2021-2022学年鲁科版（2019）物理高二上学期末复习过关测试卷（八）(Word版含答案)

高二物理上学期末复习练习卷（八）（机械振动）
一、选择题(本题包括10小题)
1．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端挂在天花板上，O点为弹簧自然伸长时下端点的位置．当在弹簧下端挂钩上挂一质量为m的砝码后，砝码开始由O位置起做简谐运动，它振动到下面最低点位置A距O点的距离为l0，则(　　)
A．振动的振幅为l0
B．振幅为
C．平衡位置在O点
D．平衡位置在OA中点B的上方某一点
2．质点沿x轴做简谐运动，平衡位置为坐标原点O，质点经过a点和b点时速度相同，所花时间tab＝0.2 s；质点由b点再次回到a点花的最短时间tba＝0.4 s；则该质点做简谐运动的频率为(　　)
A．1 Hz B．1.25 Hz C．2 Hz D．2.5 Hz
3．当摆角很小时（<100），单摆的振动是简谐运动，此时单摆振动的回复力是（ ）
A．摆球重力与摆线拉力的合力
B．摆线拉力沿圆弧切线方向的分力
C．摆球重力、摆线拉力及摆球所受向心力的合力
D．摆球重力沿圆弧切线方向的分力
4.如图所示，三根细线于O点处打结，A、B两端固定在同一水平面上相距为L的两点 上，使AOB成直角三角形，∠BAO＝ 30°.已知OC线长是L，下端C点系着一个小球(忽 略小球半径)，下面说法正确的是(　　)
A．让小球在纸面内摆动，周期T＝2π
B．让小球在垂直纸面方向摆动，周期T＝2π
C．让小球在纸面内摆动，周期T＝2π
D．让小球在垂直纸面内摆动，周期T＝2π
5．一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过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，6cm B．4s，6cm C．4s，9cm D．2s，8cm
6．水平方向做简谐运动的弹簧振子,其质量为m,最大速率为v,则下列说法中正确的是（ ）
A．振动系统的最大弹性势能为mv2
B．当振子的速率减为时，此振动系统的弹性势能为
C．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功可能不为零
D．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为mv2
7．如图所示，两个单摆和的摆长＞，将它们都拉离竖直方向一个很小的角度然后释放，那么这两个摆球到达最低点时的速度的大小和经历时间应满足
A．＞，＞
B．＞，＜
C．＜，＜
D．＜，＞
(
图
)8．如图所示，在质量为M的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量均为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。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为（ ）
A． B．
C． D．
9．如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．振动图象上的A、B两点振动物体的速度相同
B．在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，质点的加速度大小相等，方向相反
C．振动图象上A、B两点的速度大小相等，方向相反
D．质点在t＝0.2 s和t＝0.3 s时的动能相等
10．一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
B．由图线可知T0＝8 s
C．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
二．实验 （本题共2小题）
11.（1）用如图甲所示实验装置演示单摆的振动图象，细沙从摆动的漏斗的底部均匀下落，纸板沿着跟摆动方向垂直的方向匀速移动，落在纸板上的沙排成粗细变化的一条曲线如图8乙，观察这条细沙曲线，找出其形态特征，并由此说明这个沙摆的摆动规律。（要求列出两条，为叙述方便，可在图上标注字母）
①细沙曲线____________________，说明沙摆____________________；
②细沙曲线____________________，说明沙摆____________________。
（2）但有两位位同学分别使用同一套仪器观察单摆作简谐运动时的振动图象，已知两人实验时都未重新调整摆长，落在木板上的细砂形成的曲线如图8丙、丁所示．两曲线不同的原因是①__________________，②___________________．
12．在利用单摆测定重力加速度的实验中：
(1)实验中，应选用下列哪些器材为好？
①1米长细线　②1 米长粗线　③10厘米细线
④泡沫塑料小球　⑤小铁球　⑥秒刻度停表
⑦时钟　⑧厘米刻度米尺　⑨毫米刻度米尺答：____________.
(2)实验中，测出不同摆长对应的周期值T，作出T2－l图象，如图所示，T2与l的关系式是T2＝____________，利用图线上任两点A、B的坐标(x1，y1)、(x2，y2)可求出图线斜率k，再由k可求出g＝____________.
