高二物理（人教版）选修3-4 第十一章 机械振动单元测试题
文档属性
| 名称 | 高二物理（人教版）选修3-4 第十一章 机械振动单元测试题 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 288.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-18 16:12:29 | ||
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文档简介
第十一章 机械振动
一、单选题
1.根据图可知，关于一次全振动，下列说法中正确的是( )
/
A． 从B经O运动到C的过程
B． 从任意一点出发再回到该点的过程
C． 从任意一点出发再首次同方向经过该点的过程
D． 从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程
2.一质点做简谐运动，其x－t图象如图所示，在0.2 s到0.3 s这段时间内质点的运动情况是( )
/
A． 沿负方向运动，且速度不断增大
B． 沿负方向运动，且位移不断增大
C． 沿正方向运动，且速度不断增大
D． 沿正方向运动，且速度不断减小
3.利用单摆测定重力加速度的实验中，若测得的g值偏小，可能的原因是( )
A． 单摆振动过程中振幅有减小
B． 测摆长时，仅测了摆线长度
C． 测摆长时，将线长加了小球直径
D． 测周期时，把N次全振动误记为N＋1
4.如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B间做简谐振动，下列说法正确的是( )
/
A． 振子在A、B处的加速度和速度均为零
B． 振子通过O点后，加速度方向改变
C． 振子通过O点后，速度方向改变
D． 振子从O→B或从O→A的运动都是匀减速运动
5.如图所示，在光滑水平面上的弹簧振子，弹簧形变的最大限度为20 cm，图示P位置是弹簧振子处于自然伸长的位置，若将振子m向右拉动5 cm后由静止释放，经0.5 s振子m第一次回到P位置，关于该弹簧振子，下列说法正确的是( )
/
A． 该弹簧振子的振动频率为1 Hz
B． 若向右拉动10 cm后由静止释放，经过1 s振子m第一次回到P位置
C． 若向左推动8 cm后由静止释放，振子m两次经过P位置的时间间隔是2 s
D． 在P位置给振子m任意一个向左或向右的初速度，只要位移不超过20 cm，总是经0.5 s速度就降为0
6.如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的最高点，D是圆环上与M靠得很近的一点(DM远小于/)．已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点，c球由C点自由下落到M点，d球从D点静止出发沿圆环运动到M点．则下列关于四个小球运动时间的关系，正确的是( )
/
A．tb＞tc＞ta＞td B．td＞tb＞tc＞ta C．tb＞tc＝ta＞td D．td＞tb＝tc＝ta
7.如图所示，轻弹簧下端挂一个质量为M的重物，平衡后静止在原点O.现令其在O点上下做简谐运动，下列四幅图象能正确反映重物的加速度a随位移x变化关系的是(沿x轴正方向的加速度为正)( )
/A．/ B．/ C．/ D．/
8.对于弹簧振子，其回复力和位移的关系，下列图中正确的是( )
A．/ B．/ C．/ D．/
9.做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的是( )
A． 速度一定为正值，加速度一定为负值
B． 速度一定为负值，加速度一定为正值
C． 速度不一定为负值，加速度不一定为正值
D． 速度不一定为负值，加速度一定为正值
10.关于简谐运动，下列说法正确的是( )
A． 位移的方向总是指向平衡位置
B． 速度的方向总是跟位移的方向相反
C． 位移的方向总是由平衡位置指向振动物体所在位置
D． 速度的方向总是跟位移的方向相同
11.下列运动中不属于机械运动的有( )
A． 人体心脏的跳动 B． 地球绕太阳公转
C． 小提琴琴弦的颤动 D． 电视信号的发送
12.甲、乙两单摆静止于平衡位置，摆球质量相同，摆长l甲＞l乙．现给摆球相同的水平初速度v，让其在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与能量分别为f1、f2和E1、E2，则它们的关系是 ( )
A．f1＞f2，E1＝E2 B．f1＜f2，E1＝E2 C．f1＜f2，E1＞E2 D．f1＝f2，E1＜E2
二、多选题
13. 质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中做机械振动的是( )
A．/ B．/ C．/ D．/
14. 如图所示，轻弹簧拴着小球放在光滑水平面上，O为弹簧的原长．现将小球拉至A处后释放，则小球在A、B间往复运动，下列说法正确的是( )
/
A． 从B→O，速度不断减小
B． 在O处弹性势能最小
C． 从B→O，速度不断增大
