第二章 机械振动 阶段性检测A卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 机械振动 阶段性检测A卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 423.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-25 22:38:00 | ||
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文档简介
第二章 机械振动阶段性检测卷
一、单项选择题
1．弹簧振子做简谐振动，则下列说法正确的是（ ）
A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C．振子每次通过平衡位置时，加速度为零，速度一定相同
D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
2．一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1 s；质点通过B点后再经过1 s又第二次通过B点。在这2 s内质点通过的总路程为12 cm，则质点的振动周期和振幅分别是（ ）
A．3 s，6 cm B．4 s，6 cm C．4 s，9 cm D．2 s，8 cm
3．一单摆由甲地移到乙地后,发现走时变快了,其变快的原因及调整的方法是（ ）
A．g甲>g乙,将摆长缩短
B．g甲C．g甲D．g甲>g乙,将摆长放长
4．如图所示，三个单摆的摆长为L1＝1.5 m，L2＝1 m，L3＝0.5 m，现用一周期等于2 s的驱动力，使它们做受迫振动，那么当它们的振动稳定时，下列判断中正确的（ ）
A．三个摆的周期和振幅相等
B．三个摆的周期不等，振幅相等
C．三个摆的周期相等，但振幅不等
D．三个摆的周期和振幅都不相等
5．弹簧振子做简谐振动时，下列说法中不正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零．
B．振子做减速运动，加速度却在增大．
C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．
D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．
6．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的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．时，振子的速度方向向右
B．时，振子在O点右侧6cm处
C．到的时间内，振子的速度方向相同
D．到的时间内，振子的速度先增大后减小
二、多项选择题
7．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．质点的振动频率是4Hz
B．在10s内质点经过的路程是20cm
C．第4s质点的加速度为零，速度最大
D．在和两时刻，质点的位移大小相等、方向相同
8．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，时刻振子的位移；时刻；时刻。该振子的振幅和周期可能为（ ）
A．0.1 m， B．0.1 m, 8s C．0.2 m， D．0.2 m，8s
9．如图所示为两个相同的弹簧振子，但偏离平衡位置的最大距离不同。振动时间图像如下，已知弹簧劲度系数都是k，弹性势能公式为下面的说法中正确的是（ ）
A．甲的振动能量是乙的4倍
B．甲的振动频率是乙的2倍
C．乙的振动周期是甲的倍
D．两弹簧振子所受回复力最大值之比1∶2
10．装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压5cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.4s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（ ）
A．振动过程中机械能守恒
B．回复力等于重力和浮力的合力
C．位移满足函数式
D．若向下缓慢按压3cm后放手，振动频率不变
三、填空题
11．某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，实验步骤如下：
A．按装置图安装好实验装置；
B．用游标卡尺测量小球的直径d；
C．用米尺测量悬线的长度L；
D．让小球在竖直平面内小角度摆动，当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3、…，当数到20时，停止计时，测得时间为t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的t2；
G．以t2为纵坐标、L为横坐标，作出t2－L图线。
结合上述实验，完成下列问题：
（1）用游标为10分度的游标卡尺测量小球直径，某次测量示数如图所示，读出小球直径d为______cm。
（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出t2－L图线如图所示．根据图线拟合得到方程t2=404.0L＋3.07，由此可以得出当地的重力加速度g=________m/s2。（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）
（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是_______。
A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时
B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数
C．不应作t2－L图线，而应作t－L图线
D．不应作t2－L图线，而应作t2－（L＋d）图线
12．光滑水平面上的弹簧振子，振子质量为50g，若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t＝0.2s时，振子第一次通过平衡位置，此时速度为4m/s。则在t＝1.2s末，弹簧的弹性势能为________J，该弹簧振子做简谐运动时其动能的变化频率为________Hz，1min内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数为________次。
