2019版高中物理第十一单元机械振动单元测试（一）新人教版.docx

第十一单元 机械振动注意事项：1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2选择题的作答：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，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、多选题1如图所示是一做简谐运动的物体的振动图像，下列说法正确的是()A振动周期是2102 sB第2个102 s内物体的位移是10cmC物体的振动频率为25 HzD物体的振幅是10cmE物体位移随时间变化的关系式为x10sin 4t cm2如图所示，图甲为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是()A在t0.2 s时，弹簧振子可能运动到B位置B在t0.1 s与t0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度大小相同C从t0到t0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加D在t0.2 s与t0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同E在t0.1 s与t0.5 s两个时刻，弹簧振子的动能相同3关于振子的振动过程，以下说法正确的是()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振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D在任意时刻，动能与势能之和保持不变E振子在平衡位置，弹性势能一定最小4如图所示为一单摆的振动图像，则() At1和t3时刻摆线的拉力等大Bt1和t3时刻摆球速度相等Ct3时刻摆球速度正在减小Dt4时刻摆线的拉力正在减小Et5时刻摆球加速度正在减小5一单摆的振动图像如图所示，下列说法中正确的是()At0.5 s时，摆球处于平衡状态Bt1.0 s时，摆球处于平衡状态Ct2.0 s时，摆球处于平衡位置D摆球摆动过程中，在任何位置都不是平衡状态Et1.0 s时，摆线所受拉力最大6下列说法中正确的是()A某物体做自由振动时，其振动频率与振幅无关B某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关C某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率D某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动E当驱动力的频率和物体固有频率相差越大时，物体振幅越大二、解答题7有一弹簧振子在水平方向上的BC之间做简谐运动，已知BC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(t0)，经过14周期振子到达正向最大位移处(1)求振子的振幅和周期；(2)在图中作出该振子的位移时间图象；(3)写出振子的振动表达式8如图所示为一弹簧振子的振动图像，求：从计时开始经多长时间第一次达到弹性势能最大？在23 s这段时间内弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各怎样变化？9两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为k1、k2，它们与一个质量为m的小球组成弹簧振子，静止时，两弹簧均处于原长，如图所示试证明弹簧振子做的运动是简谐运动10某物体做简谐运动，其位移与时间的变化关系式为x10sin5t cm，由此可知：物体的振幅为多少？物体振动的频率为多少？在t0.1 s时，物体的位移是多少？11一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示在t1.5102 s到t2102 s的时间内，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？从t0到t8.5102 s的时间内，质点的路程、位移各为多大？12如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题：写出该振子简谐运动的表达式该振子在第100 s时的位移是多少？前100 s内的路程是多少？2018-2019学年高二下学期第十一单元训练卷物 理（一）答 案1BCD【解析】（1）由图像可知，物体做简谐运动的振幅为10cm，周期为410-2s，A错误；D正确；（2）在第二个102 s内，物体运动方向与正方向相反，从最大位移处回到平衡位置，位移为-10cm，B正确；（3）由周期和频率的关系可知，物体振动的频率f=1410-2Hz=25Hz，C正确；（4）该简谐运动的表达式为x=10sin2Tt=10sin50t cm，E错误。