第二章 机械振动-单元测试-2022-2023学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册（含解析）

2人教版（新课标）高中物理选择性必修一-第二章机械振动题号一二三四总分得分一、单选题下列说法正确的是(

)A.电磁波信号在被发射前要被调制，调制后的信号频率低于调制前

B.光的偏振说明光是纵波

C.红光的频率低于伦琴射线的频率，γ射线的波长小于紫光的波长

D.做简谐运动的单摆，其质量越大，振动频率越大下列说法正确的是(

)A.光纤通信、全息照相及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理

B.一个单摆在海平面上的振动周期为T，那么将其放在高山之巅，其振动周期一定变小

C.在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变小

D.X射线在磁场中能偏转，穿透能力强，可用来进行人体透视如图所示，单摆甲放在空气中，周期为T甲；单摆乙放在以加速度a向下加速运动的电梯中，周期为T乙；单摆丙带正电，放在匀强磁场B中，周期为T丙；单摆丁带正电，放在匀强电场居中，周期为T丁A.T甲>T乙>T丙>T如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量为M的物块甲，物块甲在光滑水平面上往复运动。当物块甲的速度为0时，偏离平衡位置的位移为A，此时把质量为m的物块乙轻放在其上，之后两个物块始终一起做振幅为A的简谐运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则它们之间的动摩擦因数至少为(

)A.kAMg B.kAmg C.kA(M+m)g关于下列四幅图的说法中，正确的是(

)A.图中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大

B.图为两列水波产生的干涉图样，这两列水波的频率可以不同

C.图是波的衍射现象，左图的衍射更明显

D.图是声波的多普勒效应，该现象说明，当观察者与声源相互靠近时，他听到的声音频率变低了如图所示为某一时刻的波形曲线，波的传播方向沿+x方向，下列说法中不正确的是(

)

A.质点A、D的振幅相等 B.该时刻质点B、E的速度大小相等

C.该时刻质点D、F的加速度为零 D.该时刻质点C正向上运动如图所示，用绝缘细线悬吊着的带正电小球在匀匀强磁场中做简谐运动，则(

)A.当小球每次通过平衡位置时，动能相同

B.当小球每次通过平衡位置时，速度相同

C.当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同

D.撤消磁场后，小球摆动周期变化如图，长为l的细绳下方悬挂一小球，绳的另一端固定在天花板上O点，在O点正下方34l的O′点有一固定细铁钉。将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放，当小球摆至最低位置时，细绳受到铁钉的阻挡后继续运动。下列说法正确的是(

)A.碰钉前后瞬间小球的加速度之比为4：1

B.碰钉前后瞬间绳的拉力之比为1：4

C.碰钉前后小球离开平衡位置的最大距离之比为2：1

D.小球碰钉前运动时间和碰钉后离开平衡位置到最大距离所用时间之比为4：1

二、多选题下列说法正确的是(

)A.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在

B.真空中的一切电磁波都具有相同的波速

C.做简谐运动的质点在平衡位置时受到的合力一定为零

D.两列波在同一空间相遇，相互叠加一定会形成稳定的干涉图样

E.在一个周期内，沿着波的传播方向，振动在介质中传播的距离等于一个波长图甲为某沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0.5s时刻的波形图，a、b、c、d、e、f、g、ℎ、i是横波上的九个质点；图乙是横波上某个质点的振动图象，则下列说法正确的是(

)A.图乙可能是质点c的振动图象

B.t=0时质点a的速度大小比质点b的小

C.t=0时质点a的加速度大小比质点b的小

D.0～0.5

s时间内质点b的振动路程和质点a的相等

E.0～3 s时间内质点a、b的振动路程均为30 cm以下说法正确的是(

)A.部队过桥不能齐步走而要便步走，是为了避免桥梁发生共振现象

B.“闻其声而不见其人”是因为声波比光波更容易发生衍射现象

C.在光的折射现象中，入射角与折射角成正比

D.雷达所用的无线电波是波长很短的微波下列说法中正确的是(

)A.单摆的周期与振幅无关

B.只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率

C.真空中两列同向运动的光束，以其中一光束为参考系，另一光束是以光速c向前运动的

D.变化的电场一定能产生变化的磁场

E.两列波相叠加产生干涉现象，振动加强区域与减弱区域应交替出现三、实验题某同学用实验的方法“探究单摆的周期与摆长的关系”。

(1)组装单摆时，应在下列器材中选用______较为合适

A.长度为1m左右的细线

B.长度为30cm左右的细线

C.直径为1.8cm左右的塑料球

D.直径为1.8cm左右的铁球

(2)某同学用如图甲所示仪器来测量球的直径，该仪器的名称是______，某次测量的读数区如图乙所示，该球的直径为______mm。

(3)用秒表测量小球多次摆动的总时间，如图丙所示，对应时间为______。简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图

