人教版高中物理选择性必修第一册 第2章 机械振动 增分测评卷(word版含答案)

人教版高中物理选择性必修第一册 第2章 机械振动 增分测评卷
一、单项选择题（共5小题）
1. 洗衣机正常工作时外壳的振动比较平稳，但是切断电源后的洗衣机外壳某一时刻振动非常厉害，过一会儿又振动平稳些，对此正确的解释是
A. 随着转速变化，固有频率越来越大
B. 随着转速变化，固有频率越来越小
C. 随着转速变化，驱动力频率越来越大
D. 驱动力频率由接近固有频率逐渐远离固有频率
2. 关于单摆，下列说法正确的是
A. 摆球做匀速圆周运动 B. 摆动到最低点时加速度为零
C. 速度变化的周期等于振动周期 D. 振动的频率与振幅有关
3. 一个在水平面内做简谐运动的弹簧振子，从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点 时开始计时，则
A. 到它第二次经过 点时，所需时间为半个周期
B. 到它第二次经过 点时，所需时间为一个周期
C. 到它第三次经过 点时，所需时间为一个周期
D. 到它第三次经过 点时，所需时间为二个周期
4. 一个质点做简谐运动，它的振动图象如图，则
A. 图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B. 有向线段 是质点在 时间内的位移
C. 有向线段 在 轴上的投影是质点在 时间内的位移
D. 有向线段 的斜率等于质点在 时刻的瞬时速率
5. 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，回复力最大
B. 振子做减速运动，加速度减小
C. 振子向平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相同
D. 振子远离平衡位置运动时，加速度方向与速度方向相同
二、双项选择题（共6小题）
6. 质点做简谐运动，下列各物理量中变化周期是振动周期一半的是
A. 位移 B. 回复力 C. 弹性势能 D. 动能
7. 甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知
A. 两弹簧振子完全相同
B. 两弹簧振子所受回复力最大值之比
C. 振子甲速度为零时，振子乙速度最大
D. 两振子的振动频率之比
8. 同一地点的甲、乙两单摆的振动图象如图所示，下列说法中错误的是
A. 甲乙两单摆的摆长相等
B. 甲摆的机械能比乙摆小
C. 甲摆的最大速率比乙摆小
D. 在 周期时振子具有正向加速度的是乙摆
9. 如图所示为质点的振动图象，下列判断中正确的是
A. 质点振动周期是
B. 振幅是
C. 末质点的速度为负，加速度为零
D. 末质点的加速度为正，速度为零
10. 火星直径约为地球直径的一半，质量约为地球质量的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转半径的 倍.根据以上数据，下列说法中正确的是
A. 火星表面重力加速度的数值比地球表面的小
B. 火星公转的周期比地球的长
C. 火星公转的线速度比地球的大
D. 火星公转的向心加速度比地球的大
11. 如图所示， 、 两物块质量分别为 和 ，用一轻弹簧相连，将 用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，系统处于静止状态， 物块恰好与水平桌面接触，此时轻弹簧的伸长量为 ，重力加速度为 ，现将悬绳剪断，则下列说法正确的是
A. 悬绳剪断瞬间， 物块的加速度大小为
B. 悬绳剪断瞬间， 物块的加速度大小为
C. 悬绳剪断后， 物块向下运动距离 时速度最大
D. 悬绳剪断后， 物块向下运动距离 时速度最大
三、解答题（共4小题）
12. 如图所示，一轻质弹簧上端系于天花板上，下端挂一质量为 的小球，弹簧的劲度系数为 ，将小球从弹簧原长处由静止放手，小球在竖直方向做简谐运动，则：（重力加速度为 ）
（1）小球从放手到运动到最低点，下降的高度为多少
（2）小球运动到最低点时的加速度大小为多少
13. 在图中，三根等长的绳 ， 和 ，， 与天花板的夹角为 ，摆球直径为

（1）若摆球在垂直纸面的方向上小角度摆动，其周期为多少
（2）若摆球在纸面内小角度左右摆动，其周期为多少
14. 弹簧振子以 点为平衡位置，在 、 两点间做简谐运动，在 时刻，振子从 、 间的 点以速度 向 点运动；在 时，振子速度第一次变为 ；在 时，振子速度第二次变为 。
（1）求弹簧振子振动周期 ；
（2）若 、 之间的距离为 ，求振子在 内通过的路程；
（3）若 、 之间的距离为 。从平衡位置计时，写出弹簧振子的位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象.