D． 在B处弹性势能最小
15. 一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动，由传感器测出拉力F随时间t的变化图象如图所示，下列判断正确的是( )
/
A． 小球振动的周期为2 s
B． 小球速度变化的周期为4 s
C． 小球动能变化的周期为2 s
D． 小球重力势能变化的周期为4 s
16.轻弹簧上端与力传感器相连，下端系一质量为m的小球，静止时小球处在位置O点，在弹簧弹性限度内，让小球在竖直方向上做简谐运动，振幅为A.取O点为x坐标原点，竖直向上为x正方向；t＝0时刻小球恰经过O点向上运动．传感器将其受到的弹簧作用力传给与之连接的计算机，四位同学通过计算机记录的数据分别绘制出F－t图象如下图所示，其中一定不正确的是( )
A．/ B．/
C．/ D．/
三、实验题
17.某实验小组用单摆测重力加速度．先用游标卡尺测摆球直径，结果如图甲所示，则摆球的直径为______cm.若将单摆悬挂后，用刻度尺测得摆线的长是87.00 cm，测得单摆完成40次全振动的时间如图乙表所示，则秒表读数是______s，单摆的摆动周期是______s，由此计算当地的重力加速度为______m/s2.(保留三位有效数字，π取3.14)
//
18.某研究性学习小组用图甲所示装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：
①安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；
②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作，测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度；
④画出v－t图象
//
甲 乙
请根据实验，回答如下问题：
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0，当地的重力加速度为g.则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为____________．(用v0、g和t表示)
(2)实验测得的数据如表：
/
请在图乙坐标纸上画出v－t图象．
(3)根据v－t图象，可以求得当地重力加速度g＝______m/s2，小球通过光电门1时的速度为______m/s.(以上结果均保留两位有效数字)
四、计算题
19.一个小球和轻质弹簧组成的系统，按x1＝5sin (8πt＋/π) cm的规律振动．
(1)求该振动的周期、频率、振幅和初相；
(2)另一简谐运动表达式为x2＝5sin(8πt＋/π) cm，求它们的相位差．
20.小明同学做了一个单摆，其摆长l＝1.02 m，摆球质量m＝0.10 kg，假设单摆做简谐运动，他测出单摆振动30次所用的时间t＝60.8 s，试求：
(1)当地的重力加速度是多大？
(2)如果将这个单摆改为秒摆(周期为2 s)，摆长应怎样改变？改变多少？
21.一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．
/
(1)求t＝0.25×10－2s时的位移；
(2)在t＝1.5×10－2s到2×10－2s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？
(3)在t＝0到8.5×10－2s时间内，质点的路程、位移各多大？
答案解析
1.【答案】C
【解析】小球在做简谐运动，是一种重复性的运动，从B经O运动到C的过程不是该重复性运动的最小单元，故A错误；若从任意一点出发再回到该点的速度方向相反，说明不是该重复性运动的最小单元，故B错误；从任意一点出发再首次同方向经过该点的过程，是该重复性运动的最小单元，故C正确；从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程是半个全振动，故D错误．
2.【答案】C
【解析】由题图可看出，在0.2 s到0.3 s这段时间内，质点沿负方向的位移不断减小，说明质点正沿着正方向由负的最大位移处向着平衡位置运动，由此可判断A、B错误；又质点的速度方向是正方向，质点做变加速运动，质点速度不断增大，选项C正确，D错误．故正确答案为C.
3.【答案】B
【解析】由T＝2π/可知，重力加速度：g＝/；重力加速度与振幅无关，故A错误；测摆长时，仅测了摆线长度，摆长偏小，g偏小，故B正确；测摆长时，将线长加了小球直径，摆长偏大，g偏大，故C错误；测周期时，把N次全振动误记为N＋1，所测周期偏小，g偏大，故D错误．
4.【答案】B
【解析】振子在A、B处的加速度最大，方向相反，而速度都为零，故A错误；当振子经过平衡位置时，速度的方向不变，而位移方向改变，所以加速度的方向改变，故B正确，C错误；当振子从平衡位置向两端点运动时，弹簧的弹力逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度的方向与速度的方向相反，振子做减速运动，但不是匀减速，故D错误，故选B.
