高二物理单元复习过关试题与答案解析(经典珍藏版)：第十一章-机械振动

试卷第=page11页，总=sectionpages33页试卷第=page22页，总=sectionpages22页第十一章机械振动单元测试卷（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第I卷（选择题共48分)一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1、（2019上海高一月考）下列振动中可以看作一个简谐运动的是（）A讲话时声带的振动B音叉的振动C心脏的跳动D秋风中树叶的振动2、(2020北京大学附中月考)如图所示为某质点做简谐运动的振动图象．则关于该质点的振动情况，下列说法正确的是()A．周期T＝0.1sB．振幅A＝0.4mC．0.1s末质点运动速度为0D．0.2s末质点回到平衡位置3、（2020石家庄二中月考）做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下列哪组物理量完全相同()A．回复力、加速度、速度B．回复力、加速度、动能C．回复力、速度、弹性势能D．加速度、速度、机械能4、（2019·瓦房店市实验高级中学高二月考）如图所示的是某一质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是A．质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的B．2s末速度最大,沿x轴的正方向C．3s末加速度最大,沿x轴负方向D．质点在4s内的位移为8cm5、（2020北京101中学周测）一个做简谐运动的物体，频率为25Hz，那么它从一侧最大位移的中点D，振动到另一侧最大位移的中点C所用的最短时间，下面说法中正确的是()A．等于0.01sB．小于0.01sC．大于0.01sD．小于0.02s大于0.01s6、（2020·北京市陈经纶中学高二期中）惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟．如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙所示为摆的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动．在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，下列说法正确的是（）A．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动B．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动C．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动D．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动7、（2020·湖北省高二期中）如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()．A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度8、（2020·南昌市新建一中高二期中）悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T=2s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，在一个周期内的振动图象如图所示，关于这个图象，下列哪些说法是正确的是（

）A．t=1.25s时，振子的加速度为正，速度也为正B．t=1.7s时，振子的加速度为负，速度也为负C．t=1.0s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值D．t=1.5s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值9、（多选）（2020枣庄市第三中学高二月考）关于单摆，下列说法中正确的是（）A单摆摆球所受的合外力指向平衡位置B摆球经过平衡位置时加速度为零C摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力等于零D摆角很小时，摆球所受回复力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反10、（多选）（2020·江苏省宿豫中学高二月考）一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点再需要的时间是（）A． B．4sC．8s D．14s11、（多选）（2020·江苏省南通中学高二月考）如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为．下列说法正确的是（）A．MN间距离为5cmB．振子的运动周期是0.2sC．时，振子位于N点D．时，振子具有最大加速度12、（多选）（2020·四川省新津中学高二月考）如图所示，A、B、C、D四个单摆的摆长分别为Ｌ、2Ｌ、Ｌ、，摆球的质量分别为2m、2m、m、，四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让A球振动起来，通过水平细线迫使B、C、D也振动起来，则下列说法正确的是（）A．A球振动周期为B．B、C、D三个单摆质量不同，周期不同C．B、C、D中因D的质量最小，故其振幅是最大的D．B、C、D中C的振幅最大第II卷（非选择题共52分)二、实验题（满分18分）13、（18分）（2020年北京101中学期中）实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验．（1）用表示单摆的摆长，用表示单摆的周期，重力加速度__________．