz.(3)弹簧振子的周期与振子的振幅无关，振子的振幅增大为原来的3倍，振子振动的周期仍是T＝0.02 s.21.【答案】0.25 Hz22.【答案】3.0×103m【解析】正确的周期×正确的振动次数＝错误的周期×错误的振动次数，则有：24×3 600T0＝(24×3 600－40)T根据单摆的周期公式，有：T0＝2πT＝2π解得：＝用M表示地球质量，h表示海拔高度，R0海平面处地球的半径，万有引力约等于物体的重力，则：g0＝g＝从而有：＝＝解得：h≈3.0×103m.23.【答案】(1)h＝－l，其中n＝1、2、3、…；(2)(3)(3－2cosθ)mg24.【答案】12.5 cm50 m/s2【解析】由两球静止时的力平衡条件，得弹簧的劲度系数由kx＝(mA＋mB)g；k＝＝40 N/m剪断A、B间细线后，A球静止悬挂时的弹簧的伸长量为xA＝＝0.025 m弹簧下端的这个位置就是A球振动中的平衡位置．悬挂B球后又剪断细线，相当于用手把A球下拉后又突然释放，刚剪断细线时弹簧比静止悬挂A 球多伸长的长度就是振幅，即A＝x－xA＝15 cm－2.5 cm＝12.5 cm振动中A球的最大加速度为a m＝＝50 m/s2.。
第二章+机械振动+单元练习-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
选择性必修一第二章机械振动【知识网络】考向一：简谐运动的规律1.如图9甲所示，一弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O点为振子静止的位置，其振动图像如图乙所示，规定向右的方向为正方向，试根据图像分析以下问题：图9(1)在t＝0时刻，振子所处的位置为________，正在向________(选填“左”或“右”)运动．(2)A、B两点间的距离为________ cm.(3)在图乙中，振子在t＝1 s、t＝2 s和t＝3 s时所处的位置依次是________、________和________．(4)在t＝2 s时，振子速度的方向与t＝0时速度的方向________．(5)振子在前4 s 内的位移等于________ cm ，其路程为________ cm.2.一个做简谐运动的质点，先后以同样的速度通过相距10 cm 的A 、B 两点，历时0.5 s(如图所示)．过B 点后再经过t ＝0.5 s ，质点以大小相等、方向相反的速度再次通过B 点，则质点振动的周期是( ) A ．0.5 s B ．1.0 s C ．2.0 s D ．4.0 s3．弹簧振子以O 点为平衡位置做简谐运动，从振子通过O 点时开始计时，振子第一次到达M 点用了0.3 s ，又经过0.2 s 第二次通过M 点，求振子第三次通过M 点还要经过的时间．●如图所示为水平的弹簧振子示意图，振子运动过程中各物理量的变化情况如下表．振子的运动 A →O O →A ′ A ′→O O →A 位移 方向 向右 向左 向左 向右 大小 减小 增大 减小 增大 回复力 方向 向左 向右 向右 向左 大小 减小 增大 减小 增大 加速度 方向 向左 向右 向右 向左 大小 减小 增大 减小 增大 速度方向 向左 向左 向右 向右 大小增大 减小 增大 减小 振子的动能 增大 减小 增大 减小 弹簧的势能 减小 增大 减小 增大 系统总能量不变不变不变不变考向二：简谐运动的表达式及图像1.(2020·福建省永春第一中学月考)有一个弹簧振子，振幅为0.8 cm ，周期为0.5 s ，初始时具有负方向的最大加速度，则它的振动方程是( )A ．x ＝8×10－3sin(4πt ＋π2) mB ．x ＝8×10－3sin(4πt －π2) mC ．x ＝8×10－3sin(4πt ＋3π2) mD ．x ＝8×10－3sin(π4t ＋π2) m2．如图甲所示，弹簧振子以O 点为平衡位置，在M 、N 两点之间做简谐运动，以向右为正方向．振动物体的位移x 随时间t 变化的图像如图乙所示．下列判断正确的是( )A ．t ＝0.8 s 时，振动物体的速度方向向右B ．振动物体做简谐运动的表达式为x ＝12sin (1.25πt ) cmC ．t ＝0.4 s 和t ＝1.2 s 时，振动物体的加速度相同D ．从t ＝0.4 s 到t ＝0.8 s 时间内，振动物体的速度逐渐减小考向三：简谐运动的回复力1．如图1所示，物体A 与滑块B 一起在光滑水平面上做简谐运动，A 、B 之间无相对滑动，已知水平轻质弹簧的劲度系数为k ，A 、B 的质量分别为m 和M ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，则下列说法不正确的是( )A ．物体A 的回复力是由滑块B 对物体A 的摩擦力提供的 B ．滑块B 的回复力是由弹簧的弹力提供的C ．物体A 与滑块B (整体看成一个振子)的回复力大小跟位移大小之比为kD ．