(3)在实验中，若测得的g值偏小，可能是下列原因中的(　　)
A．计算摆长时，只考虑悬线长度，而未加小球半径
B．测量周期时，将n次全振动误记为n＋1次全振动
C．计算摆长时，将悬线长加小球直径
D．单摆振动时，振幅偏小
三、本题包括3个小题。要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．如图所示是一个单摆的振动图象，根据图象所给的数据，试求：
（1）振幅；
（2）周期；
（3）单摆的摆长；
（4）A、B、C三点所表示的对应位置中，在哪个位置上摆球的速度最大，在哪个位置上回复力产生的加速度最大？它们的方向如何？（g=9.8m/s2）
(
图
)14．如图所示，在O点悬有一细绳，绳上串着一个小球B，并能顺着绳子滑下，在O点正下方有一半径为R的光滑圆弧轨道，圆心位置恰好在O点，在弧形轨道上接近处有另一个小球A，令A、B两球同时开始无初速释放，假如A球第一次到达平衡位置时正好能够和B球碰上，则B球与绳之间的摩擦力与B球重力大小之比是多少？（计算时取，）
15. 如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，mA＝100 g，mB＝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间绳，则A在竖直方向做简谐运动．求：
(1)A的振幅多大？
(2)A球的最大加速度多大？(g取10 m/s2)
16.将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、之间来回滑动，点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为，很小。图乙表示滑块对器壁的压力F随时间变化的曲线，且图中为滑块从A点开始运动的时刻，试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息。
求：（1）容器的半径；
（2）小滑块的质量；
（3）滑块运动过程中的守恒量。
(
图
)
参考答案：
1．B 2．B　3. D 4．A　5. B 6. A 7.A 8. A 9．BC 10．AC　
11．答案：（1）①两侧粗（沙多）中间细（沙少） 经过平衡位置时速度大。
②沿轴OO′方向呈周期性（重复性）分布 摆动周期不变
（2）①丙拉动木板的速度比丁拉动木板的速度小，②两人开始拉动木板的时间不同．
解析：（1）根据简谐运动的特点，在平衡位置速度大，沙量少，最高点速度为零，沙量多。由乙图可知，曲线呈周期性变化。
（2）从丙、丁图可看出，刚开始振动时丙在平衡位置，丁在最大位移处，即两人开始拉动木板的时间不同．
11．(1)①⑤⑥⑨　(2)l　(x2－x1) (3)A
解析　(1)实验中摆线要选1 m左右的细线，摆球质量要大，体积要小，计时要精确即用
停表；
(2)T2－l图象是一条过原点的直线，斜率k＝，即g＝＝(x2－x1)；(3)g值偏小可能是由于摆长偏短或周期偏大造成的，故选项A正确．
13．解析：（1）振幅A=8cm（1分）
（2）周期T=2s（1分）
（3）由可得，摆长（4分）
（4）A、B、C三点中：A点对应的位置速度最大，方向为正方向；C点对应的位置加速度最大，方向为负方向。（2分）
14．解析 圆弧轨道运动的小球A接近运动，故可看做单摆模型。 　　　　　　　　　　　　
A球作简谐运动，由周期公式得A到的时间
B球作匀变速运动从O到的时间为，由题意得，
即，
解得，（1分）
对于小球B，由牛顿第二定律得：
得：。
15.(1)12.5 cm　(2)50 m/s2
解析　(1)设只挂A球时弹簧伸长量x1＝.由(mA＋mB)g＝kx，得k＝，即x1＝x＝2.5 cm.
振幅A＝x－x1＝12.5 cm
(2)剪断细绳瞬间，A受弹力最大，合力最大，加速度最大．
根据牛顿第二定律得F＝(mA＋mB)g－mAg＝mBg＝mAamax
amax＝＝5g＝50 m/s2.
16.解析：（1）由图乙得小滑块做简谐振动的周期：
由, 得 （2）在最高点Ａ，有
在最低点Ｂ，有
从Ａ到Ｂ，滑块机械能守恒，有
解得：
（3）滑块机械能守恒：