（2）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的__________（选填选项前的字母）．A．长约的细线 B．长约的橡皮绳C．直径约的均匀铁球 D．直径约的均匀木球（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________中所示的固定方式．（4）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是：__________（选填选项前的字母）．A．测出摆线长作为单摆的摆长．B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动．C．在摆球经过平衡位置时开始计时．D．用秒表测量单摆完成次全振动所用时间并作为单摆的周期．（5）甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是__________（选填“”“”“”），若图线斜率为，则重力加速度__________（用表示）．（6）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是____________________（选填选项前的字母）．A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误讲摆球次全振动的时间记为次全振动的时间．（7）丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图所示，则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为__________（结果保留一位有效数字）．三、解答题（满分34分，其中14题10分，15题12分，16题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）14、（10分）（2020湖南长沙一中期中）一质量为m，长度为L，横截面积为S的木棒，竖直置于足够深的水中静止，然后用手缓慢将木棒奇峰部压向水面，放开木棒，水的密度为ρ。（1）试证明木棒在放开手后所做的是简谐运动（不考虑水的粘滞阻力）（2）已知简谐振动的周期公式为T=2π，求木棒的振动周期。15、（12分）（2020大庆第一中学月考）如图所示是两个弹簧振子A、B做简谐运动的图象，根据图像所给的信息，回答以下问题：（1）弹簧振子A的振幅和周期；（2）8s-10s内，振子B加速度的大小如何变化，方向如何；（3）在t=10s时，A、B振子都通过平衡位置，并且它们的速度大小相等、方向相反，从此时起，至少再经过多长的时间，它们再同时通过平衡位置且速度相同；（4）写出两个弹簧振子的位移与时间的关系式。16、(12分)(2020河北邯郸四中月考)将一个力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固定悬点，现将质量为m＝0.05kg的小摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB＝∠COB＝θ，θ小于5°且是未知量．由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻．试根据力学规律和题中所给的信息求：(取g＝10m/s2)(1)单摆的振动周期和摆长；(2)摆球运动过程中的最大速度．

第十一章机械振动单元测试卷（考试时间：90分钟试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第I卷（选择题共48分)一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1、（2019上海高一月考）下列振动中可以看作一个简谐运动的是（）A讲话时声带的振动B音叉的振动C心脏的跳动D秋风中树叶的振动【答案】B【解析】当某一物体进行简谐运动时，物体所受的力跟位移成正比，并且总是指向平衡位置，而A中讲话时声带的振动没有规律，不是简谐振动，B中音叉的振动是有规律的，音叉在振动时是在平衡位置附近做周期性运动，选项B正确；C中心脏的跳动和D中树叶的振动都是振动与受力之间没有规律的，故选项CD错误。2、(2020北京大学附中月考)如图所示为某质点做简谐运动的振动图象．则关于该质点的振动情况，下列说法正确的是()A．周期T＝0.1sB．振幅A＝0.4mC．0.1s末质点运动速度为0D．0.2s末质点回到平衡位置【答案】D【解析】从图像可以看出，周期是0.2s，故选项A错误；振幅为0.2m，选项B错误；当t=0.1s时，质点处于平衡位置处，故此时的速度最大，选项C错误；t=0.2s时，质点在平衡位置处，故选项D正确。3、（2020石家庄二中月考）做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下列哪组物理量完全相同()A．回复力、加速度、速度B．回复力、加速度、动能C．回复力、速度、弹性势能D．加速度、速度、机械能【答案】B【解析】振动质点的位移是指离开平衡位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同；过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，不一定相同；回复力F＝－kx，由于x相同，故F相同；加速度a＝－，经过同一位置时，x相同，故加速度a相同；经过同一位置，速度大小一定相等，故动能一定相同，弹性势能、机械能也相同；故A、C、D错误，B正确．4、（2019·瓦房店市实验高级中学高二月考）如图所示的是某一质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是A．质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的B．2s末速度最大,沿x轴的正方向C．3s末加速度最大,沿x轴负方向D．