机械振动 章末综合检测（提升卷）（原卷版）-2024-2025学年高二物理（人教版选择性必修第一册）

机械振动章末综合检测（提升卷）

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

第I卷选择题（共46分）

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符

合题目要求的。）

I.（23-24高二上•江苏苏州•期中）请判定以下物体运动中不是简谐运动的是（）

A.图甲中，倾角为6的光滑斜面上的小球沿斜面拉下一段距离，然后松开

B.图乙中，竖直浮在水中的均匀木筷，下端绕几圈铁丝，把木筷往上提起一段距离后放手

C.图丙中，光滑圆弧面上的小球，从最低点移开很小一段距离，放手后，小球在最低点左右运动

D.图丁中，倾角均为。的两光滑斜面，让小球在斜面某处从静止开始在两斜面间来回运动

2.（23-24高二上・江苏苏州•期中）已知：弹簧振子的振动周期7=2可£,总机械能与振幅N的平方成正比,

即E相2,左为弹簧的劲度系数，〃为振子的质量。如图所示，一劲度系数为左的轻弹簧一端固定，另一

端连接着质量为加的物块，物块在光滑水平面上往复运动。当物块运动到最大位移为/的时刻，把另一质

量也为加的物块轻放在其上，两个物块恰好始终一起振动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度

为g。放上质量也为加的物块后，下列说法正确的是（）

m

初

kA

A.两物块之间的动摩擦因数为遍B.物块振动周期变为原来的2倍

c物块经过平衡位置时速度用竹

D.系统的振幅减小

3.（24-25高二上•全国•课后作业）如图，轻弹簧上端固定，下端悬挂一小钢球，把钢球从平衡位置。向

下拉一段距离/,放手让其运动，/为振动的振幅，用停表测出钢球完成〃个全振动所用的时间乙就

n

是振动的周期。弹簧的弹性势能表达式为综=g&2,其中左为弹簧的劲度系数，X为弹簧的形变量。现把

振幅减小为原来的一半，则（）

A.振动周期变为原来的一半

B.经过平衡位置的动能变为原来的一半

C.最大加速度变为原来的一半

D.若〃的值取小一些，可以减小测量误差

4.（24-25高三上•青海西宁•开学考试）如图所示为某弹簧振子振动的X—图像，已知该图像为正弦函数图

像，下列描述正确的是（）

A.该振子的周期为2s

B.在1.5〜2s时间内，振子的加速度不断增大

C.在3.5s时，振子的速度沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向

D.在3.5〜5.5s时间内，振子通过的路程为5（1+⑹cm

5.（24-25高二上•全国•课后作业）如图所示，三根长度均为A的轻细绳〃、b、c组合系住一质量分布均

匀且带正电的小球，球的质量为加、直径为带电荷量为4,绳6、。与天花板的夹角a=30。，

空间中存在平行于纸面竖直向下的匀强电场，电场强度£=鳖，重力加速度为g,现将小球拉开小角度后

q

由静止释放，则（）

o

O'

a

6

A.若小球在纸面内做小角度的左右摆动，则周期为％与©

\2g

B.若小球做垂直于纸面的小角度摆动，则周期为兀

C.摆球经过平衡位置时所受合力为零

D.无论小球如何摆动，电场力都不做功

6.（23-24高二下•河南南阳•期末）如图甲所示，。点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与。点之

间，可测出细线对摆球的拉力大小凡现将摆球拉到/点，释放摆球，摆球将在竖直面内的/、C之间来回

摆动，其中8点为运动中的最低位置。图乙表示拉力大小尸随时间/变化的曲线，，=0时摆球从/点由静

止开始运动，重力加速度g取lOm/s?。下列说法正确的是（）

A.摆球的质量为0.05kg

B.单摆的摆长为0.1m

C.摆球在0.17TS时和0.3兀s时速度相同

D.摆球运动过程中的最大速度为0.2m/s

7.（23-24高二下・北京大兴•期中）如图所示为两个单摆的受迫振动的共振曲线，则下列说法错误的是

'//cm

12-

10-

8-

6-

4-

2-

0.2,0.4~~0.6'/Hz

A.若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线I表示月球上单摆的共振曲线

B.若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比4：。=25:4

C.图线n若表示是在地面上完成的，则该单摆摆长约为1m

D.若摆长均为2m,则图线I表示是在地面上完成的

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分,

有选错的得0分。）

8.（23-24高二下•陕西渭南•期末）如图甲所示，弹簧振子以。点为平衡位置，在48两点之间做简谐运

动。当振子位于/点时弹簧处于原长状态。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。振子的位移尤随时

