第二章机械振动复习卷（有解析）2023-2024学年高中物理人教版选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 第二章机械振动复习卷（有解析）2023-2024学年高中物理人教版选择性必修第一册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-22 13:40:52 | ||
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文档简介
第二章机械振动复习卷2023-2024学年高中物理人教版选择性注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．一弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．振子的振幅为10cm
B．第1s末振子的动能大于第2s末振子的动能
C．内振子的加速度方向始终相同
D．内振子的速度先增大后减小
2．如图甲所示为共振的演示装置，实验时，让不同摆长的摆依次振动起来，得出单摆M的振幅与驱动力频率的关系图像如图乙所示。已知，则下列说法正确的是（ ）
A．M的固有频率为0.5Hz
B．M的摆长约为2m
C．M的周期始终为2s
D．摆长为0.5m的单摆振动时，M的振幅最大
3．如图甲所示，一水平弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，以向右为x轴正方向，振子的振动图像如图乙所示，已知弹簧的劲度系数为，下列说法正确的是（ ）
A．时振子的速度与时的速度相同
B．振子在内的平均速度与在内的平均速度相同
C．时振子的回复力指向x轴正方向，大小为
D．振子从任意位置开始，随后内通过的路程均为
4．如图所示为甲、乙弹簧振子的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．两弹簧振子的初相位不同
B．甲系统的机械能比乙系统的大
C．甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比为2：1
D．t=2s时，甲具有负方向最大速度，乙具有正方向最大位移
5．一弹簧振子在M、N之间做简谐运动。O为平衡位置，P、Q是振动过程中关于O点对称的两个位置，下列说法正确的是（ ）
A．振子运动到P、Q两点时，加速度相同
B．振子在从P点向Q点运动时，动能先减小后增大
C．振子在从M点向N点运动过程中，回复力先增大再减小
D．振子在OP间与OQ间的运动时间相等
6．如图所示，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形支架下面系着一个轻质弹簧和实心铁质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，其阻尼振动的频率为。现使圆盘以不同的周期匀速转动，圆盘转动带动小球振动，发现稳定后小球的振幅不同。下列选项中，使小球振幅最大的周期是（ ）
A．0.15s B．0.25s C．0.35s D．0.45s
7．如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，g取 。对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是（ ）
A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt(cm)
B．单摆的摆长约为2.0m
C．从t=2.5s到t=3.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t=2.0s到t=2.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
8．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为，则下式可能正确的是（ ）
驱动力频率/Hz 40 50 60 70 80 90
受迫振动振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．2024年我国将加速稳步推进载人登月，未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验，得到的共振曲线如图所示，图中（均为已知量）。地球表面的重力加速度大小为g，不考虑星球自转的影响，下列说法正确的是（ ）
A．该单摆在地球上自由摆动的频率为 B．实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为
C．月球表面的重力加速度大小为 D．地球和月球的平均密度之比大于
10．一质点做简谐运动时其相对于平衡位置的位移与时间的关系图线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该简谐运动的周期为，振幅为28cm
B．该简谐运动的表达式为
C．时质点的速度最大，且方向沿轴负方向
D．时质点的位移为
