周测6 单摆及实验 受迫振动 共振-【蓝海启航·启航金卷周周测】2026-2027学年高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

周测6单摆及实验受迫振动 共振 (时间，G0分钟#值，100分) 一，单选题本题共8小题，每题5分，其计0分) L如图所示，口点为单摆的周定悬点，度将可悦为置点的红球粒聚A点，此时相线处于 量状态，静止释放医球，医球将在经直平唐内的A、C之傅来同医动，B点为运动中的规 低位置。整个过程是略空气阳力，联在氛动稳定后的一个周周内 A.摆球只受到重力.拉力两个力的作用 长园球在经过A点和点处，速度为零，可复力为零 C摆球在经过B点处，违度最大，回复力量大 ).摆球相每两次经过百点时，蟹线控力大小不相等 2,如图甲所示，一个单国管小角度摆动，以向右的方向作为您球 偏离平衡位餐的位移的正方向，得到摆球相对平衡位置的位移 x随时间：变的图檬，如图乙所示，不计空气阻力。对于这个 单摆的数动过程，下判说法正瑞的是 A一Q多明，摆壤所受同复力最大，方向向右 K一.0s时，摆球偏离平南位置位移最大，方判向右 二从=Q,5到=1,0，的过程中.医球的重力势能蓬新增大 ).该单湖摆长为2m 区3.知图甲是演示商浙阔动图像的装置，它由一根较长的闺线和一个较小的沙留品成。当修围摆诗 时，匀速拉出沙漏F方的木板，漏出修沙在板上会思规一条由线。通过对由线的分析，可以确过 沙漏的位移时问变化的规律，阁乙是同一个诊漏分别在两块木版上形成的由线。经测藏爱 现OH一口B,若拉动本板1和本板2的速度大小分别为甲，和：， 甲 A.v-v: Do-o 舞板么某减噪装设结构如国所不，当外界声音酒过时起装宜的共最认面酸收声流达到眼 噪效果，已知其限有纸幸表达式为人，=冬（制》，其中。为棒版单位面积的暖量 L为气层的厚度，为常数，整测试发观它对赖率为90：的声音减蒙效装最到， 若外界声被额率由200H2变为00H,期 A.该装置报动颗率仍为20起 且.君数素的单位是g·m·s C话当增大上：可以获得更好减燥效果 适当调小单，可以获得更好减喝效果 5,如图所示为两个单器的受迫据动的共振角线，期下列说法正跳的是〔) A若两个受迫量动是在地感上同一地点进行，则两个摆长之比上： L.=425 B著两个受迫振南分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅱ表 示地择上单摆的共振由线 0020406i形 C着图线【表常是在地面上完遗的，则该单摆摆长约为1m )若图线川表示是在边面上完成的，侧顷单摆层长约为2可 5,如图所不，半径R的光带图气我道，场的：点蜀定有一繁直挡板，一质量为裤的小 物块P可视为缓点》从轨道上修，点由静止释政，到达量低点“时与挡极发生弹 性硬扇，最馆时可侵短，可整略不计。已知∠（太=，重力加连度为区，期小物块 P从开始释成到第一次同到点经历的时间拧为 B、g D.2 ?如周所示，两形线的一烟都系在小球的可一点，另一端分别围定在天花板上，组成 一个双线摆，两根线的长度均为，与竖直方向的失角均为8，小球的直径为，重 力加速度为：。理将小以章直纸面向外拉动，使悬线偏离竖直方向一个很小的角 度日由静止释堂，若不计章气阳力，下列说法正确的量 lcos0十 人谈以线预的锅长为1十号 瓜流双没钢的得期为丁一2年、 C,支双线摆的？角遂小遂好 D,小球宜果用密度较个的割科球 气，如得甲，小球在光滑侧%面上的A,日之间未回运 动。=0时刺将小球从A点由静止释货.成情对小 球的支持力大小F随时间：变化的由规如周乙，岩 宽长A目近小于单径，则 4 A.小球运对的周期为02x 臣充滑球面的半径为.1m 04 C.小绿的质量为。.0好g D小球的量大速度的为0.10m/、 二，备头雕〈本题共3小型，每题4分，共计18分，全部选对的得日分.部分送对的得3分，循选的得0分) ,如图甲所尔。一个有周定转动轴的餐直图丝转动 时，国定在园盘上的小属桂梦动一个T形支果 经直方向振动，T影支某的下直系着~个内第黄和 小球报域的振动系旋。