间f变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是（）

O

B

A.振子位移的表达式为龙=12sinl.67（cm）

B.t=0.6s时，振子的速度方向竖直向下

C.振子在8点的加速度大小为g

D.振子的动能和弹簧的弹性势能之和保持不变

9.（23-24高二下•福建南平・期末）如图，一轻质弹簧左端与墙固定，右端与铁块连接，铁块在光滑水平面

上的8、C两点间做简谐运动，。点为平衡位置。现有一橡皮泥从。点正上方某处竖直下落，恰好以速率%

击中速率也为%的铁块，并与之粘连。橡皮泥与铁块质量相同且均可视为质点。弹簧振子简谐振动的振动

周期7=2%聘（其中左为弹簧的劲度系数，根为振子的质量）。则（）

-橡皮泥

J

—%

BOC

A.橡皮泥与铁块粘连时，橡皮泥和铁块组成的系统动量守恒

3

B.橡皮泥与铁块粘连的过程中，橡皮泥和铁块组成的系统机械能损失了;加说

C.橡皮泥击中铁块后，系统的振幅变大

D.橡皮泥击中铁块后，系统的周期变大

10.（23-24高二下•安徽芜湖•期中）如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子

上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。现匀速转动摇把，转速为240r/min。

则（）。

A.当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5s

B.当振子稳定振动时，它的振动频率是4Hz

C.当转速减小为120r/min时，弹簧振子的振幅增大

D.当转速增大为360r/min时，弹簧振子的振幅增大

第口卷非选择题（共54分）

三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分。）

II.（2024•河北邯郸•一模）重力加速度是物理学中一个重要概念，它描述了在地球表面附近自由落体运动

的加速度。某探究小组确定了两种方案测量重力加速度，一是利用单摆测量重力加速度，二是利用平抛运

动测量重力加速度。

方案一：利用单摆测量当地重力加速度

（1）甲同学欲利用图1装置测量重力加速度，乙同学分析该装置测量周期时，测量全振动次数较多时摆球

容易做圆锥摆，于是提议利用图2双线摆和光电计数器测量当地的重力加速度。已知每根轻细线长度为4,

两悬点间相距s。当小球通过光电门（平衡位置）时，光电计数器计数1次，同时计时器开始计时。

请回答下列问题:

①如图3,用螺旋测微器测得小球直径"=mm。若计数器显示的计数次数为"，所用时间为f,则双线

摆的振动周期7=，利用图2测得当地重力加速度g=（用d、n、t、4、s表示）。

②若利用图1测量重力加速度，由于摆球做圆锥摆导致测量的重力加速度（选填“偏大'或“偏小”）。

方案二：利用平抛运动测量当地重力加速度

（2）如图4所示，四分之一圆弧轨道固定在水平台面上，在圆弧轨道最低点固定有压力传感器，将小球由

圆弧轨道某一高度静止释放，小球经过轨道最低点时压力传感器显示的压力大小为小球离开圆弧轨道

后做平抛运动，圆弧轨道的半径为R,小球的质量为加，抛出点距离地面的高度为九水平射程为x,则当

地的重力加速度测量值8=（用已经测得的量表示）。

12.（2024•江西上饶•模拟预测）某校物理小组尝试利用智能手机对竖直面内的圆周运动进行拓展探究。实

验装置如图甲所示，轻绳一端连接拉力传感器，另一端连接智能手机，把手机拉开一定角度，由静止释放,

手机在竖直面内摆动过程中，手机中的陀螺仪传感器可以采集角速度实时变化的数据并输出图像，同时，

拉力传感器可以采集轻绳拉力实时变化的数据并输出图像。经查阅资料可知，面向手机屏幕，手机逆时针

摆动时陀螺仪传感器记录的角速度为正值，反之为负值

o

甲乙

（1）某次实验，手机输出的角速度随时间变化的图像如图乙所示，由此可知在0~t。时间段内O

（多选）

A.手机20次通过最低点B.手机做阻尼振动

C.手机振幅不变D.手机振动的周期越来越小

（2）为进一步拓展研究，分别从力传感器输出图和手机角速度一时间图中读取几对手机运动到最低点时的

拉力和角速度的数据，并在坐标图中以尸（单位：N）为纵坐标、疗（单位：s-2）为横坐标进行描点，请

在图中作出尸-#的图像

F-co2

2.30

X

2.25

2.20X

2.15

2.10X

2.05

2.00

1.95

0.001.002.003.004.005.00

（3）根据图像求得实验所用手机的质量为kg,手机重心做圆周运动的半径为—m。（结果均保留两

位有效数字，重力加速度lOm/s?）

四、计算题（本题共3小题，共38分。）

13.（16分）（23-24高二下•北京海淀•期末）如图所示，弹簧振子在竖直方向的仄C两点之间做简谐运

动。小球位于5点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。若以小球的平衡位置为坐标原点。，以竖直向下

为正方向建立坐标轴Ox,用x表示小球相对于平衡位置的位移。已知2、C两点相距20cm,弹簧劲度系数

笈=20N/m,小球质量俏=0.5kg,取重力加速度gEOm/s?。

（1）请写出小球位移x随时间，变化的关系式。

（2）求5s内小球通过的路程及5s末小球位移的大小。

（3）求小球运动至8点时，其所受回复力和弹簧弹力的大小。

c

O

(

X