5.【答案】D
【解析】由题意知，该弹簧振子振动周期为T＝0.5×4 s＝2 s，且以后不再变化，即弹簧振子固有周期为2 s，振动频率为0.5 Hz，所以B选项中应经过0.5 s第一次回到P位置，A、B选项错误；C选项中两次经过P位置的时间间隔为半个周期，是1 s，C选项错误，D选项正确．
6.【答案】C
【解析】对于AM段，位移x1＝/R，加速度a1＝/＝/g，根据x1＝/a1t/得，t1＝2/.
对于BM段，位移x2＝2R，加速度a2＝gsin 60°＝/g，根据x2＝/a2t/得，t2＝/.
对于CM段，位移x3＝2R，加速度a3＝g，由x3＝/gt/得，t3＝2/.
对于D小球，做类单摆运动，t4＝/＝//.故C正确．
7.【答案】B
【解析】因为物体做简谐运动，所以物体的重力与弹簧的弹力的合力充当回复力，并且满足F＝－kx，根据牛顿第二运动定理可得F＝ma，所以a＝－/，即物体的加速度大小和位移成正比，方向和位移的方向相反，故B正确．
8.【答案】C
【解析】由简谐运动的回复力公式F＝－kx可知，弹簧振子做简谐运动时的回复力和位移的关系图象应如选项C所示
9.【答案】D
【解析】若位移为负，由a＝－/可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能有两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，A、B、C错误．
10.【答案】C
【解析】位移的方向由平衡位置指向物体所在的位置，故A错误，C正确；速度的方向可以与位移方向相同，也可以与物体的位移方向相反，故B、D错误．
11.【答案】D
【解析】人体心脏的跳动，心脏位置不断改变，是机械运动，故A错误；地球绕太阳运动，相对太阳的位置不断改变，是机械运动，故B错误；小提琴琴弦的颤动，是机械振动，属于机械运动，故C错误；电视信号的发送，是电磁波的传播，电磁波是场物质，不是宏观物体，故不是机械运动，故D正确．
12.【答案】B
【解析】根据单摆周期公式T＝2π/，不同的单摆，摆长越长，周期越大，频率f＝/，所以频率越小，故f1＜f2；在平衡位置，势能最小，动能最大，由于质量和速度都相同，故最低点动能相同，故E1＝E2.
13.【答案】ABC
【解析】机械振动是指物体在某一平衡位置附近做来回往复运动，质点运动的位移x与时间t的关系图中，A、B、C正确，D错误．
14.【答案】BC
【解析】弹簧的弹性势能与形变量有关，在O点处为弹簧的原长，弹性势能最小，故B正确，D错误；从B→O过程中，弹力对小球做正功，速度不断增大，故A错误，C正确．
15.【答案】BC
【解析】小球运动的过程中在最低点拉力最大，最大位移处拉力最小，在一个周期内两次经过平衡位置，所以小球的周期为4 s，故A错误；小球的速度变化周期等于小球的点运动周期，等于4 s，故B正确；简谐运动经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点，此时两点速度大小相等，方向相反，因为动能没有方向，所以动能的变化周期等于小球的半个周期，为2 s，故C正确；简谐运动经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点，此时两点速度大小相等，方向相反，高度关于平衡位置对称，所以重力势能的变化周期为2 s，故D错误．
16.【答案】ABC
【解析】弹簧振子做简谐运动，x－t关系为：x＝Asinωt
重力和弹力的合力提供回复力，有：F－G＝F回
回复力表达式为：F回＝－kx
故F－t关系为：F＝－kAsinωt＋G
故A、B、C不正确，D可能．
17.【答案】0.97 75.3 1.88 9.76
【解析】摆球的直径为：d＝9 mm＋0.1×7 mm＝9.7 mm＝0.97 cm.
秒表的读数为：t＝60＋15.3 s＝75.3 s，
单摆的周期为：T＝/＝/s＝1.882 5 s≈1.88 s.
