2021-2022学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册第二章 机械振动练习（word版含答案）

2022春物理粤教版（2019）选择性必修第一册第2章：机械振动练习
一、选择题。
1、下列关于简谐运动的说法中，正确的是(　　)
A．简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线
B．弹簧振子的平衡位置一定在弹簧原长处
C．振子经过平衡位置时，瞬时速度为零
D．简谐运动的轨迹一定是正弦曲线
2、（多选）弹簧振子在水平方向上做简谐运动，下列说法中正确的是(　　)
A．振子在平衡位置，动能最大，势能最小
B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小
C．振子在向平衡位置振动时，由于振子振幅减小，总机械能减小
D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变
3、弹簧振子做简谐运动，振子运动范围为0.8 cm，周期为0.5 s，计时开始时具有正向最大加速度，则它的振动方程是(　　)
A．x＝8×10－3sinm
B．x＝4×10－3sinm
C．x＝8×10－3sinm
D．x＝4×10－3sinm
4、把在北京调准的摆钟由北京移到赤道，则摆钟(　　)
A．变慢了，要使它恢复准确，应该增加摆长
B．变慢了，要使它恢复准确，应该减短摆长
C．变快了，要使它恢复准确，应该增加摆长
D．变快了，要使它恢复准确，应该减短摆长
5、（双选）一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是(　　)
A．单摆的机械能逐渐转化为其他形式的能
B．单摆后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能
C．单摆振幅减小，频率也随之减小
D．单摆振幅虽然减小，但其频率不变
6、（双选）把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上固定一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s。在某电压下，电动偏心轮的转速是36 r/min。已知增大电压可使偏心轮的转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期。那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的(　　)
A．提高输入电压　　　B．降低输入电压
C．增加筛子质量 D．减小筛子质量
7、(多选)做简谐运动的物体每次经过同一位置时，都具有相同的(　　)
A．加速度　 B．动能　 C．位移　 D．速度
8、一水平弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是(　　)
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，加速度相同，速度也一定相同
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
9、（双选）如图所示，A、B为两简谐运动的图像，下列说法正确的是(　　)
A．A、B之间的相位差是 B．A、B之间的相位差是π
C．B比A超前 D．A比B超前
10、（双选）如图所示，同一地点的A、B两个单摆做简谐运动的图像中，实线表示A的运动图像，虚线表示B的运动图像。以下关于这两个单摆的判断中正确的是(　　)
A．这两个单摆的摆球质量一定相等
B．这两个单摆的摆长一定不同
C．这两个单摆的最大摆角一定相同
D．这两个单摆的振幅一定相同
11、洗衣机的脱水桶正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，下列说法不正确的是(　　)
A．切断电源后，洗衣机做的是受迫振动
B．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大
C．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小
D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
12、（双选）一单摆的振动图像如图所示，则(　　)
A．t1和t3时刻摆线的拉力等大
B．t2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
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值偏小，可能是因为(　　)
A．摆球的质量太大
B．测摆长时，将线长加小球的直径作为摆长
C．测周期记录全振动次数时，将n次全振动误记为(n＋1)次
D．摆球上端未固定牢固，摆动中出现松动，摆线变长
14、某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲所示)，已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于5°，在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图乙所示)。
(1)从图乙可知，摆球的直径为d＝________ mm。
(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g＝________。
(3)实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是________。
A．尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线
B．当单摆经过最高位置时开始计时
C．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的
D．测量多组周期T和摆长l，作l T2关系图像来处理数据
三、计算类题。
15、（计算类综合题）有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20 cm，振子在2 s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t＝0)，经过周期振子有负向最大位移。
(1)求振子的振幅和周期。
(2)画出该振子的位移—时间图像。
(3)写出振子的振动方程。(用正弦函数表示)
16、（计算题）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，球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如图乙所示。(g＝9.86 m/s2，π＝3.14)
(1)当圆盘以0.4 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？
(2)若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长约为多少？(结果保留三位有效数字)
17、（计算题）如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2 kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上做匀变速运动，一个装有水平振针的振动频率为5 Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了如图所示的曲线，测得sOA＝1.5 cm，sBC＝3.5 cm。求自玻璃板开始运动，经过多长时间才开始接通电动音叉的电源？接通电源时玻璃板的速度是多大？
2022春物理粤教版（2019）选择性必修第一册第2章：机械振动练习
答案
一、选择题。
1、下列关于简谐运动的说法中，正确的是(　　)
A．简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线
B．弹簧振子的平衡位置一定在弹簧原长处
C．振子经过平衡位置时，瞬时速度为零
D．简谐运动的轨迹一定是正弦曲线
【答案】A 　
2、（多选）弹簧振子在水平方向上做简谐运动，下列说法中正确的是(　　)
A．振子在平衡位置，动能最大，势能最小
B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小
C．振子在向平衡位置振动时，由于振子振幅减小，总机械能减小
D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变
【答案】ABD　