四、解答题
13．如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：
（1）写出该振子简谐运动的表达式．
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？
（3）该振子在前100s的总位移是多少？路程是多少？
14．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面处的周期是T0，当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T，求该气球此时离海平面的高度h。把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体。
15．如图所示，用两根长度都为L的细绳悬挂一个小球A，绳与水平方向的夹角为α。使球A垂直于纸面做摆角小于5°的摆动，当它经过平衡位置的瞬间，另一小球B从A球的正上方自由下落，此后A球第3次经过最低点时B球恰击中A球，求B球下落的高度h。
参考答案
1．D 2．B 3．B 4．C 5．C 6．C
7．BC 8．ACD 9．AB 10．BCD
11．1.52 9.76 D
12．0.4 2.5 150
13．（1）该振子简谐运动的表达式x="Asinωt=5sin0.5πt" cm．
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的位移负向逐渐增大，速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速度逐渐增大
（3）该振子在前100s的总位移为零，路程为5m
【解析】
（1）弹簧振子的周期为 T=4s，则公式ω==0.5π rad/s；振幅 A=5cm故该振子简谐运动的表达式为 x=Asinωt=5sin0.5πt cm．
（2）第2s末到第3s末这段时间内，据图可知，振子的位移负向逐渐增大，速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速度逐渐增大；当3s末时，振子的位移最大，加速度最大，速度为零，动能为零，弹性势能最大．
（3）因n===25，而振子在一个周期内通过的路程是4A，所以振子在前100s的总路程是：S=25×4A=100×5cm=500cm=5m；总位移为0．
答：（1）该振子简谐运动的表达式x=Asinωt=5sin0.5πt cm．
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的位移负向逐渐增大，速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速度逐渐增大
（3）该振子在前100s的总位移为零，路程为5m．
14．h=(-1)R
【解析】
根据单摆周期公式得T0＝2π，T＝2π
其中l是单摆长度，g0和g分别是两地点的重力加速度．根据万有引力定律公式可得
g0＝，g＝
由以上各式可解得h＝(－1)R
15．π2L sin α
【解析】
球A垂直于纸面做摆角小于5°的摆动等效于一个单摆，摆长为l=Lsin α
所以A球振动周期T=2π
设B球自由下落的时间为t，则它击中A球时下落的高度h=gt2
则t=
A球经过平衡位置，接着返回到平衡位置的时间为半个周期，即=π
从B球开始下落至击中A球，A球振动的时间为的3倍t=3×=3π
则
解得h=π2L sin α 答案第1页，共2页
一、单项选择题
1．弹簧振子做简谐振动，则下列说法正确的是（ ）
A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C．振子每次通过平衡位置时，加速度为零，速度一定相同
D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
2．一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1 s；质点通过B点后再经过1 s又第二次通过B点。在这2 s内质点通过的总路程为12 cm，则质点的振动周期和振幅分别是（ ）
A．3 s，6 cm B．4 s，6 cm C．4 s，9 cm D．2 s，8 cm
3．一单摆由甲地移到乙地后,发现走时变快了,其变快的原因及调整的方法是（ ）
A．g甲>g乙,将摆长缩短
B．g甲
4．如图所示，三个单摆的摆长为L1＝1.5 m，L2＝1 m，L3＝0.5 m，现用一周期等于2 s的驱动力，使它们做受迫振动，那么当它们的振动稳定时，下列判断中正确的（ ）
A．三个摆的周期和振幅相等
B．三个摆的周期不等，振幅相等
C．三个摆的周期相等，但振幅不等
D．三个摆的周期和振幅都不相等
5．弹簧振子做简谐振动时，下列说法中不正确的是（ ）
A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零．
B．振子做减速运动，加速度却在增大．
C．振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．
D．振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相反．
6．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的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．时，振子的速度方向向右
B．时，振子在O点右侧6cm处
C．到的时间内，振子的速度方向相同
D．到的时间内，振子的速度先增大后减小
二、多项选择题
7．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．质点的振动频率是4Hz
B．在10s内质点经过的路程是20cm
C．第4s质点的加速度为零，速度最大
D．在和两时刻，质点的位移大小相等、方向相同
8．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，时刻振子的位移；时刻；时刻。该振子的振幅和周期可能为（ ）
A．0.1 m， B．0.1 m, 8s C．0.2 m， D．0.2 m，8s
9．如图所示为两个相同的弹簧振子，但偏离平衡位置的最大距离不同。振动时间图像如下，已知弹簧劲度系数都是k，弹性势能公式为下面的说法中正确的是（ ）