若A 、B 之间的动摩擦因数为μ，则A 、B 间无相对滑动的最大振幅为μ(m ＋M )gk2.如图10所示，轻弹簧的下端系着A 、B 两球，m A ＝100 g ，m B ＝500 g ，系统静止时弹簧伸长x ＝15 cm ，未超出弹性限度．若剪断A 、B 间细绳，则A 在竖直方向做简谐运动．问： (1)A 球的振幅为多大？(2)A 球的最大加速度为多大？(g 取10 m/s 2)考向四：单摆1.如图所示，在两根等长的细线下悬挂一个小球(体积可忽略)，组成了双线摆，若细线长均为l ，两线与天花板的夹角均为α，重力加速度为g ，当小球垂直纸面做简谐运动时，周期为( ) A ．2πl g B ．2π2l g C ．2π2l cos αgD ．2πl sin αg2.(2020·太原市现代双语学校期中)将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动．用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法不正确的是( )A ．这个实验说明了动能和势能可以相互转化，转化过程中机械能守恒B ．摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9∶4C ．摆球经过最低点时，线速度不变，做圆周运动的半径减小，摆线张力变大D ．摆球经过最低点时，角速度变大，做圆周运动的半径减小，摆线张力不变3.(2020·烟台市高二上期中)如图7所示，一个光滑弧形凹槽半径为R ，弧长为L (已知R ≫L )．现将一质量为m 的小球从凹槽边缘由静止释放，小球以最低点为平衡位置做简谐运动．已知重力加速度大小为g ，下列说法正确的是( ) A ．小球做简谐运动的回复力为重力和支持力的合力B ．小球做简谐运动的回复力为重力沿凹槽圆弧切线方向的分力C ．小球做简谐运动的周期为2πLgD ．小球运动到凹槽最低点时所受合力为零4.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.将摆球拉至A 处由静止释放，小球将在A 、C 之间来回振动，若振动过程中摆线与竖直方向的夹角小于5°，重力加速度大小为g ，则以下说法正确的是( ) A ．由于机械能守恒，可得摆角大小不变B．A点高于C点C．周期T＝2π(Lg＋L2g)D．周期T＝π(Lg＋L2g)考向五：实验：用单摆测量重力加速度1.注意事项（1）选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1 m；摆球应选用密度较大、直径较小的金属球．（2）摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小．（3）摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆．（4）计算单摆的全振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，要测n次全振动的时间t. 1．某同学利用单摆测当地重力加速度。
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高二物理机械振动单元测试卷（有答案新人教版选修3
高二物理机械振动单元测试卷（有答案新人教版选修3-4）(时间90分钟，满分100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分) 1．关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法，其中正确的是( )
A．回复力第一次恢复原的大小和方向所经历的过程
B．速度第一次恢复原的大小和方向所经历的过程
C．动能或势能第一次恢复原的大小和方向所经历的过程
D．速度和加速度第一次同时恢复原的大小和方向所经历的过程解析选D物体完成一次全振动，是一次完整的振动过程．物体回到原位置，位移、速度、回复力的大小和方向与原的大小和方向都相同．因此D正确．
2 一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，如图11－3所示，O是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过14周期，振子具有正方向的最大加速度，那么图11－4中的四个x t图象能正确反映运动情况的是( )
解析选D由题意可知当t＝14T时，振子具有正向最大加速度，也就是位移负向最大，所以D正确．
3 (2018年烟台高二检测)如图11－5所示是一做简谐运动物体的振动图象，由图象可知物体速度最大的时刻是( )
图11－5
A．t1 B．t2
C．t3 D．t4
答案B。