根据T＝2π/
得：g＝/＝/≈9.76 m/s2.
18.【答案】(1)v＝v0＋/gt (2)
/
(3)9.7 1.1
【解析】(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得
小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝v0＋/gt；
(2)根据数据作出v－t图象：
/
(3)小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝v0＋/gt；
所以v－t图象的斜率k＝/g，
所以当地重力加速度g＝2k＝9.7 m/s2，
根据v－t图象得出v0＝1.10 m/s，即小球通过光电门1时的速度为1.1 m/s.
19.【答案】(1)/s 4 Hz 5 cm / (2)π
【解析】(1)已知ω＝8π rad/s，由ω＝/得T＝/s，f＝/＝4 Hz.A＝5 cm，φ1＝/
(2)由Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1得
Δφ＝/π－/＝π.
20.【答案】(1)9.79 m/s2 (2)其摆长要缩短0.027 m
【解析】(1)当单摆做简谐运动时，其周期公式为T＝2π/，由此可得g＝/，只要求出T值代入即可．因为T＝/＝/s≈2.027 s，
所以g＝/＝/m/s2≈9.79 m/s2.
(2)秒摆的周期是2 s，设其摆长为l0，由于在同一地点，重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有/＝/，故有l0＝/＝/m≈0.993 m．其摆长要缩短Δl＝l－l0＝1.02 m－0.993 m＝0.027 m.
21.【答案】(1)－/cm (2)变大 变大 变小 变小 变大 (3)34 cm 2 cm
【解析】(1)由题图可知A＝2 cm，T＝2×10－2s，振动方程为x＝Asin(ωt－/)＝－Acosωt＝－2 cos/tcm＝－2cos 100 πtcm
当t＝0.25×10－2s时，x＝－2cos/cm＝－/cm.
(2)由图可知在1.5×10－2～2×10－2s内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．
(3)从t＝0至8.5×10－2s时间内为/个周期，质点的路程为s＝17A＝34 cm，质点0时刻在负的最大位移处，8.5×10－2s时刻质点在平衡位置，故位移为2 cm.
一、单选题
1.根据图可知，关于一次全振动，下列说法中正确的是( )
/
A． 从B经O运动到C的过程
B． 从任意一点出发再回到该点的过程
C． 从任意一点出发再首次同方向经过该点的过程
D． 从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程
2.一质点做简谐运动，其x－t图象如图所示，在0.2 s到0.3 s这段时间内质点的运动情况是( )
/
A． 沿负方向运动，且速度不断增大
B． 沿负方向运动，且位移不断增大
C． 沿正方向运动，且速度不断增大
D． 沿正方向运动，且速度不断减小
3.利用单摆测定重力加速度的实验中，若测得的g值偏小，可能的原因是( )
A． 单摆振动过程中振幅有减小
B． 测摆长时，仅测了摆线长度
C． 测摆长时，将线长加了小球直径
D． 测周期时，把N次全振动误记为N＋1
4.如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B间做简谐振动，下列说法正确的是( )
/
A． 振子在A、B处的加速度和速度均为零
B． 振子通过O点后，加速度方向改变
C． 振子通过O点后，速度方向改变
D． 振子从O→B或从O→A的运动都是匀减速运动
5.如图所示，在光滑水平面上的弹簧振子，弹簧形变的最大限度为20 cm，图示P位置是弹簧振子处于自然伸长的位置，若将振子m向右拉动5 cm后由静止释放，经0.5 s振子m第一次回到P位置，关于该弹簧振子，下列说法正确的是( )
/
A． 该弹簧振子的振动频率为1 Hz
B． 若向右拉动10 cm后由静止释放，经过1 s振子m第一次回到P位置
C． 若向左推动8 cm后由静止释放，振子m两次经过P位置的时间间隔是2 s
D． 在P位置给振子m任意一个向左或向右的初速度，只要位移不超过20 cm，总是经0.5 s速度就降为0
6.如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的最高点，D是圆环上与M靠得很近的一点(DM远小于/)．已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点，c球由C点自由下落到M点，d球从D点静止出发沿圆环运动到M点．则下列关于四个小球运动时间的关系，正确的是( )
/