11．如图甲所示，质量相同的物块A、B相互紧靠着放置在光滑水平面上，A、B均可看成质点。劲度系数为k的轻质弹簧左、右端分别与墙壁和物块A连接，用外力向左缓慢推动物块B运动一段距离，使弹簧处于压缩状态。时撤去外力，A向右运动过程中，其速度v随时间t变化的规律如图乙所示。已知、时刻A的速度大小均为，时刻A的速度达到最大值v，时刻A的速度减为0，则（ ）
A． B．A、B分离前后弹簧振子的振幅之比为
C． D．A、B分离前后A的最大加速度之比为2：1
12．如图所示，在张紧的绳上挂了A、B、C、D四个单摆，A摆与C摆的摆长相等，D摆的摆长最长，B摆最短。先将A摆拉离平衡位置后释放（摆角不超过5°），则下列说法中正确的是（ ）
A．所有摆都做自由振动
B．所有摆均以相同摆角振动
C．所有摆均以相同频率振动
D．C摆振幅最大
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．徐同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，就地取材组装了几种实验装置。
(1)下列最合理的装置是__________。
A． B． C． D．
(2)徐同学用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径 。
(3)徐同学用秒表记录单摆振动的周期，为了获得更准确的实验结果，实验中多次改变摆线长度，并测得对应的周期T，由于马虎，该同学误将摆线长度当成了摆长，作出的周期的平方一摆长（）图像如图乙所示，该图像的斜率为 （填“”“”或“”）；根据图乙可以计算得出当地的重力加速度大小 （取3.14，计算结果保留两位小数）。
14．如图所示，轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连着小球，已知弹簧劲度系数为，水平面光滑，小球处于点时，弹簧刚好是原长，现将小球往右拉到点，释放小球，请证明小球的运动是简谐运动。
15．如图1所示的水上浮桥是由一个个浮筒组成，拆下其中单个浮筒如图2所示。单个浮筒的横截面积一定，在水面上的上下浮动可视为振幅为A的简谐运动，浮筒的质量为m，浮筒做简谐运动时最大排水体积为静止时排水体积的1.2倍。已知重力加速度为g，求：
（1）浮筒做简谐运动时回复力的最大值；
（2）浮筒做简谐运动时回复力与位移的比例系数k。
16．如图甲所示，光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧，其左端与一固定立柱相连，右侧与一静止的小球相连。现将小球向右拉至M点后，由静止释放小球。以O点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，小球向左经过O点时为t＝0时刻，小球的振动图像如图乙所示。求：
（1）O、M两点间的距离；
（2）该振子在0～2024s内的总路程；
（3）弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式。
17．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，使球A垂直于纸面做摆角小于的摆动，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5次经过最低点时B球恰击中A球。求：
（1）A球的周期T；
（2）B球下落的高度h。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．D
【详解】A．由题图可知，弹簧振子的振幅是5cm，故A项错误；
B．由题图可知，振子在第1s末处于最大位移处，此时振子的动能为零，在第2s末，振子在平衡位置，此时振子的动能最大，故B项错误；
C．在振子的位移为正，在振子的位移为负，由回复力公式可知，振子在这两段时间的回复力方向相反，结合牛顿第二定律可知，其加速度的方向在内振子的加速度方向不是始终相同的，故C项错误；
D．由题图可知，在振子从负向最大位移处运动到正向最大位移处，所以在该过程振子的速度先增大后减小，故D项正确。
故选D。
2．A
【详解】A．由图乙可知，振幅最大时对应的频率为0.5Hz，由共振条件可知，M的固有频率接近0.5Hz，故A正确；
B．由单摆的周期公式
得
代入数据解得
故B错误；
C．M的周期始终等于驱动力的周期，所以M的周期不一定是2s，故C错误；
D．由以上分析可知当摆长约为1m的单摆振动时，该单摆的周期为2s，等于M的固有周期，则M的振幅最大，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．由图可知时相比时，振子更衡位置，则时振子的速度大于时的速度，选项A错误；
B．振子在内的位移与内的位移大小相等、方向相反，则振子在内的平均速度与在内的平均速度不同，选项B错误；
D．振子仅从最大位移处或者平衡位置开始，随后内通过的路程才为，选项D错误；
C．时振子的位移为
此时振子的回复力大小
方向沿x轴正方向，选项C正确。
故选C。
4．D
【详解】A．由图可知两弹簧振子的周期不相等，初相位相同，故A错误；