3、弹簧振子做简谐运动，振子运动范围为0.8 cm，周期为0.5 s，计时开始时具有正向最大加速度，则它的振动方程是(　　)
A．x＝8×10－3sinm
B．x＝4×10－3sinm
C．x＝8×10－3sinm
D．x＝4×10－3sinm
【答案】B　
4、把在北京调准的摆钟由北京移到赤道，则摆钟(　　)
A．变慢了，要使它恢复准确，应该增加摆长
B．变慢了，要使它恢复准确，应该减短摆长
C．变快了，要使它恢复准确，应该增加摆长
D．变快了，要使它恢复准确，应该减短摆长
【答案】B　
5、（双选）一单摆在空气中振动，振幅逐渐减小，下列说法正确的是(　　)
A．单摆的机械能逐渐转化为其他形式的能
B．单摆后一时刻的动能一定小于前一时刻的动能
C．单摆振幅减小，频率也随之减小
D．单摆振幅虽然减小，但其频率不变
【答案】AD　
6、（双选）把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上固定一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s。在某电压下，电动偏心轮的转速是36 r/min。已知增大电压可使偏心轮的转速提高；增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期。那么要使筛子的振幅增大，下列哪些做法是正确的(　　)
A．提高输入电压　　　B．降低输入电压
C．增加筛子质量 D．减小筛子质量
【答案】AC　
7、(多选)做简谐运动的物体每次经过同一位置时，都具有相同的(　　)
A．加速度　 B．动能　 C．位移　 D．速度
【答案】ABC 　
8、一水平弹簧振子做简谐运动，则下列说法中正确的是(　　)
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，加速度相同，速度也一定相同
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
【答案】D　
9、（双选）如图所示，A、B为两简谐运动的图像，下列说法正确的是(　　)
A．A、B之间的相位差是 B．A、B之间的相位差是π
C．B比A超前 D．A比B超前
【答案】AD　
10、（双选）如图所示，同一地点的A、B两个单摆做简谐运动的图像中，实线表示A的运动图像，虚线表示B的运动图像。以下关于这两个单摆的判断中正确的是(　　)
A．这两个单摆的摆球质量一定相等
B．这两个单摆的摆长一定不同
C．这两个单摆的最大摆角一定相同
D．这两个单摆的振幅一定相同
【答案】BD　
11、洗衣机的脱水桶正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动逐渐减弱，下列说法不正确的是(　　)
A．切断电源后，洗衣机做的是受迫振动
B．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率大
C．正常工作时，洗衣机脱水桶运转的频率比洗衣机的固有频率小
D．当洗衣机振动最剧烈时，脱水桶的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率
【答案】C　
12、（双选）一单摆的振动图像如图所示，则(　　)
A．t1和t3时刻摆线的拉力等大
B．t2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】AD　
二、填空含实验题。
13、（实验选择题）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值偏小，可能是因为(　　)
A．摆球的质量太大
B．测摆长时，将线长加小球的直径作为摆长
C．测周期记录全振动次数时，将n次全振动误记为(n＋1)次
D．摆球上端未固定牢固，摆动中出现松动，摆线变长
【答案】D　
14、某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图甲所示)，已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于5°，在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图乙所示)。
(1)从图乙可知，摆球的直径为d＝________ mm。
(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g＝________。
(3)实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是________。
A．尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线
B．当单摆经过最高位置时开始计时
C．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的
D．测量多组周期T和摆长l，作l T2关系图像来处理数据
【答案】(1)5.980 　(2)　 (3)AD
【解析】(1)螺旋测微器的主尺读数为5.5 mm，可动刻度读数为0.01×48.0 mm＝0.480 mm，则最终读数为5.980 mm。
(2)由题意知，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，则单摆全振动的次数N＝，周期T＝＝，单摆的摆长l＝L＋，由单摆的周期公式T＝2π，
得g＝。
(3)上述公式中，重力加速度的测量值与摆长有关，所以要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线，故A正确；为了减小误差，需要在单摆经过平衡位置时开始计时，且选用体积较小的摆球，故B、C错误；应用图像法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期T和摆长l，作l T2关系图像来处理数据，故D正确。
三、计算类题。
15、（计算类综合题）有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20 cm，振子在2 s内完成了10次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t＝0)，经过周期振子有负向最大位移。
(1)求振子的振幅和周期。
(2)画出该振子的位移—时间图像。
(3)写出振子的振动方程。(用正弦函数表示)
【答案】(1)10 cm　0.2 s　(2)见解析图 (3)x＝10sin(10πt＋π)cm
【解析】(1)弹簧振子在B、C之间做简谐运动，BC＝20 cm，故振幅A＝10 cm；振子在2 s内完成了10次全振动，振子的周期T＝0.2 s，ω＝＝10π rad/s。
(2)振子经过平衡位置时开始计时，故t＝0时刻，位移是0，经周期，振子的位移为负向最大，故振子的位移—时间图像如图所示：
(3)由函数图像可知振子的位移与时间的函数关系式为x＝10sin(10πt＋π)cm。
16、（计算题）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，球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如图乙所示。(g＝9.86 m/s2，π＝3.14)
(1)当圆盘以0.4 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？
(2)若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长约为多少？(结果保留三位有效数字)
【答案】(1)2.5 Hz　 (2)2.78 m
【解析】(1)小球振动达到稳定时周期为0.4 s，频率为2.5 Hz。
(2)由题图乙可以看出单摆的固有频率为0.3 Hz，由单摆的周期公式T＝2π，解得l＝＝× m≈2.78 m。
17、（计算题）如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2 kg，在拉力F的作用下，由静止开始竖直向上做匀变速运动，一个装有水平振针的振动频率为5 Hz的固定电动音叉在玻璃板上画出了如图所示的曲线，测得sOA＝1.5 cm，sBC＝3.5 cm。求自玻璃板开始运动，经过多长时间才开始接通电动音叉的电源？接通电源时玻璃板的速度是多大？
【答案】0.1 s　0.1 m/s
【解析】由题意可得，振针的振动周期T0＝＝0.2 s，经过OA与BC所用时间均为T＝＝0.1 s，则由匀变速直线运动规律有sBC－sOA＝2aT2，得玻璃板的加速度a＝1 m/s2
A点速度vA＝＝＝0.2 m/s
O点速度v0＝vA－aT＝0.1 m/s
由v0＝at得时间t＝＝0.1 s
即经过0.1 s才开始接通电动音叉的电源，且接通电源时玻璃板的速度为0.1 m/s。