质点在4s内的位移为8cm【答案】A【解析】由图像可以看出，质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的，选项A正确；2s末速度最大，沿x轴的负方向运动，选项B错误；3s末加速度最大，此时受力方向沿x轴正方向，故加速度的方向也是沿x轴正方向，选项C错误；质点在4s内的位移为0，选项D错误。5、（2020北京101中学周测）一个做简谐运动的物体，频率为25Hz，那么它从一侧最大位移的中点D，振动到另一侧最大位移的中点C所用的最短时间，下面说法中正确的是()A．等于0.01sB．小于0.01sC．大于0.01sD．小于0.02s大于0.01s【答案】B【解析】做简谐运动的物体从最大位移向平衡位置运动时，速度越来越大，所以从一侧最大位移的中点D运动到平衡位置的时间小于八分之一周期，根据简谐运动的对称性，其从平衡位置运动到另一侧最大位移中点C所用的时间也小于八分之一周期，故总时间小于四分之一周期，根据题意可知周期为0.04s，B项正确．6、（2020·北京市陈经纶中学高二期中）惠更斯利用摆的等时性原理制成了第一座摆钟．如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟，图乙所示为摆的结构示意图，圆盘固定在摆杆上，螺母可以沿摆杆上下移动．在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，下列说法正确的是（）A．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动B．甲地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动C．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向下移动D．乙地的重力加速度较大，若要调准可将螺母适当向上移动【答案】C【解析】在甲地走时准确的摆钟移到乙地未做其他调整时摆动加快了，说明周期变小了，根据单摆的周期公式T=2π，可判断出乙地的g变大了，要使周期T不变，故应该调节摆长L，使其增大，而让摆长L增大的方法就是将螺母向下调节，故选项C正确。7、（2020·湖北省高二期中）如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()．A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度【答案】C【解析】由于两个弹簧是一样的，即劲度系数k是相同的，而细线断开前两个物体的拉力相同，故两个弹簧的伸长量是相同的，所以甲、乙的振幅相等，选项AB均错误；又因为两个弹簧的最大弹性势能是相等的，在转化成甲、乙动能时，其最大动能也相等，但是甲的质量大，故甲的速度小，选项C正确。8、（2020·南昌市新建一中高二期中）悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T=2s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，在一个周期内的振动图象如图所示，关于这个图象，下列哪些说法是正确的是（

）A．t=1.25s时，振子的加速度为正，速度也为正B．t=1.7s时，振子的加速度为负，速度也为负C．t=1.0s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值D．t=1.5s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值【答案】C【解析】由t=1.25s时，振子在平衡位置的上方，受到的回复力是向下的，而图像中的竖直向上为正方向，故它的加速度为负，速度也为向下的，负值，故选项A错误；t=1.7s时，振子处在平衡位置的下方，故它受到的回复力是向上的，故它的加速度为正，速度在向下的最大位移处运动，故速度也为负，选项B错误；t=1.0s时，振子处于最上端的最大位移处，故此时振子的速度为零，受到回复力方向向下，故加速度为负的最大值，选项C正确；t=1.5s时，振子处于平衡位置处，故此时它的速度最大，加速度为零，选项D错误。9、（多选）（2020枣庄市第三中学高二月考）关于单摆，下列说法中正确的是（）A单摆摆球所受的合外力指向平衡位置B摆球经过平衡位置时加速度为零C摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力等于零D摆角很小时，摆球所受回复力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反【答案】CD【解析】单摆的回复力的方向总指向平衡位置，但合力的方向不总指向平衡位置，选项A错误；摆球经过平衡位置时，加速度方向是竖直向上的，不为零，因为此时摆球在做圆周运动，存在向心加速度，选项B错误；摆球运动到平衡位置时，所受到的回复力等于零，选项C正确；摆角很小时，摆球所受回复力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比，方向相反，选项D正确。10、（多选）（2020·江苏省宿豫中学高二月考）一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，再继续运动，又经过2s它第二次经过M点；则该质点第三次经过M点再需要的时间是（）A． B．4sC．8s D．14s【答案】AD【解析】由于题中没说是向什么方向运动第一次经过M点的，设弹簧振子在水平方向上，从平衡位置O点开始，向右经过3s到达M点，又经过2s向右再回到M点，说明四分之一周期是4s，则第三次过M点时的时间需要再经过3s×2+4s×2=14s，选项D正确；如果向左经过半个周期后再向右经过M点，然后再向右2s又回到M点，则设O点向右到M点的时间间隔为t，则四分之一周期为t+1s，故2（t+1s）+t=3s，故t=s，所以四分之一周期为s，故第三次经过M点需要再经过3s+s=s，选项A也正确。11、（多选）（2020·江苏省南通中学高二月考）如图所示，水平弹簧振子沿x轴在M、N间做简谐运动，坐标原点O为振子的平衡位置，其振动方程为．