第二章 机械振动 单元测试卷 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一（含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章 机械振动 单元测试卷 高二上学期物理人教版（2019）选择性必修一（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 713.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-14 15:42:04 | ||
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文档简介
机械振动 单元测试
姓名：___________班级：___________考号：___________
选择题（本大题共11 小题，1～7题是单选 ，8～11题是多选，每小题4分 ，共44 分。多选题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）
1．《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是（ ）
A．大钟的回声
B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波
C．人的听觉发生“暂留”的缘故
D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
2．如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示是某水平弹簧振子做简谐运动的图像，M、P、N是图像上的3个点，分别对应、、时刻。下列说法正确的是（ ）
A．该振子的周期是0.2s，振幅是8cm
B．在时刻振子的速度方向就是图像上P点的切线方向
C．在到过程振子的速度先增大后减小
D．在到过程振子的加速度逐渐减小
4．把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图，下列结论正确的是（ ）
A．小球在O位置时，动能最小，加速度最小
B．小球在A位置时，动能最大，加速度最大
C．从A经O到B的过程中，回复力先做正功后做负功
D．从B到O的过程中，振动的能量不断减小
5．某同学在探究单摆运动中，图a是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图b是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，根据图b的信息可得（ ）
A．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力
B．从t=0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5s
C．用米尺量得细线长度l，即摆长为l
D．由图可计算出单摆的长度为1.0m
6．下列说法中正确的是（ ）
A．若、两时刻振动物体在同一位置，则
B．若、两时刻振动物体在同一位置，且运动情况相同，则
C．若、两时刻振动物体的振动反向，则
D．若，则在、时刻振动物体的振动反向
7．如图，光滑水平面上置有质量分别为和的物块A、B，两物块间用劲度系数的轻质弹簧相连，其中A紧靠竖直墙壁，弹簧处于原长。已知弹簧振子的周期公式为，其中为弹簧劲度系数，为振子质量。现用水平向左的力缓慢推动物块B，到达某一位置时保持静止，此过程力做的功为；瞬间撤去推力，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧第一次恢复原长过程中，物块A、B及弹簧组成的系统机械能和动量都守恒
B．弹簧第一次恢复原长过程中，墙壁对物块A的冲量为
C．弹簧第一次恢复原长过程中，弹簧对B的平均作用力大小为
D．在撤去推力后的运动过程中，物块A的最大速度为
8．小吴和小智组成的小组用如图所示实验装置研究沙摆小角度振动的规律。漏斗静止时下端接近水平薄木板，摆动的竖直面与木板交线为，木板中线垂直于。当沿O'O匀速拉动薄木板时，漏斗中漏出的沙在板上形成特定形状的曲线。可改变单摆的最大摆角、摆长、拉木板的速度进行多次实验。实验中，沙漏重心位置的变化可以忽略。当拉木板的速度为v时，在木板上长度为s的阴影区留下图所示的实线a。同一木板另一次实验得到的结果为如图所示的实线b。在木板平面以O'O为横轴，垂直O'O建立纵轴，可以对图线进行研究。下列说法正确的是（ ）
A．图横轴可以代表时间轴，其中的实线a对应的阴影区表示的时长为
B．若图中实线a为正弦曲线，则对应的沙摆的运动可近似看作简谐运动
C．可判断出图中实线b对应的沙摆最大摆角比实线a的小
D．可判断出图中实线b对应的沙摆摆长比实线a的短
9．如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向下为正方向，在一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B．振子做简谐运动的表达式为
C．的时间内，振子通过的路程为
D．和时，振子的速度不同，但加速度大小相等
10．如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中不正确的是（ ）
B．
C． D．
11．甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，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F甲∶F乙=2∶1
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f甲∶f乙=2∶1
E．振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零
非选择题：本题共5小题，共56分
12．（7分）某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度，装置如图甲所示。
（1）在用单摆测量重力加速度的实验中，下面的叙述哪些是正确的__________。
A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C．用刻度尺测量摆线的长度l，这就是单摆的摆长
D．释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期