A．tb＞tc＞ta＞td B．td＞tb＞tc＞ta C．tb＞tc＝ta＞td D．td＞tb＝tc＝ta
7.如图所示，轻弹簧下端挂一个质量为M的重物，平衡后静止在原点O.现令其在O点上下做简谐运动，下列四幅图象能正确反映重物的加速度a随位移x变化关系的是(沿x轴正方向的加速度为正)( )
/A．/ B．/ C．/ D．/
8.对于弹簧振子，其回复力和位移的关系，下列图中正确的是( )
A．/ B．/ C．/ D．/
9.做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的是( )
A． 速度一定为正值，加速度一定为负值
B． 速度一定为负值，加速度一定为正值
C． 速度不一定为负值，加速度不一定为正值
D． 速度不一定为负值，加速度一定为正值
10.关于简谐运动，下列说法正确的是( )
A． 位移的方向总是指向平衡位置
B． 速度的方向总是跟位移的方向相反
C． 位移的方向总是由平衡位置指向振动物体所在位置
D． 速度的方向总是跟位移的方向相同
11.下列运动中不属于机械运动的有( )
A． 人体心脏的跳动 B． 地球绕太阳公转
C． 小提琴琴弦的颤动 D． 电视信号的发送
12.甲、乙两单摆静止于平衡位置，摆球质量相同，摆长l甲＞l乙．现给摆球相同的水平初速度v，让其在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与能量分别为f1、f2和E1、E2，则它们的关系是 ( )
A．f1＞f2，E1＝E2 B．f1＜f2，E1＝E2 C．f1＜f2，E1＞E2 D．f1＝f2，E1＜E2
二、多选题
13. 质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中做机械振动的是( )
A．/ B．/ C．/ D．/
14. 如图所示，轻弹簧拴着小球放在光滑水平面上，O为弹簧的原长．现将小球拉至A处后释放，则小球在A、B间往复运动，下列说法正确的是( )
/
A． 从B→O，速度不断减小
B． 在O处弹性势能最小
C． 从B→O，速度不断增大
D． 在B处弹性势能最小
15. 一根轻绳一端系一小球，另一端固定在O点，在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器，让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动，由传感器测出拉力F随时间t的变化图象如图所示，下列判断正确的是( )
/
A． 小球振动的周期为2 s
B． 小球速度变化的周期为4 s
C． 小球动能变化的周期为2 s
D． 小球重力势能变化的周期为4 s
16.轻弹簧上端与力传感器相连，下端系一质量为m的小球，静止时小球处在位置O点，在弹簧弹性限度内，让小球在竖直方向上做简谐运动，振幅为A.取O点为x坐标原点，竖直向上为x正方向；t＝0时刻小球恰经过O点向上运动．传感器将其受到的弹簧作用力传给与之连接的计算机，四位同学通过计算机记录的数据分别绘制出F－t图象如下图所示，其中一定不正确的是( )
A．/ B．/
C．/ D．/
三、实验题
17.某实验小组用单摆测重力加速度．先用游标卡尺测摆球直径，结果如图甲所示，则摆球的直径为______cm.若将单摆悬挂后，用刻度尺测得摆线的长是87.00 cm，测得单摆完成40次全振动的时间如图乙表所示，则秒表读数是______s，单摆的摆动周期是______s，由此计算当地的重力加速度为______m/s2.(保留三位有效数字，π取3.14)
//
18.某研究性学习小组用图甲所示装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：
①安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；
②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；
③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作，测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度；
④画出v－t图象
//
甲 乙
请根据实验，回答如下问题：
(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0，当地的重力加速度为g.则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为____________．(用v0、g和t表示)
(2)实验测得的数据如表：
/
请在图乙坐标纸上画出v－t图象．
(3)根据v－t图象，可以求得当地重力加速度g＝______m/s2，小球通过光电门1时的速度为______m/s.(以上结果均保留两位有效数字)