15. 如图所示，质量为 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 时，物体对弹簧最大的压力是物体重力的 倍，已知重力加速度为 ，则：
（1）弹簧的劲度系数 ；
（2）物体对弹簧的最小弹力是多大
四、实验题（共2小题）
16. 某位同学用以下器材来测量当地的重力加速度：他选择一个半径较大且大小已知为 的表面光滑的凹面镜、一个小砝码和一个停表。具体实验步骤如下：
A.将凹面镜水平固定放置，将小砝码从凹面镜边缘静止释放，如图所示；
B.当小砝码滑至凹面镜最低点时按停表计时，同时数作“”，接着一直数到小砝码第 次通过最低点时，按停表停止计时。读出这段记录的时间 ，算出小砝码振动的周期为 ；
C.利用所求得的 代入到式 中即测得重力加速度。
请你分析他的实验方法是否存在不完善或错误 如果有，请写出该步骤的字母序号并加以说明或纠正。
17. 某实验小组利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律。该小组选取了一条清晰纸带，如图所示，图中 、 、 、 、 、 、 是按打点先后顺序依次选取的计数点，两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率 。
（1）根据提供的信息可以判断两相邻计数点间的时间间隔 。
（2）打点计时器打下 点时，小车速度的大小用 表示，打点计时器打下 点时，小车速度的大小用 表示，则 （选填“”或“”）。
答案
1. D
【解析】固有频率由振动系统本身因素决定，与转速等因素无关，A、B错；
切断电源后，洗衣机做受迫振动，电动机转速变慢，周期变长，频率变小，开始振动厉害是洗衣机的共振现象，根据共振条件可知，驱动力频率由接近固有频率逐渐远离固有频率，D对.
2. C
3. C
【解析】从振子第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点 时开始计时，当振子再次经过 时，速度的方向与第一次经过时相反，所经历的时间可能大于半个周期，也可能小于半个周期，但一定不等于半个周期，更不可能是一个周期，故A、B错误；振子第三次经过 点时，速度的方向与第一次经过时相同，所经历的时间是一个周期，故C正确，D错误。故选C。
4. C
【解析】简谐运动是直线运动， 图象反映了质点不同时刻的位移情况，不是运动轨迹，故A错误；质点在 时间内的位移等于 点对应的纵坐标的值，可用有向线段 在 轴上的投影表示，故B错误，C正确；质点在 时刻的瞬时速率等于 点切线的斜率，并非有向线段 的斜率，故D错误。
5. C
6. C， D
【解析】由简谐运动的动力学特征可知，回复力与位移成正比，方向相反，所以，回复力与位移变化周期相等，都等于振动周期，选项A、B错误。动能关于平衡位置对称，所以动能变化周期是振动周期的一半，选项D正确。弹性势能的变化周期是振动周期的一半，选项C正确。
7. C， D
【解析】从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比 ，得频率之比 ，D选项正确；弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数 有关，周期不同，说明两弹簧振子不同，A错误；由于弹簧的劲度系数 不一定相同，所以两振子所受回复力 的最大值之比 不一定为 ，所以B错误；由简谐运动的特点可知，在振子到达平衡位置时位移为零，速度最大；在振子到达最大位移处时，速度为零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰好到达平衡位置，所以C正确。
8. B， C
9. A， C
【解析】由振动图象可得，质点的振动周期为 ，A项对；
振幅为 ，B项错；
末质点经平衡位置向负方向运动，速度为负向最大，加速度为零，C项对；
末质点在正的最大位移处，加速度为负，速度为零，D项错.
10. A， B
【解析】由 得 ，计算得火星表面的重力加速度约为地球表面的 ，A对；
由 得 ，公转轨道半径大的周期长，B对；
周期长的线速度小（或由 判断轨道半径大的线速度小），C错；
公转向心加速度 ，轨道半径大的向心加速度小，D错.故选A、B.
11. B， C
【解析】剪断悬绳前，对 受力分析， 受到重力和弹簧的弹力，知弹力 。剪断瞬间，对 分析， 的合力为 ，根据牛顿第二定律，得 。故A错误，B正确；
弹簧开始处于伸长状态，弹力 。当向下压缩， 时，速度最大，，所以下降的距离为 。故C正确D错误。
12. （1）
【解析】放手后小球到达平衡位置时，弹簧伸长了 ，则
由简谐运动的对称性可知，小球从平衡位置到最低点，弹簧的伸长量
小球从放手到运动到最低点，下降的高度为
（2）
【解析】在最低点时，对小球受力分析，由牛顿第二定律有
解得小球运动到最低点时的加速度大小为
13. （1）
【解析】垂直纸面内外摆动时，摆动圆弧的圆心在 处，故等效摆长为
（2）
【解析】当在纸面内左右摆动时，摆动的圆弧的圆心在 处，等效摆长为
14. （1）
【解析】弹簧振子简谐运动的示意图如图所示
由对称性可得：。
（2）
【解析】 、 间的距离为 个振幅，则振幅
振子 内通过的路程为：。
（3） 见解析
【解析】根据
得
振动图象如图所示
15. （1）
【解析】当木块运动到最低点时：
据题可得弹簧的弹力 ，所以 。
又据 得
得：
（2）
【解析】当木块运动到最高点时，物体对弹簧具有最小弹力．设最小弹力为
根据简谐运动的对称性可知：
则：
代入求得：。
16. A不完善，在边缘释放有可能最大摆角已超过 ；
B错，应读“”，周期应为 ；
C不完善，应多测几次，取平均值。
17. （1）
（2）
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