沪科版（2019）高二物理选择性必修第一册《第2章机械振动》单元测试（含答案）

1122680011887200《第2章机械振动》单元测试
一、单选题
1.如图所示，振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动，从振子第一次到达P点开始计时，则 (?? )
A.?振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期
B.?振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期
C.?振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期
D.?振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期
2.在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用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，已知单摆的摆长为l，则重力加速度g为(??? )
A.?4π2lt2?????????????????????????????????????B.?π2lt2?????????????????????????????????????C.?4π2l9t2?????????????????????????????????????D.?π2l4t2
3.如图（甲）所示是用沙摆演示振动图象的实验装置，此装置可视为摆长为L的单摆，沙摆的运动可看作简谐运动，实验时在木板上留如图（甲）所示的结果。若用手拉木板做匀速运动，速度大小是0.20m/s。图（乙）所示的一段木板的长度是0.60m，那么这次实验所用沙摆对应的单摆长约为（?? ）
A.?0.56m???????????????????????????????????B.?1.0m???????????????????????????????????C.?1.5m???????????????????????????????????D.?2.0m
4.如果把人作为一个有弹性的整体来看，在水平方向的固有频率约为3~6Hz，竖直方向的固有频率约为4~8Hz。为保障操作员的安全与健康，有关部门作出规定：用手操作的各类振动机械的频率应满足一定条件。根据以上提供的信息，下列条件规定合理的是（?? ）
A.?各类振动机械的频率必须小于20Hz B.?各类振动机械的频率必须大于20Hz
C.?各类振动机械的频率应在3~6Hz D.?各类振动机械的频率应在4~8Hz
5.如图甲所示，光滑水平杆上套着一个小球和一个弹簧，弹簧一端固定，另一端连接在小球上，忽略弹簧质量。小球以点O为平衡位置，在A、B两点之间做往复运动，取向右为正方向，小球的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法中正确的是（?? ）
A.?t=0.5s时，小球在O点左侧5cm处
B.?t=0.25s和t=0.75s时，小球的速度相同
C.?t=0.25s和t=0.75s时，小球的加速度相同
D.?t=0.5s到t=1.5s过程中，系统的势能在逐渐增加
6.如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。先让A摆振动，其它各摆随后也跟着振动起来，则关于其它各摆的振动（?? ）
A.?周期跟A摆相同 B.?振幅大小相同
C.?振幅大小不同，E摆振幅最小 D.?周期大小不同，D摆周期最大
7.如图曲轴上悬挂一弹簧振子，摇动摇把，曲轴可以带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz，然后匀速转动摇把，转速240转/分，当振子振动稳定时，它的振动周期为( ??)
A.?0.5s???????????????????????????????????????B.?0.25s???????????????????????????????????????C.?2s???????????????????????????????????????D.?4s
8.一个单摆做简谐运动的周期为 T。如果将其摆长增加为原来的 2 倍，振幅变为原来的二分之一，则其周期变为（?? ）
A.?12T?????????????????????????????????????B.?2T2?????????????????????????????????????C.?2T?????????????????????????????????????D.?2T
9.如图甲所示，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形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，当圆盘静止时，小球可稳定振动。改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线（振幅 A与驱动力的频率f的关系）如图乙所示。现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过—段时间后，小球振动达到稳定，则下列说法正确的是（?? ）
A.?此振动系统的固有频率约为0.25Hz
B.?此振动系统的振动频率约为3Hz
C.?若圆盘匀速转动的周期减小，系统的振动频率变大
D.?若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向左移动
10.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（?? ）
A.?若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II是月球上的单摆共振曲线
B.?图线II若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为2m
C.?若摆长约为1m，则图线I是在地球表面上完成的
D.?若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1：l2= 25：4
11.弹簧振子周期为2s，从振子通过平衡位置向右运动起，经过1.8s时，其运动情况是（　　）
A.?向右减速???????????????????????????B.?向右加速???????????????????????????C.?向左减速???????????????????????????D.?向左加速
12.如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为y=0.1sin5πt(m)。t=0时刻，一小球从距物块h 高处自由落下，t=0.3s时，小球恰好与物块处于同一高度，重力加速度g取10m/s2 ， 空气阻力不计， 以下判断正确的是（?? ）
A.?h=0.35 m??????????????????????????????????????????????????????????? B.?简谐运动的周期是 0.2 s
C.?0.3 s 内物块运动的路程是 0.1 m?????????????????????????D.?t=0.35s 时，物块与小球运动方向相同
二、填空题
13.如图所示，质量为m的木块放在轻弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动。当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5 倍，则物体对弹簧的最小弹力为________； 要使物体在振动中不离开弹簧，振幅的最大值为________。
14.用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
①为了减小误差，组装单摆时，应在下列器材中选用________（选填选项前的字母）
A．长度为30cm左右的细线 B．长度为1m左右的细线
C．直径为1.8cm的铁球 D．直径为1.8cm的塑料球
②测出悬点O到小球球心的距离（摆长）L及单摆完成n次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式g=________。
15.某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组L和对应的周期T，画出L一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图所示．他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g=________．请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将________．(填“偏大”、“偏小”或“相同”)
16.如图所示为一双线摆，它是在一水平天花板上用两根等长轻绳悬挂一小球而构成的，小球可视为质点，设图中的l和α为已知量，当小球垂直于纸面做简谐振动时，周期为________
三、解答题
17.如图所示，单摆摆长为L，摆球大小可忽略不计。现让摆球在竖直同一平面内做小角度摆动，在悬点O正下方 34L 的P处有一个小钉子。重力加速度为g，不计空气阻力，则其周期为多大?
18.一弹簧振子在水平方向上的MN之间做简谐运动，已知MN间的距离为10cm，振子在2s内完成了5次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t=0），经过 14 周期振子有负向最加速度。
（i）求振子的振幅和周期；
（ii）写出振子的振动方程。
19.一个摆长为2 m的单摆，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为284 s.(计算结果保留三位有效数字)
①.求当地的重力加速度g；
②.把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60 m/s2 ， 则该单摆振动周期是多少？
答案
一、单选题
1.B 2.D 3.A 4.B 5.C 6.A 7.B 8.C 9.C 10.D 11.B 12.A
二、填空题
13.0.5mg；2A
14.BC；4π2Ln2t2
15.4π2(LB?LA)TB2?TA2；相同
16.2πlsinαg
三、解答题
17.解：该摆在通过悬点的竖直线两边的运动都可以看作简谐运动，则在碰到钉子前的周期为 T1=2πLg ，碰到钉子后摆长变为 L4 ，则周期为 T2=2πL4g=πLg
因此该摆的周期为 T=T12+T22=3π2Lg
18.解：（i）振幅 A=102cm=5cm
周期 T=52s=0.4s
（ii）设振动方程为 y=Asin(ωt+φ)
当t=0时，y=0，则 sinφ=0 得
φ=0 或 φ=π
经过 14 周期振子有负向最加速度，所以 φ=0 ，则 ω=2πT=5πrad/s
振动方程为 y=5sin(5πt)cm
19.解：①周期 T＝tn＝284100s＝2.84s ?．
由周期公式 T＝2πlg 得
g＝4π2lT2＝4×3.142×22.482m/s2≈9.78m/s2 ?
②由周期公式 T′＝2πlg′ ??
代入数据解得 T'＝2×3.14×21.60s≈7.02s