四、计算题
19.一个小球和轻质弹簧组成的系统，按x1＝5sin (8πt＋/π) cm的规律振动．
(1)求该振动的周期、频率、振幅和初相；
(2)另一简谐运动表达式为x2＝5sin(8πt＋/π) cm，求它们的相位差．
20.小明同学做了一个单摆，其摆长l＝1.02 m，摆球质量m＝0.10 kg，假设单摆做简谐运动，他测出单摆振动30次所用的时间t＝60.8 s，试求：
(1)当地的重力加速度是多大？
(2)如果将这个单摆改为秒摆(周期为2 s)，摆长应怎样改变？改变多少？
21.一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．
/
(1)求t＝0.25×10－2s时的位移；
(2)在t＝1.5×10－2s到2×10－2s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？
(3)在t＝0到8.5×10－2s时间内，质点的路程、位移各多大？
答案解析
1.【答案】C
【解析】小球在做简谐运动，是一种重复性的运动，从B经O运动到C的过程不是该重复性运动的最小单元，故A错误；若从任意一点出发再回到该点的速度方向相反，说明不是该重复性运动的最小单元，故B错误；从任意一点出发再首次同方向经过该点的过程，是该重复性运动的最小单元，故C正确；从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程是半个全振动，故D错误．
2.【答案】C
【解析】由题图可看出，在0.2 s到0.3 s这段时间内，质点沿负方向的位移不断减小，说明质点正沿着正方向由负的最大位移处向着平衡位置运动，由此可判断A、B错误；又质点的速度方向是正方向，质点做变加速运动，质点速度不断增大，选项C正确，D错误．故正确答案为C.
3.【答案】B
【解析】由T＝2π/可知，重力加速度：g＝/；重力加速度与振幅无关，故A错误；测摆长时，仅测了摆线长度，摆长偏小，g偏小，故B正确；测摆长时，将线长加了小球直径，摆长偏大，g偏大，故C错误；测周期时，把N次全振动误记为N＋1，所测周期偏小，g偏大，故D错误．
4.【答案】B
【解析】振子在A、B处的加速度最大，方向相反，而速度都为零，故A错误；当振子经过平衡位置时，速度的方向不变，而位移方向改变，所以加速度的方向改变，故B正确，C错误；当振子从平衡位置向两端点运动时，弹簧的弹力逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度的方向与速度的方向相反，振子做减速运动，但不是匀减速，故D错误，故选B.
5.【答案】D
【解析】由题意知，该弹簧振子振动周期为T＝0.5×4 s＝2 s，且以后不再变化，即弹簧振子固有周期为2 s，振动频率为0.5 Hz，所以B选项中应经过0.5 s第一次回到P位置，A、B选项错误；C选项中两次经过P位置的时间间隔为半个周期，是1 s，C选项错误，D选项正确．
6.【答案】C
【解析】对于AM段，位移x1＝/R，加速度a1＝/＝/g，根据x1＝/a1t/得，t1＝2/.
对于BM段，位移x2＝2R，加速度a2＝gsin 60°＝/g，根据x2＝/a2t/得，t2＝/.
对于CM段，位移x3＝2R，加速度a3＝g，由x3＝/gt/得，t3＝2/.
对于D小球，做类单摆运动，t4＝/＝//.故C正确．
7.【答案】B
【解析】因为物体做简谐运动，所以物体的重力与弹簧的弹力的合力充当回复力，并且满足F＝－kx，根据牛顿第二运动定理可得F＝ma，所以a＝－/，即物体的加速度大小和位移成正比，方向和位移的方向相反，故B正确．
8.【答案】C
【解析】由简谐运动的回复力公式F＝－kx可知，弹簧振子做简谐运动时的回复力和位移的关系图象应如选项C所示
9.【答案】D
【解析】若位移为负，由a＝－/可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能有两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，A、B、C错误．
10.【答案】C
【解析】位移的方向由平衡位置指向物体所在的位置，故A错误，C正确；速度的方向可以与位移方向相同，也可以与物体的位移方向相反，故B、D错误．
11.【答案】D
【解析】人体心脏的跳动，心脏位置不断改变，是机械运动，故A错误；地球绕太阳运动，相对太阳的位置不断改变，是机械运动，故B错误；小提琴琴弦的颤动，是机械振动，属于机械运动，故C错误；电视信号的发送，是电磁波的传播，电磁波是场物质，不是宏观物体，故不是机械运动，故D正确．
12.【答案】B
【解析】根据单摆周期公式T＝2π/，不同的单摆，摆长越长，周期越大，频率f＝/，所以频率越小，故f1＜f2；在平衡位置，势能最小，动能最大，由于质量和速度都相同，故最低点动能相同，故E1＝E2.