（2）学习小组同学用游标卡尺测量球的直径，示数如图乙所示，则该摆球的直径d=___________mm。
（3）学习小组同学经测量得到摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=___________。
13．（7分）一组同学用DIS研究“弹簧振子的振动周期和哪些因素有关”的探究过程如下：
A．有同学认为：弹簧振子的质量越大，惯性越大，周期也应该越大，也有同学认为周期跟劲度系数有关。
B．设计实验：装置如图甲。准备选用的器材有：力传感器、质量为的钩码若干个，劲度系数为K的轻质弹簧若干个（已知n个劲度系数为K的弹簧串联后的劲度系数为）
C．实验过程如下：
用力将钩码向下拉一段距离后放手，钩码上下振动，力传感器上显示出力随时间的变化关系（如图乙），改变钩码的个数或用几个弹簧串联后反复实验，得到表一、表二的数据：
表 一 仅用一根弹簧 研究周期与质量关系
钩码的质量 m0 2m0 3m0
周期(s) 0.645 0.914 1.116
表 二 仅挂一个钩码 研究周期与劲度系数关系
弹簧的个数(串联) 1 2 3
劲度系数(N/m) K K/2 K/3
周期(s) 0.645 0.910 1.120
D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善。问：
（1）上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是：________、________；
（2）用力传感器观测力随时间的变化关系，其目的是：________；
（3）周期T与弹簧振子质量的关系是：________；周期T与弹簧劲度系数的关系是：________；
（4）如果，则周期表达式________。
14．（9分）如图所示是用来测量各种电动机转速的转速计的原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大。
（1）电动机的转速为多大？
（2）四个钢片a、b、c、d的振动频率分别是多少？
15．（15分）一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8cm，频率为0.5Hz，在t＝0时，位移是4cm，且向x轴负方向运动，试写出用正弦函数表示的振动方程。
16．（16分）如图，光滑水平面上质量为2m的物体A紧靠竖直墙壁，通过一劲度系数为k的轻质弹簧与物体B连接，质量均为m的B、C靠在一起但不粘连，开始时A、B、C均静止。现给C施加一水平向左的恒力F，使B、C一起运动。当弹簧某次压缩到最短时撤去恒力F，设弹簧始终没超出弹性限度，重力加速度为g。
（1）计算出平衡位置；
（2）撤去恒力F后，求在此后运动中弹簧的最大弹性势能。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
2．B
3．D
4．C
5．B
6．D
7．C
8．AB
9．BC
10．ABD
11．CE
12． ABD 15.65
13． B C 确定振动的周期
14．（1）60r/s；（2）60Hz，60Hz，60Hz，60Hz
15．x＝0.08sin（t＋）m
16．（1）；（2）
答案第1页，共2页
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姓名：___________班级：___________考号：___________
选择题（本大题共11 小题，1～7题是单选 ，8～11题是多选，每小题4分 ，共44 分。多选题全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）
1．《枫桥夜泊》中有名句：“姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船”。其中，当钟声传到客船时，对大钟的撞击早已停止了，但仍感觉“余音未绝”，分析其原因可能是（ ）
A．大钟的回声
B．大钟在继续振动，空气中继续形成声波
C．人的听觉发生“暂留”的缘故
D．大钟虽停止振动，但空气仍在振动
2．如图甲所示，一导体杆用两条等长细导线悬挂于水平轴，接入电阻R构成回路．导体杆处于竖直向上的匀强磁场中，将导体杆从竖直位置拉开小角度由静止释放，导体杆开始下摆。当时，导体杆振动图像如图乙所示。若横纵坐标皆采用图乙标度，则当时，导体杆振动图像是（ ）
A． B．
C． D．
3．如图所示是某水平弹簧振子做简谐运动的图像，M、P、N是图像上的3个点，分别对应、、时刻。下列说法正确的是（ ）
A．该振子的周期是0.2s，振幅是8cm
B．在时刻振子的速度方向就是图像上P点的切线方向
C．在到过程振子的速度先增大后减小
D．在到过程振子的加速度逐渐减小
4．把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图，下列结论正确的是（ ）
A．小球在O位置时，动能最小，加速度最小
B．小球在A位置时，动能最大，加速度最大
C．从A经O到B的过程中，回复力先做正功后做负功
D．从B到O的过程中，振动的能量不断减小
5．某同学在探究单摆运动中，图a是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图b是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，根据图b的信息可得（ ）
A．摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力充当单摆的回复力
B．从t=0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为0.5s
C．用米尺量得细线长度l，即摆长为l
D．由图可计算出单摆的长度为1.0m
6．下列说法中正确的是（ ）
A．若、两时刻振动物体在同一位置，则
B．若、两时刻振动物体在同一位置，且运动情况相同，则
C．若、两时刻振动物体的振动反向，则
D．若，则在、时刻振动物体的振动反向
7．如图，光滑水平面上置有质量分别为和的物块A、B，两物块间用劲度系数的轻质弹簧相连，其中A紧靠竖直墙壁，弹簧处于原长。已知弹簧振子的周期公式为，其中为弹簧劲度系数，为振子质量。现用水平向左的力缓慢推动物块B，到达某一位置时保持静止，此过程力做的功为；瞬间撤去推力，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧第一次恢复原长过程中，物块A、B及弹簧组成的系统机械能和动量都守恒