B．甲的振幅大，由于甲、乙两弹簧振子的质量、两个弹簧劲度系数不知，无法判断甲、乙两系统的机械能大小，故B错误；
C．根据弹簧振子周期公式
由图可知
则
甲、乙两弹簧振子振幅比为，根据牛顿第二定律弹簧振子加速度最大值为
故甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比为
故C错误；
D．图像斜率的绝对值表示速度大小，t=2s时，甲图像斜率的绝对值最大，且斜率为负，甲具有负方向最大速度，由图可知此时乙具有正方向最大位移，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．P、Q两点加速度大小相同，方向不同。故A错误；
B．从P到Q运动时，速度先增大后减小，动能先增大再减小。故B错误；
C．从M到N过程，回复力先减小再增大。故C错误；
D．由对称性可知，振子在OP间与OQ间运动时间相等。故D正确。
故选D。
6．C
【详解】驱动力频率越接近固有频率，会引起共振，振幅增大。共振频率为
故选C。
7．A
【详解】A．根据图乙可知，单摆的位移x随时间t变化的关系式为
故A正确；
B．根据周期公式
解得单摆的摆长为
故B错误；
C．根据图乙可知，从到的过程中，单摆从振幅位置运动到平衡位置，则摆球的重力势能逐渐减小，故C错误；
D．根据图乙可知，从到的过程中，单摆从平衡位置运动到振幅位置，位移逐渐增大，由于
可知摆球所受回复力逐渐增大，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】从如图所示的共振曲线可判断出与相差越大，受迫振动的振幅越小；与越接近，受迫振动的振幅越大，并可以从中看出接近，振幅的变化就越慢，比较各组数据知在60Hz~80Hz范围内，因此
为可能范围。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．AC
【详解】AB．根据单摆周期公式
结合
可得
由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，因此该单摆在月球上的共振频率为，在地球上的共振频率为，根据共振条件可知，该单摆在地球上自由摆动的频率为，实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为，A正确、B错误；
C．根据
可知
则月球表面的重力加速度大小
C正确；
D．根据黄金替换公式有
又因为地球半径大于月球半径，则地球和月球的密度之比小于， D错误。
故选AC。
10．BD
【详解】A．由图可知该简谐运动的周期
振幅，A项错误；
B．由角频率
所以质点做简谐运动的表达式为
或
B项正确；
C．时质点位于平衡位置，速度最大，质点沿轴正方向运动，C项错误；
D．当时质点的位移为
D项正确。
故选BD。
11．AB
【详解】A．AB整体从速度为0运动大速度为，此过程为简谐振动，速度随时间的变化为
当时，此时有
当时，此时有
所以
故A正确；
C．弹簧振子质量变化，振动周期变化，则
C错误；
BD．AB分离前后，弹簧振子的质量减小为原来的一半，由于AB是在原长时分离，表明弹簧振子的总能量减为原来的一半，根据弹力做功特点，最大形变量为原来的，则B正确，D错误。
故选AB。
12．CD
【详解】ABD．A摆摆动起来后，通过水平绳子对B、C、D三个摆施加周期性的驱动力，使B、C、D三摆做受迫振动，BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于C与A的摆长是相等的，所以C的固有频率与A相等，C做共振，振幅最大．故AB错误，D正确；
C．BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆均以相同频率振动，故C正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(1)D
(2)21.25
(3) 9.86
【详解】（1）为了减小误差，小球应选取质量大体积小即密度大的铁球，还需要保证摆动过程中摆线的长度不变，应选用细绳，且要保证摆动过程中摆点不发生移动固定，应采取铁夹夹住细丝线。
故选D。
（2）该游标卡尺的有标尺为20分度，其精度，摆球直径
（3）[1][2]根据单摆周期公式
可得
则图像的斜率
结合题图乙有
解得当地的重力加速度大小
14．见解析
【详解】在小球经过的位置任意取一点，设
由胡克定律得
以点为起点，可判断出小球的受力方向与其位移方向一直相反，可得
所以小球的运动是简谐运动。
15．（1）；（2）
【详解】（1）浮筒静止时，排水体积为V，可知
排水体积最大时，回复力为
解得
（2）根据回复力与位移的关系可知
解得
16．（1）5cm；（2）50.6m；（3）
【详解】（1）O、M两点间的距离即位弹簧振子的振幅A，由图乙可知
A＝5cm
（2）振子的振动周期为
T＝8s
0～2024s内的总路程为
（3）根据
简谐运动的位移与时间的关系式为
由图乙可知，t＝2s时
x＝-5cm
代入位移与时间的关系式得
故
弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式