(1)所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象．取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图(2)所示．

(1)刚开始计时时，振子位移x=______；t=17s时，x=______．

(2)若纸带运动的速度为2cm/s，振动图线上1、3两点间的距离为______．

(3)写出振子的振动方程为______(用正弦函数表示)．四、计算题如图所示，将质量为mA=100g的平台A连接在劲度系数k=200N/m的弹簧上端形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置mB=mA的物块B，使A、B一起上下振动，若弹簧原长l0=5cm，g=10m/s2，求：

(1)当系统进行小振幅振动时，平衡位置离地面的高度ℎ；

(2)将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、A′之间来回滑动，A，A′点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ，θ很小。图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线，且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻，试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息，求：

(1)容器的半径；

(2)小滑块的质量；

(3)滑块运动过程中的守恒量。如图所示，质量为mA=150g的平台A连接在劲度系数k=100N/m的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，将质量为mB=50g的物块B置于A的上方，使A、B两物块一起上下振动。弹簧原长为l0=6cm，A的厚度可忽略不计，g取10m/s2.求：

(1)当系统做小振幅简谐振动时，A的平衡位置离地面C的高度；

(2)当振幅为1cm时，B对A的最大压力；

如图所示，跳楼机将游客载至高空，然后释放。座舱自由下落一段时间后，先启动电磁制动系统使座舱减速，再启动液压制动系统继续减速，到达地面时刚好停下。如将钢结构座舱看作为一个边长为L，总电阻为R的单匝正方形线框，则座舱的下落过程可以简化如下：线框先自由下落ℎ后，下边框进入匀强磁场时线框开始减速，下边框出磁场时，线框恰好做匀速直线运动。已知座舱的总质量为m，磁场区高度为L，磁感应强度大小为B，重力加速度为g。求：

(1)座舱刚进入磁场上边界时，感应电流的大小；

(2)座舱穿过磁场的过程中产生的焦耳热。

1.【答案】C

2.【答案】C

3.【答案】B

4.【答案】C

5.【答案】C

6.【答案】C

7.【答案】A

8.【答案】C

9.【答案】ABE

10.【答案】ABE

11.【答案】ABD

12.【答案】ACE

13.【答案】AD；游标卡尺；23.68；117.4s

14.【答案】−10cm；0；4cm；0.1sin(0.5π+315.【答案】解：(1)当系统的振幅很小时，A、B间不会分离，将A与B整体作为振子，当它们处于平衡位置时，

根据平衡条件得：kx0=(mA+mB)g

得弹簧的压缩量x0=(mA+mB)gk=(0.1+0.1)×10200m=0.01m=1cm

所以平衡位置距地面高度ℎ=l0−x0=5cm−1cm=4cm

(2)当A、B运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A、B间相互作用力最大，设振幅为A

最大加速度am=k(A+x0)−(mA+mB)gm16.【答案】解：(1)完成一次全振动的时间为一个周期，由图乙得小滑块做简谐振动的周期：T=π5s

由T=2πRg=π5，得R=0.1m

(2)在最高点A，有Fmin=mgcosθ=0.495N

在最低点B，有Fmax=mv2R+mg=0.510N

从A到B17.【答案】解：(1)mA=150g=0.150kg，mB=50g=0.050kg，l0=6cm=0.06m

振幅很小时，A、B间不会分离，将A与B整体作为振子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得：kx0=(mA+mB)g

得形变量：x0=0.02cm

平衡位置距地面高度：ℎ=l0−x0=0.06m−0.02m=0.04m

(2)当A、B运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A、B间相互作用力最大，设振幅为A，最大加速度：am=k(A+x0)−(mA+mB)gmA+mB

对B：N−mBg=mBam

解得：N=0.75N

(3)为使B在振动中始终与A接触，在最高点时相互作用力应