A．甲的振动能量是乙的4倍
B．甲的振动频率是乙的2倍
C．乙的振动周期是甲的倍
D．两弹簧振子所受回复力最大值之比1∶2
10．装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压5cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.4s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管（包括管内液体），下列说法正确的是（ ）
A．振动过程中机械能守恒
B．回复力等于重力和浮力的合力
C．位移满足函数式
D．若向下缓慢按压3cm后放手，振动频率不变
三、填空题
11．某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度，实验步骤如下：
A．按装置图安装好实验装置；
B．用游标卡尺测量小球的直径d；
C．用米尺测量悬线的长度L；
D．让小球在竖直平面内小角度摆动，当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3、…，当数到20时，停止计时，测得时间为t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的t2；
G．以t2为纵坐标、L为横坐标，作出t2－L图线。
结合上述实验，完成下列问题：
（1）用游标为10分度的游标卡尺测量小球直径，某次测量示数如图所示，读出小球直径d为______cm。
（2）该同学根据实验数据，利用计算机作出t2－L图线如图所示．根据图线拟合得到方程t2=404.0L＋3.07，由此可以得出当地的重力加速度g=________m/s2。（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）
（3）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是_______。
A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点时开始计时
B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数
C．不应作t2－L图线，而应作t－L图线
D．不应作t2－L图线，而应作t2－（L＋d）图线
12．光滑水平面上的弹簧振子，振子质量为50g，若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t＝0.2s时，振子第一次通过平衡位置，此时速度为4m/s。则在t＝1.2s末，弹簧的弹性势能为________J，该弹簧振子做简谐运动时其动能的变化频率为________Hz，1min内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数为________次。
四、解答题
13．如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：
（1）写出该振子简谐运动的表达式．
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？
（3）该振子在前100s的总位移是多少？路程是多少？
14．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面处的周期是T0，当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T，求该气球此时离海平面的高度h。把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体。
15．如图所示，用两根长度都为L的细绳悬挂一个小球A，绳与水平方向的夹角为α。使球A垂直于纸面做摆角小于5°的摆动，当它经过平衡位置的瞬间，另一小球B从A球的正上方自由下落，此后A球第3次经过最低点时B球恰击中A球，求B球下落的高度h。
参考答案
1．D 2．B 3．B 4．C 5．C 6．C
7．BC 8．ACD 9．AB 10．BCD
11．1.52 9.76 D
12．0.4 2.5 150
13．（1）该振子简谐运动的表达式x="Asinωt=5sin0.5πt" cm．
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的位移负向逐渐增大，速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速度逐渐增大
（3）该振子在前100s的总位移为零，路程为5m
【解析】
（1）弹簧振子的周期为 T=4s，则公式ω==0.5π rad/s；振幅 A=5cm故该振子简谐运动的表达式为 x=Asinωt=5sin0.5πt cm．
（2）第2s末到第3s末这段时间内，据图可知，振子的位移负向逐渐增大，速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速度逐渐增大；当3s末时，振子的位移最大，加速度最大，速度为零，动能为零，弹性势能最大．
（3）因n===25，而振子在一个周期内通过的路程是4A，所以振子在前100s的总路程是：S=25×4A=100×5cm=500cm=5m；总位移为0．
答：（1）该振子简谐运动的表达式x=Asinωt=5sin0.5πt cm．
（2）在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的位移负向逐渐增大，速度减小，动能减小，弹性势能增大，加速度逐渐增大
（3）该振子在前100s的总位移为零，路程为5m．
14．h=(-1)R
【解析】
根据单摆周期公式得T0＝2π，T＝2π
其中l是单摆长度，g0和g分别是两地点的重力加速度．根据万有引力定律公式可得
g0＝，g＝
由以上各式可解得h＝(－1)R
15．π2L sin α
【解析】
球A垂直于纸面做摆角小于5°的摆动等效于一个单摆，摆长为l=Lsin α
所以A球振动周期T=2π
设B球自由下落的时间为t，则它击中A球时下落的高度h=gt2
则t=
A球经过平衡位置，接着返回到平衡位置的时间为半个周期，即=π
从B球开始下落至击中A球，A球振动的时间为的3倍t=3×=3π
则
解得h=π2L sin α 答案第1页，共2页