17．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知A球摆动的等效摆长为
所以摆球A的周期为
（2）根据A球第5次经过最低点时B球恰击中A球得击中时球A、B运动的时间均为
根据自由落体运动规律，可知B球下落的距离为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．一弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其振动图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．振子的振幅为10cm
B．第1s末振子的动能大于第2s末振子的动能
C．内振子的加速度方向始终相同
D．内振子的速度先增大后减小
2．如图甲所示为共振的演示装置，实验时，让不同摆长的摆依次振动起来，得出单摆M的振幅与驱动力频率的关系图像如图乙所示。已知，则下列说法正确的是（ ）
A．M的固有频率为0.5Hz
B．M的摆长约为2m
C．M的周期始终为2s
D．摆长为0.5m的单摆振动时，M的振幅最大
3．如图甲所示，一水平弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点间做简谐运动，以向右为x轴正方向，振子的振动图像如图乙所示，已知弹簧的劲度系数为，下列说法正确的是（ ）
A．时振子的速度与时的速度相同
B．振子在内的平均速度与在内的平均速度相同
C．时振子的回复力指向x轴正方向，大小为
D．振子从任意位置开始，随后内通过的路程均为
4．如图所示为甲、乙弹簧振子的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．两弹簧振子的初相位不同
B．甲系统的机械能比乙系统的大
C．甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比为2：1
D．t=2s时，甲具有负方向最大速度，乙具有正方向最大位移
5．一弹簧振子在M、N之间做简谐运动。O为平衡位置，P、Q是振动过程中关于O点对称的两个位置，下列说法正确的是（ ）
A．振子运动到P、Q两点时，加速度相同
B．振子在从P点向Q点运动时，动能先减小后增大
C．振子在从M点向N点运动过程中，回复力先增大再减小
D．振子在OP间与OQ间的运动时间相等
6．如图所示，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形支架下面系着一个轻质弹簧和实心铁质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，其阻尼振动的频率为。现使圆盘以不同的周期匀速转动，圆盘转动带动小球振动，发现稳定后小球的振幅不同。下列选项中，使小球振幅最大的周期是（ ）
A．0.15s B．0.25s C．0.35s D．0.45s
7．如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，g取 。对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是（ ）
A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x=8sinπt(cm)
B．单摆的摆长约为2.0m
C．从t=2.5s到t=3.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t=2.0s到t=2.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
8．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为，则下式可能正确的是（ ）
驱动力频率/Hz 40 50 60 70 80 90
受迫振动振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3
A． B．
C． D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．2024年我国将加速稳步推进载人登月，未来中国航天员将登上月球。假设航天员分别在地球和月球上用同一装置对同一单摆做受迫振动实验，得到的共振曲线如图所示，图中（均为已知量）。地球表面的重力加速度大小为g，不考虑星球自转的影响，下列说法正确的是（ ）
A．该单摆在地球上自由摆动的频率为 B．实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为
C．月球表面的重力加速度大小为 D．地球和月球的平均密度之比大于
10．一质点做简谐运动时其相对于平衡位置的位移与时间的关系图线如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．该简谐运动的周期为，振幅为28cm
B．该简谐运动的表达式为
C．时质点的速度最大，且方向沿轴负方向
D．时质点的位移为