测盘静止时，让小球做简蜡 运动，其根动图像如图乙所示、属社匀渔转局时 小球做受迫振动。小球振动稳定时，下列说法正确 的是 A小球跟动的国有同期是4s B小球做受迪振动时岗期一定是4 C同丝转动同期在4%附近时，个球振幅暴著增大 D圆盘转动网期在4：附近时.小球渠框量著减小 用测金单理及实整受迪振动共叛 10,版动是自慧界中普想存在的运动形式，简谐运动是最尾单，最藉本的动。美于算运动，甲， 乙图材应的说法正确的是 A阳甲是研究养簧板子的运功实验阁，弹簧景子在鲜簧婷力靠用下做匀变准直线运动 从图甲是研究弹簧最予的运动实玲图，角簧系子楠离平而使置时的加速度方向本远指向平青 位置O点 C阁乙是研究单园的国复力实验菌，单要的国复力是双球重力和醒线找力的合力 山，图乙中单摆的摆球运动到)点时速度最大，可复力最小 1上，学校实验室中有印，乙两单远，北振动周像为如图所示的正蕊焦线，则下 列说法中正端的是 A.甲，乙两单摆的摆球质量之比晶12 以甲、乙博单亚的赛长之比是1：4 C,应1,5时，内摆球的速度方句相同 山，1一1,5￥时，两摆球的相边度方向相同 选择恩答驱栏 号 1 1 10 答累 三、非头择疆（本题共3小题，共计？分） 名，10分)神同学武利用一围定光剂风复直测定重力加速度，周氢图如图甲所术，图中业线为凰无 面量低处，阀增直半径约为1,5m,该同学取一小铁球连行实险 《1》用静标卡尺陶量小铁球的直径，示数加图乙质常，属小铁球的直轻d一 m ()伸同学将小饮球从情中虚战左烟接避业线处由静止释数，划小快球的运动可等效为一单 园。当小铁球第一次经过虚线处开始用化表计时，并计数为1，当计数为0时，所用的时间 为【，则等效单国的周川T= 《3)更换半径不同的金阔球进行实验，正睛操作，根解实验记来的数影，检制的T号留像如图 内所示，图中图或的精.线程要均已标出，期当泡的重力加速度：一 ,置置面的帝 径R= 国风测情理喜样性必修第一贡®] 13,(14分)如周甲所示是一个单摆振动的精形，)是它的平衡拉餐，日，C是摆球所能到达的最运 位置。设惯球向有方向运动为正方向。图乙所示是这个单现的茶尚图像。积据图像同答， (xs10) 门)单摆振动的期常是多大？ 〔2)若当地的重力加违虔为10m/,,求这个显的摆长是多少g 3)该单摆在某是球表而银动时，测得完成5加次全振动所用的时间为100。求该爱慧表而的 重力加速度g 24a 儿路分)某单扭做院话运动，运动过程中摆线的是大拉力与最小拉力之北为。以现华半餐位监习 所在水平而为零重力势能参考而，提球的功能和重力势能对时何的变化规律]周所示，已知角 厦6很小时，sn登0，重力加速度g取10m/,eos5一0.9洲，求： (1)单摆的振动周期和摆长： (2)摆球的质量： (3)单摆做简情运动的板幅结果保留两位有效数字， 02(2)初始时，弹膏的形变量为r=坚 当弹簧的弹力等于A,B两球的重力时，小球A的速度最 大，此时弹簧的形变量为x1= 2mg 莲后根据A,B球和弹黄组成的系航起械能守恤豆，十 ×2m,+2mg-)红+号×2m /2 解得一g√更 向下运动离O点的距离最大时，两球速度为零，根据机诚 能安a红+号×2m+2mg=,+红 3m 解得r=k (3)小球A,B受力平衡时为平衡位置，最低点为向下最大 位移处，则小琼A,B俽菊谐运动的振幅为A=xm十x。 0点到平街位里的矩高为4=工一，-受 所以小球A从开始向下运动到第一次回到O点所用的时 间为1= ++品-号 M 其中T=2红√元 =2 解得=气。 周测6单摆及实验 受迫振动共振 1,A解析：摆球受到重力，拉力两个力的作用，故A正确：摆 球在经过A点和C点处，速度为零，回复力为重力沿初线方 向的分力，不为零，故B错误：摆球在经过B点（单摆的平衡 位置)处，建度最大，回复力为零，故C错溪：摆球相邻两次经 过B点时，违度大小相等，根据牛颜第二定律得F mg=m工 解得F=ng十m工 细线拉力大小相等，故D错误。故选A。 