13.【答案】ABC
【解析】机械振动是指物体在某一平衡位置附近做来回往复运动，质点运动的位移x与时间t的关系图中，A、B、C正确，D错误．
14.【答案】BC
【解析】弹簧的弹性势能与形变量有关，在O点处为弹簧的原长，弹性势能最小，故B正确，D错误；从B→O过程中，弹力对小球做正功，速度不断增大，故A错误，C正确．
15.【答案】BC
【解析】小球运动的过程中在最低点拉力最大，最大位移处拉力最小，在一个周期内两次经过平衡位置，所以小球的周期为4 s，故A错误；小球的速度变化周期等于小球的点运动周期，等于4 s，故B正确；简谐运动经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点，此时两点速度大小相等，方向相反，因为动能没有方向，所以动能的变化周期等于小球的半个周期，为2 s，故C正确；简谐运动经过半个周期运动到关于平衡位置对称的点，此时两点速度大小相等，方向相反，高度关于平衡位置对称，所以重力势能的变化周期为2 s，故D错误．
16.【答案】ABC
【解析】弹簧振子做简谐运动，x－t关系为：x＝Asinωt
重力和弹力的合力提供回复力，有：F－G＝F回
回复力表达式为：F回＝－kx
故F－t关系为：F＝－kAsinωt＋G
故A、B、C不正确，D可能．
17.【答案】0.97 75.3 1.88 9.76
【解析】摆球的直径为：d＝9 mm＋0.1×7 mm＝9.7 mm＝0.97 cm.
秒表的读数为：t＝60＋15.3 s＝75.3 s，
单摆的周期为：T＝/＝/s＝1.882 5 s≈1.88 s.
根据T＝2π/
得：g＝/＝/≈9.76 m/s2.
18.【答案】(1)v＝v0＋/gt (2)
/
(3)9.7 1.1
【解析】(1)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度得
小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝v0＋/gt；
(2)根据数据作出v－t图象：
/
(3)小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为v＝v0＋/gt；
所以v－t图象的斜率k＝/g，
所以当地重力加速度g＝2k＝9.7 m/s2，
根据v－t图象得出v0＝1.10 m/s，即小球通过光电门1时的速度为1.1 m/s.
19.【答案】(1)/s 4 Hz 5 cm / (2)π
【解析】(1)已知ω＝8π rad/s，由ω＝/得T＝/s，f＝/＝4 Hz.A＝5 cm，φ1＝/
(2)由Δφ＝(ωt＋φ2)－(ωt＋φ1)＝φ2－φ1得
Δφ＝/π－/＝π.
20.【答案】(1)9.79 m/s2 (2)其摆长要缩短0.027 m
【解析】(1)当单摆做简谐运动时，其周期公式为T＝2π/，由此可得g＝/，只要求出T值代入即可．因为T＝/＝/s≈2.027 s，
所以g＝/＝/m/s2≈9.79 m/s2.
(2)秒摆的周期是2 s，设其摆长为l0，由于在同一地点，重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有/＝/，故有l0＝/＝/m≈0.993 m．其摆长要缩短Δl＝l－l0＝1.02 m－0.993 m＝0.027 m.
21.【答案】(1)－/cm (2)变大 变大 变小 变小 变大 (3)34 cm 2 cm
【解析】(1)由题图可知A＝2 cm，T＝2×10－2s，振动方程为x＝Asin(ωt－/)＝－Acosωt＝－2 cos/tcm＝－2cos 100 πtcm
当t＝0.25×10－2s时，x＝－2cos/cm＝－/cm.
(2)由图可知在1.5×10－2～2×10－2s内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．
(3)从t＝0至8.5×10－2s时间内为/个周期，质点的路程为s＝17A＝34 cm，质点0时刻在负的最大位移处，8.5×10－2s时刻质点在平衡位置，故位移为2 cm.