故本题正确答案选BCD。2ABE【解析】（1）弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，若规定OB方向为正方向，则由乙图可知，t=0.2s振子恰好出现在正的最大位移处，即出现在B点。A正确；（2）根据图像可知，在t0.1 s与t0.3 s两个时刻，振子恰好出现在同一位置，速度大小必然相等，B正确；（3）从t0到t0.2 s的时间内，振子正远离平衡位置，速度越来越小，动能逐渐较小，C错误；（4）在t0.2 s与t0.6 s两个时刻，两个位置关于平衡位置左右对称，加速度大小相等，方向相反，D错误；（5）在t0.1 s与t0.5 s两个时刻，振子所处的两个位置关于平衡位置对称，动能必然相同，E正确。故本题选ABE。3ABD【解析】振子在平衡位置两侧往复振动，到平衡位置处速度达到最大，动能最大，势能最小，所以A正确；在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B正确；在任意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，D正确；振幅的大小与振子的位置无关，所以选项C错误；振子在平衡位置时，弹簧不一定处于原长，弹性势能不一定最小，如竖直放置的弹簧振子，故E选项错误；故选ABD.4ADE【解析】（1）由图像可知，t1和t3时刻，摆球所处位置重合，绳子拉力等大，A正确；（2）由图像可知，t1和t3两个时刻，摆球恰好经过同一位置，速度大小相等，方向相反，B错误；（3）在t3时刻，摆球正向着平衡位置运动，速度正在增大，C错误；（4）在t4时刻，摆球正在远离平衡位置，速度正在减小，绳子拉力正在减小，D正确；（5）在t5时刻，摆球正在靠近平衡位置，回复力正在减小，加速度正在减小，E正确。故本题正确答案选ADE。5CDE【解析】（1）由图像可知，t0.5 s时，摆球出现在最大位移处，回复力最大，加速度不为零，A错误；（2）t1.0 s时，摆球处于平衡位置，水平方向不受外力，但由于摆球处于竖直平面圆周轨道的最低点，绳子拉力和重力的合力提供向心力，故合力不为零，B错误；（3）t2.0 s时，摆球恰好经过平衡位置，C正确；（4）摆球摆动过程中，受到的外力的合力始终不能为零，故在任何位置都不是平衡状态，D正确；（5）t1.0 s时，摆球恰好出现在圆周轨道的最低点，速度最大，摆线所受拉力最大，E正确。故本题正确答案为CDE。6ABC【解析】（1）物体做自由振动时，振动频率为固有频率与振幅无关，A正确；（2）物体做受迫振动时，振动频率始终等于外界驱动力的频率，与固有频率无关，B正确；（3）物体发生共振时，系统的振动频率和固有频率相等，C正确；（4）物体共振时，同样受到阻力作用，故D错误；（5）当驱动力的频率和物体的固有频率相差越大时，物体的振幅越小，E错误。故本题正确答案选ABC。7（1）A=10cm （1分） T=0.2s （2分）（2）如下图所示。（3）x=10 sin(10t-) cm （3分）8（1）从计时开始，经过1s，弹性势能最大（2）加速度变大，速度减小，动能减小【解析】 (1)由题图知，在计时开始的时刻振子恰好以沿x轴正方向的速度通过平衡位置，此时弹簧振子有最大动能，随着时间的延长，速度不断减小，而位移逐渐增大，经14T，即1 s，其位移达到最大，此时弹性势能最大；(2)由题图知，t2 s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零；随着时间的延长，位移不断增大，加速度也变大，速度不断减小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大；当t3 s时，加速度达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。9证明过程见解析【解析】以平衡位置为坐标原点建立坐标轴，设左右两边弹簧的弹力分别为F1、F2，振子在平衡位置时F合F1F20，当振子离开平衡位置时，因两弹簧发生形变而使振子受到指向平衡位置的力。设离开平衡位置的正位移为x，则振子所受的合力为F(k1xk2x)(k1k2)xkx，所以，弹簧振子的运动为简谐运动。10(1)10cm(2)2.5Hz(3)10cm【解析】、由简谐运动的表达式可知，振幅A=10cm，=2T=2f=5，故频率f=2.5Hz该简谐运动的周期T=0.4s，所以在t=0.1s=14T，故t0.1 s，物体刚好到达正的最大位移处，位移为10cm。11(1)变大，变大，变小，变小，变大；（2）34cm,2cm【解析】（1）有位移时间关系图像可知， t1.5102 s到t2102 s的时间内，质点从平衡位置向负向最大位移处运动，故质点的位移逐渐变大，回复力逐渐变大，速度逐渐变小，动能逐渐变小，势能逐渐逐渐增大（2）该简谐运动的周期为T=2.010-2s，振幅为A=2cm，故T=8.510-2s=414