2,A解析：以向右的方向作为摆球偏离平衡位置的位移的正 方向，1=0,5s时，位移为一4Cm,即摆球在端点A,由 F=一缸可知，摆球所受回复力最大，方向向右，故A正确： 【=1.0s时，摆球的位移为套，即摆球刚好在平衡位置，故B 错误： 从1=0,5s到‘=1,0s的过程中，摆琼的位移遂渐减小，即 向下摆动回到平衡住置，重力做正功，重力婷能连新减小，故 C错误： 由t国像可知单摆的周期为T=2s,由T=2开√货 ,可得 摆长为L8T 4分*1m 数D错误。放选A, 3,B解析：木板微匀建运动，设辕动周期为T,由图乙可得 ×2T=×号T,可得=故接B 4,D解析：若外界声波频率由200Hz变为300Hz,刚系统源 动频平为300H2,故A错误：由了，= 沉·可得 f。aL,f。单位是s',a单位是kg·m,L单位是m,则 专单位是k如，m·。,故B错说：为我得更好减嗓数果， 可以使圈有领率增加。根据国有频率为人，= 可知，可 √GL 仅减小上的大小或仅换月。更小的薄板，故C错误，D正确。 故这D。 5,B解析：若两次受迫振动均在地球上问一地，点进行的，则重 力加追度相等，由图可知，固有频率比为2：5，则国有周期 比为5：2，根搭T=红√店知摆米比为251玫A错接： 若两次受边振劲分列在月球上和地球上进行，国为图线【单 摆的闲有领牵较小，尉周有网期较大，根据T=2红√尽 知周期大的重力加速度小，则图线I是月球上单摆的共振由 线，图线表示地球上单摆的共振曲线，故B正确： 1 由因可知，图线「表示的单摆的因有周期为T,= -=55 若图线I表示是在地面上完成的，由T=2红√尽 解得L1=T 年6.251m 4π 故C错误： 同理，图线Ⅱ表示的单摆的国有周期为L,= L 若因线Ⅱ表示是在地面上完成的，由T=2乐√ 解得L,=T 1m 故D错误。故选B 6,B解析：由于∠Ok=5”,别小物块P的运动可视为单摆模 型，根搭单摆周期公式了得T=2√ 小物块P从点由静止释放，运动到最低点时发生弹性理 撞，返回时，小物块的速度大小不变，运动周期不变，故小物 块P从开始释放到第一次回到（点经历的时间为丰个周期， R 则有1=2=πg ,故选B。 d 7.B解析：由题意可知，该双线摆的摆长为L=1c0s日十 A错误： d 接双线摆的周期为T=2√ L icos+ B正确： 题图中双线摆的日角媳小的话，摆动起来越不稳定，C借误： 小球宜采用密度大的铅球或者铁球，以减小空气阻力的影 响，D错误。故选B。 8.C解析：小球在一个周期内经过两次最气点，根揭因乙可 知，小球的运动周期为0.4π“，故A情误： 小球在龙滑圆孤面上做简指振动，根据周期公式T= 2A 式中的L即为光滑圆蔬面的半径R,代入数据可得R=L= 0.4m 故B错误： 设小球在光滑圈孤面上最高点时与其做國周运动的国心连 线与竖直方向的夹角为日，小球到达最低点时的连度的最大 值为v,则在最高点有mgcos日=F 在最低点有F:一mg=mR 从最高点到最低点由动能定理有mgR(1一os)=。m时 其中F,=0.495N,F:=0.510N 联立以上各式解得m=0,05kv= 5m/s 故C正确，D错误。故选C。 9,AC解析：由图乙可知，小球振动的固有周期为45，故A正 确：小球做受迫振动时周期等于驱动力的周期，即等于圈盘 答案全解全析 转动周期，不一定等于国有周期45，故B错误：图盘转动周 期在4s附近时，驱动力周期等于振动系能的固有周期，小球 产生共圾现象，振幅显著增大，故C正确，D错误。故选AC。 10,BD解析：题图甲是研究弹簧振予的运动实验图，弹蒸 子在弹簧弹力作用下做菊瑞运动，简谐运动是变加连运动， 故A项错误：弹簧银子在弹簧弹力作用下数加逃度方向永 远指向平衡位置O点的变速直线运功，故B项正确：题图 乙是研究单摆的回复力实验图，单摆的回复力是摆球重力 沿国弧切线方向的分力，故C项错误：图乙中)点为单摆 的平衡位星，在该位置单摆的回复力最小为零，且该，点处速 度最大，故D项正确。故选BD。 11,BD解析：单摆的周期与单摆的虞量和張幅无关，根搭单 摆的振动图像无法判断摆球质量的比值关系，故A错误： 根据单摆的周期公式有T=2红√只 解得L=8T四 4π 根羯围像可加T一8乏 可知1￥1Lz=14 故B正确： =1,58时，甲正在靠近平衡往置，而乙正在远离平衡位 置，可知，1=1,5s时，两探球的速度方向相反，故C错误： t=1,5s时，两摆球相对于平衡位置的位移均为正值，别加 速度方向沿负方向，即加速度方向相同，故D正确。