11．如图甲所示，质量相同的物块A、B相互紧靠着放置在光滑水平面上，A、B均可看成质点。劲度系数为k的轻质弹簧左、右端分别与墙壁和物块A连接，用外力向左缓慢推动物块B运动一段距离，使弹簧处于压缩状态。时撤去外力，A向右运动过程中，其速度v随时间t变化的规律如图乙所示。已知、时刻A的速度大小均为，时刻A的速度达到最大值v，时刻A的速度减为0，则（ ）
A． B．A、B分离前后弹簧振子的振幅之比为
C． D．A、B分离前后A的最大加速度之比为2：1
12．如图所示，在张紧的绳上挂了A、B、C、D四个单摆，A摆与C摆的摆长相等，D摆的摆长最长，B摆最短。先将A摆拉离平衡位置后释放（摆角不超过5°），则下列说法中正确的是（ ）
A．所有摆都做自由振动
B．所有摆均以相同摆角振动
C．所有摆均以相同频率振动
D．C摆振幅最大
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．徐同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，就地取材组装了几种实验装置。
(1)下列最合理的装置是__________。
A． B． C． D．
(2)徐同学用游标卡尺测量小球直径，示数如图甲所示，则摆球的直径 。
(3)徐同学用秒表记录单摆振动的周期，为了获得更准确的实验结果，实验中多次改变摆线长度，并测得对应的周期T，由于马虎，该同学误将摆线长度当成了摆长，作出的周期的平方一摆长（）图像如图乙所示，该图像的斜率为 （填“”“”或“”）；根据图乙可以计算得出当地的重力加速度大小 （取3.14，计算结果保留两位小数）。
14．如图所示，轻弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连着小球，已知弹簧劲度系数为，水平面光滑，小球处于点时，弹簧刚好是原长，现将小球往右拉到点，释放小球，请证明小球的运动是简谐运动。
15．如图1所示的水上浮桥是由一个个浮筒组成，拆下其中单个浮筒如图2所示。单个浮筒的横截面积一定，在水面上的上下浮动可视为振幅为A的简谐运动，浮筒的质量为m，浮筒做简谐运动时最大排水体积为静止时排水体积的1.2倍。已知重力加速度为g，求：
（1）浮筒做简谐运动时回复力的最大值；
（2）浮筒做简谐运动时回复力与位移的比例系数k。
16．如图甲所示，光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧，其左端与一固定立柱相连，右侧与一静止的小球相连。现将小球向右拉至M点后，由静止释放小球。以O点为坐标原点，水平向右为x轴的正方向，小球向左经过O点时为t＝0时刻，小球的振动图像如图乙所示。求：
（1）O、M两点间的距离；
（2）该振子在0～2024s内的总路程；
（3）弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式。
17．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，使球A垂直于纸面做摆角小于的摆动，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5次经过最低点时B球恰击中A球。求：
（1）A球的周期T；
（2）B球下落的高度h。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．D
【详解】A．由题图可知，弹簧振子的振幅是5cm，故A项错误；
B．由题图可知，振子在第1s末处于最大位移处，此时振子的动能为零，在第2s末，振子在平衡位置，此时振子的动能最大，故B项错误；
C．在振子的位移为正，在振子的位移为负，由回复力公式可知，振子在这两段时间的回复力方向相反，结合牛顿第二定律可知，其加速度的方向在内振子的加速度方向不是始终相同的，故C项错误；
D．由题图可知，在振子从负向最大位移处运动到正向最大位移处，所以在该过程振子的速度先增大后减小，故D项正确。
故选D。
2．A
【详解】A．由图乙可知，振幅最大时对应的频率为0.5Hz，由共振条件可知，M的固有频率接近0.5Hz，故A正确；
B．由单摆的周期公式
得
代入数据解得
故B错误；
C．M的周期始终等于驱动力的周期，所以M的周期不一定是2s，故C错误；
D．由以上分析可知当摆长约为1m的单摆振动时，该单摆的周期为2s，等于M的固有周期，则M的振幅最大，故D错误。
故选A。
3．C
【详解】A．由图可知时相比时，振子更衡位置，则时振子的速度大于时的速度，选项A错误；
B．振子在内的位移与内的位移大小相等、方向相反，则振子在内的平均速度与在内的平均速度不同，选项B错误；
D．振子仅从最大位移处或者平衡位置开始，随后内通过的路程才为，选项D错误；
C．时振子的位移为
此时振子的回复力大小
方向沿x轴正方向，选项C正确。
故选C。
4．D
【详解】A．由图可知两弹簧振子的周期不相等，初相位相同，故A错误；
B．甲的振幅大，由于甲、乙两弹簧振子的质量、两个弹簧劲度系数不知，无法判断甲、乙两系统的机械能大小，故B错误；
C．根据弹簧振子周期公式
由图可知
则
甲、乙两弹簧振子振幅比为，根据牛顿第二定律弹簧振子加速度最大值为
故甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比为
故C错误；
D．图像斜率的绝对值表示速度大小，t=2s时，甲图像斜率的绝对值最大，且斜率为负，甲具有负方向最大速度，由图可知此时乙具有正方向最大位移，故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．P、Q两点加速度大小相同，方向不同。故A错误；
B．从P到Q运动时，速度先增大后减小，动能先增大再减小。故B错误；
C．从M到N过程，回复力先减小再增大。故C错误；
D．由对称性可知，振子在OP间与OQ间运动时间相等。故D正确。
故选D。
6．C
【详解】驱动力频率越接近固有频率，会引起共振，振幅增大。共振频率为
故选C。
7．A
【详解】A．根据图乙可知，单摆的位移x随时间t变化的关系式为
故A正确；
B．根据周期公式
解得单摆的摆长为
故B错误；
C．根据图乙可知，从到的过程中，单摆从振幅位置运动到平衡位置，则摆球的重力势能逐渐减小，故C错误；
D．根据图乙可知，从到的过程中，单摆从平衡位置运动到振幅位置，位移逐渐增大，由于
可知摆球所受回复力逐渐增大，故D错误。
故选A。
8．C
【详解】从如图所示的共振曲线可判断出与相差越大，受迫振动的振幅越小；与越接近，受迫振动的振幅越大，并可以从中看出接近，振幅的变化就越慢，比较各组数据知在60Hz~80Hz范围内，因此
为可能范围。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．AC
【详解】AB．根据单摆周期公式
结合
可得
由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，因此该单摆在月球上的共振频率为，在地球上的共振频率为，根据共振条件可知，该单摆在地球上自由摆动的频率为，实验用单摆在地球上和月球上的固有周期之比为，A正确、B错误；
C．根据
可知
则月球表面的重力加速度大小
C正确；
D．根据黄金替换公式有
又因为地球半径大于月球半径，则地球和月球的密度之比小于， D错误。
故选AC。
10．BD
【详解】A．由图可知该简谐运动的周期
振幅，A项错误；
B．由角频率
所以质点做简谐运动的表达式为
或
B项正确；
C．时质点位于平衡位置，速度最大，质点沿轴正方向运动，C项错误；
D．当时质点的位移为
D项正确。
故选BD。
11．AB
【详解】A．AB整体从速度为0运动大速度为，此过程为简谐振动，速度随时间的变化为
当时，此时有
当时，此时有
所以
故A正确；
C．弹簧振子质量变化，振动周期变化，则
C错误；
BD．AB分离前后，弹簧振子的质量减小为原来的一半，由于AB是在原长时分离，表明弹簧振子的总能量减为原来的一半，根据弹力做功特点，最大形变量为原来的，则B正确，D错误。
故选AB。
12．CD
【详解】ABD．A摆摆动起来后，通过水平绳子对B、C、D三个摆施加周期性的驱动力，使B、C、D三摆做受迫振动，BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于C与A的摆长是相等的，所以C的固有频率与A相等，C做共振，振幅最大．故AB错误，D正确；
C．BCD三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆均以相同频率振动，故C正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(1)D
(2)21.25
(3) 9.86
【详解】（1）为了减小误差，小球应选取质量大体积小即密度大的铁球，还需要保证摆动过程中摆线的长度不变，应选用细绳，且要保证摆动过程中摆点不发生移动固定，应采取铁夹夹住细丝线。
故选D。
（2）该游标卡尺的有标尺为20分度，其精度，摆球直径
（3）[1][2]根据单摆周期公式
可得
则图像的斜率
结合题图乙有
解得当地的重力加速度大小
14．见解析
【详解】在小球经过的位置任意取一点，设
由胡克定律得
以点为起点，可判断出小球的受力方向与其位移方向一直相反，可得
所以小球的运动是简谐运动。
15．（1）；（2）
【详解】（1）浮筒静止时，排水体积为V，可知
排水体积最大时，回复力为
解得
（2）根据回复力与位移的关系可知
解得
16．（1）5cm；（2）50.6m；（3）
【详解】（1）O、M两点间的距离即位弹簧振子的振幅A，由图乙可知
A＝5cm
（2）振子的振动周期为
T＝8s
0～2024s内的总路程为
（3）根据
简谐运动的位移与时间的关系式为
由图乙可知，t＝2s时
x＝-5cm
代入位移与时间的关系式得
故
弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式
17．（1）；（2）
【详解】（1）由题意可知A球摆动的等效摆长为
所以摆球A的周期为
（2）根据A球第5次经过最低点时B球恰击中A球得击中时球A、B运动的时间均为
根据自由落体运动规律，可知B球下落的距离为
答案第1页，共2页
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