下列说法正确的是（）A．MN间距离为5cmB．振子的运动周期是0.2sC．时，振子位于N点D．时，振子具有最大加速度【答案】BC【解析】由函数关系式可知，振幅为5cm，即OM间的距离是5cm，MN间的距离是10cm，选项A错误；由函数式可知，ω=10π，故周期T==0.2s，选项B正确；t=0时，代入表达式可知，x=5cm，即振子处于N位置，选项C正确；把t=0.05s代入再得x=0，即处于平衡位置，振子的加速度为0，故选项D错误。12、（多选）（2020·四川省新津中学高二月考）如图所示，A、B、C、D四个单摆的摆长分别为Ｌ、2Ｌ、Ｌ、，摆球的质量分别为2m、2m、m、，四个单摆静止地悬挂在一根水平细线上。现让A球振动起来，通过水平细线迫使B、C、D也振动起来，则下列说法正确的是（）A．A球振动周期为B．B、C、D三个单摆质量不同，周期不同C．B、C、D中因D的质量最小，故其振幅是最大的D．B、C、D中C的振幅最大【答案】AD【解析】由单摆的周期公式得T=，选项A正确；单摆的周期与摆球的质量无关，故选项B错误；B、C、D三球的振动是受迫振动，振幅最大的是其固有频率等于外力的频率，外力是A球，看来只有A与C的摆线长是相等的，故这两个球的周期相等，所以C球的振幅应该最大，而不是看球的质量，选项C错误；D正确。第II卷（非选择题共52分)二、实验题（满分18分）13、（18分）（2020年北京101中学期中）实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验．（1）用表示单摆的摆长，用表示单摆的周期，重力加速度__________．（2）实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的__________（选填选项前的字母）．A．长约的细线 B．长约的橡皮绳C．直径约的均匀铁球 D．直径约的均匀木球（3）选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________中所示的固定方式．（4）将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是：__________（选填选项前的字母）．A．测出摆线长作为单摆的摆长．B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动．C．在摆球经过平衡位置时开始计时．D．用秒表测量单摆完成次全振动所用时间并作为单摆的周期．（5）甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是__________（选填“”“”“”），若图线斜率为，则重力加速度__________（用表示）．（6）乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是____________________（选填选项前的字母）．A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误讲摆球次全振动的时间记为次全振动的时间．（7）丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图所示，则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为__________（结果保留一位有效数字）．【答案】（1）（2分）；（2）（2分）AC；（3）（2分）图5；（4）（3分）BC；（5）（3分）；（6）（3分）C；（7）（3分）。【解析】（1）由周期公式，得．（2）AB为减小误差应保证摆线的长短不变，则A正确，B错误；CD摆球密度要大，体积要小，则C正确，D错误，故选AC．（3）悬点要固定，则为图5；（4）摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，则A错误．把单摆从平衡位髓拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，B正确．在摆球经过平衡位置时开始计时，C正确．把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用黑积法测量周期，D错误故选：BC．（5）由得则横坐标所代表的物理量是，则；（6）由得A．振幅大小与无关，则A错误．B．开始计时时，过早按下秒表，周期偏大，则偏小，B错误．C．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为次全振动的时间，则期偏小，则偏大，C正确．故选C．（7）由图可知周期为，得振幅为则。三、解答题（满分34分，其中14题10分，15题12分，16题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）14、（10分）（2020湖南长沙一中期中）一质量为m，长度为L，横截面积为S的木棒，竖直置于足够深的水中静止，然后用手缓慢将木棒奇峰部压向水面，放开木棒，水的密度为ρ。（1）试证明木棒在放开手后所做的是简谐运动（不考虑水的粘滞阻力）（2）已知简谐振动的周期公式为T=2π，求木棒的振动周期。【答案】（1）（5分）证明见解析；（2）（5分）T=2π。【解析】（1）对m受力分析，设开始时木棒浸入水中的深度为x0，因为此时静止，受力平衡，则mg=ρgSx0；用手下压x距离松开手后，则m所受的合力为F=mg-ρgS（x0+x）=-ρgSx，令k=ρgS，故F=-kx，即物体受到的合外力与位移成正比，方向与位移的方向相反，故木棒的振动是简谐振动。（2）因为T=2π，故木棒的振动周期为T=2π。15、（12分）（2020大庆第一中学月考）如图所示是两个弹簧振子A、B做简谐运动的图象，根据图像所给的信息，回答以下问题：（1）弹簧振子A的振幅和周期；（2）8s-10s内，振子B加速度的大小如何变化，方向如何；（3）在t=10s时，A、B振子都通过平衡位置，并且它