故 选BD。 12.(1)1.66(2)55 a2 解析：(1)狼据游标卡尺读数規对 d=16mm十6×0.1mm=16.6mm=1.66cm. (2)根播题意可知，当计数为60时，小铁埠完成。个网 期，所用的时间为1，则等效单据的周期为T=60白一药 t21 2 (3)根据题意摆长为1一R-豆 d 由单摆周期公式T=2红√尽 得T=4台 联立解得T严=红.号十区R 2 斜为-么。一 =一 拟藏距为红R=b 解得R=a。 13.(1)1.25Hz(2)0.16m(3)1.6m/s 解析：1)由图乙可知T-0.8s,则f-丁-1，.25Hz, 2由T2V·得1- 4云 =0.16m (3)完成50次会振动所用的时间为100，则周期 T==2s 长器公水T=√F得g-兴-L6a/以 14.(1)0.8元51,6m(2)1kg(3)0.14m 解析：(1)单摆一个周期内摆球的动能和重力势能有两次达 到最大值，因北由图可知该单摆的振动周期为T=0.8π 由单摆调期公式T2红√尽 代入数据可得L=1.6m。 周周测物理选择性必修第一册RJ 4 (2)设单摆在最高点时摆线与整直方向的夹角为日，在最高 点时摆线的拉力最小，最小为F■ng cos日 在最低点摆线拉力最大，此时违度也为最大，设为。，则 Fmg L mv。 由题感可得F一 mg十L8 mgc05083 由图可知mgL(1-c0s0)=Zmv.=0.064J 联立解得m=1kg (3)由(2)中分析可得cos8■0.996 即9=6”=需nd 由几何知识可得单摆微面谐运动的扳幅为 4=2Lm72L:号=2X1.6X0.14m 阶段检测二机械振动 1,D解析：根帮v=xf=2×1.5m/s=3m/s,可得当汽车以 3m/s的速度行驶时，垃减速带的频率与汽车的因有频单相 同，发生共派，汽车颜毓得最厉害。故选D。 2.C解析：应从摆锤到达平衡位置开始计时，这样误 0 差小一些，A错误：摆锤摆动到最低点时，由图周运 动知，最气点需要合外力提供向心力，所以摆锤摆 动到最低点时其加速度不为零，B错误：摆锤直径与 摆线长度相比可以忽略不计，所以摆线可以选长度 约为1m的不可仲长的细线，C正确：当摆角日很小P 0 时，sing≈9-O'P * 单摆的回复力为F=一坚 则可知，摆角越大，误益越大，D错误：故选C。 3.D解析：0.6s时和0.85时振子的违度相同，方向均指向 位移负方向，故A错误： 0.2”时与0.4s时的回复力大小相同但方句不同，故B 错误： 0,5一0.9s摄子先靠近后运离平衡位置，系统的弹性婷能先 威小后增加，故C错误： 0,70.9s时间内，振子适离平衡位置，加速度增加，故D正 确。故这D。 4,D解析：根掷图像可知，物体A,B的振动，振幅均未衰减， 因北物体A,B的振动均为无阻尼振动，而通过图像可知两 物体的振动周期相同，为TA=T■=1,6s 故A错误： 一个周期内，A,B两物体的路程分别为 =4A=40 cm=4A=20 cm 路程差为△s=sA一m=20Cm 故B错误； 0.4s时，物体A,B均处于振幅最大位置处，速度均为0，国 此两者动能相阿，都为0，故C错误： 振动方程x=Asin(t十g台)cm 2π5 对B物依而言，式中A=5cmm=于=了ad/s,9=开 可得=5n(停+)em=-5n号(cm 故D正确。故选D. 5,C解析：由图像可知，t=0,2s时刻摆线的拉力最大，此时 摆球正经过最低点，则①正确： =1,1、时摆线的拉力最小，此时摆球正处于最高点，则② 正确； 由图像知悬线上最大拉力在逐潜减小，说明摆球摆动过程中 有祖力做功，机械能逐渐减小，则③错误： 由图像可知，摆球摆动的周期釣是T=1,28,则①错误。故遗C, 6,D解析：鱼涤的上下运动是简谐运动，鱼漂在M点时建度 为零，根据对称性可知鱼添在V点时速度也为零，鱼漂恰好 能回升至点V过水面，竟漂上升至点V过水面后清开始反