B．弹簧第一次恢复原长过程中，墙壁对物块A的冲量为
C．弹簧第一次恢复原长过程中，弹簧对B的平均作用力大小为
D．在撤去推力后的运动过程中，物块A的最大速度为
8．小吴和小智组成的小组用如图所示实验装置研究沙摆小角度振动的规律。漏斗静止时下端接近水平薄木板，摆动的竖直面与木板交线为，木板中线垂直于。当沿O'O匀速拉动薄木板时，漏斗中漏出的沙在板上形成特定形状的曲线。可改变单摆的最大摆角、摆长、拉木板的速度进行多次实验。实验中，沙漏重心位置的变化可以忽略。当拉木板的速度为v时，在木板上长度为s的阴影区留下图所示的实线a。同一木板另一次实验得到的结果为如图所示的实线b。在木板平面以O'O为横轴，垂直O'O建立纵轴，可以对图线进行研究。下列说法正确的是（ ）
A．图横轴可以代表时间轴，其中的实线a对应的阴影区表示的时长为
B．若图中实线a为正弦曲线，则对应的沙摆的运动可近似看作简谐运动
C．可判断出图中实线b对应的沙摆最大摆角比实线a的小
D．可判断出图中实线b对应的沙摆摆长比实线a的短
9．如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点开始计时。以竖直向下为正方向，在一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．振子在O点受到的弹簧弹力等于零
B．振子做简谐运动的表达式为
C．的时间内，振子通过的路程为
D．和时，振子的速度不同，但加速度大小相等
10．如图甲所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，O为平衡位置，图乙是弹簧振子做简谐运动时的位移—时间图象，则关于弹簧振子的加速度随时间的变化规律，下列四个图象中不正确的是（ ）
B．
C． D．
11．甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，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F甲∶F乙=2∶1
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f甲∶f乙=2∶1
E．振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零
非选择题：本题共5小题，共56分
12．（7分）某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度，装置如图甲所示。
（1）在用单摆测量重力加速度的实验中，下面的叙述哪些是正确的__________。
A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些
B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
C．用刻度尺测量摆线的长度l，这就是单摆的摆长
D．释放摆球，从摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期
（2）学习小组同学用游标卡尺测量球的直径，示数如图乙所示，则该摆球的直径d=___________mm。
（3）学习小组同学经测量得到摆长L和对应的周期T，画出图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图丙所示。则当地重力加速度的表达式g=___________。
13．（7分）一组同学用DIS研究“弹簧振子的振动周期和哪些因素有关”的探究过程如下：
A．有同学认为：弹簧振子的质量越大，惯性越大，周期也应该越大，也有同学认为周期跟劲度系数有关。
B．设计实验：装置如图甲。准备选用的器材有：力传感器、质量为的钩码若干个，劲度系数为K的轻质弹簧若干个（已知n个劲度系数为K的弹簧串联后的劲度系数为）
C．实验过程如下：
用力将钩码向下拉一段距离后放手，钩码上下振动，力传感器上显示出力随时间的变化关系（如图乙），改变钩码的个数或用几个弹簧串联后反复实验，得到表一、表二的数据：
表 一 仅用一根弹簧 研究周期与质量关系
钩码的质量 m0 2m0 3m0
周期(s) 0.645 0.914 1.116
表 二 仅挂一个钩码 研究周期与劲度系数关系
弹簧的个数(串联) 1 2 3
劲度系数(N/m) K K/2 K/3
周期(s) 0.645 0.910 1.120
D．同学们对实验数据进行分析、归纳后，对他们的假设进行了补充完善。问：
（1）上述科学探究活动中，属于“制定计划”和“搜集证据”的环节分别是：________、________；
（2）用力传感器观测力随时间的变化关系，其目的是：________；
（3）周期T与弹簧振子质量的关系是：________；周期T与弹簧劲度系数的关系是：________；
（4）如果，则周期表达式________。
14．（9分）如图所示是用来测量各种电动机转速的转速计的原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大。
（1）电动机的转速为多大？
（2）四个钢片a、b、c、d的振动频率分别是多少？
15．（15分）一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8cm，频率为0.5Hz，在t＝0时，位移是4cm，且向x轴负方向运动，试写出用正弦函数表示的振动方程。
16．（16分）如图，光滑水平面上质量为2m的物体A紧靠竖直墙壁，通过一劲度系数为k的轻质弹簧与物体B连接，质量均为m的B、C靠在一起但不粘连，开始时A、B、C均静止。现给C施加一水平向左的恒力F，使B、C一起运动。当弹簧某次压缩到最短时撤去恒力F，设弹簧始终没超出弹性限度，重力加速度为g。
（1）计算出平衡位置；
（2）撤去恒力F后，求在此后运动中弹簧的最大弹性势能。
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参考答案：
1．B
2．B
3．D
4．C
5．B
6．D
7．C
8．AB
9．BC
10．ABD
11．CE
12． ABD 15.65
13． B C 确定振动的周期
14．（1）60r/s；（2）60Hz，60Hz，60Hz，60Hz
15．x＝0.08sin（t＋）m
16．（1）；（2）
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