第二章 机械振动 单元检测试卷（基础卷）-2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

高中物理人教版：选择性必修第一册 第二章《机械振动》 单元检测试卷（单元基础卷） ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 三．填空题（共2题，共16分） 11.（1） （2） （ 3 ） （ 4 ） 12. （1） （2） （3） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 . （1 0 分） 14.（1 3 分） 15.（17分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版：选择性必修第一册 第二章《机械振动》单元检测试卷（单元基础卷） 考试范围：《机械振动》 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间振动，关于振子，下列说法正确的是(　　) A.在a点时加速度最大，速度最大 B.在O点时速度最大，位移最大 C.在b点时位移最大，速度最小 D.在b点时加速度最大，速度最大 2.一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，由图可知(　　) A．质点振动的频率是4 Hz，振幅是2 cm B．质点经过每1 s通过的路程总是2 cm C．0～3 s内，质点通过的路程为6 cm D．t＝3 s时，质点的振幅为零 3.如图所示是一个水平弹簧振子做阻尼振动的振动图像，曲线上A、B两点连线与横轴平行，下列说法正确的是(　　) A.振子在A时刻的动能等于B时刻的动能 B.振子在A时刻的势能大于B时刻的势能 C.振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D.振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 4.弹簧振子在M、N两点之间做简谐运动，周期为0.5 s，M、N相距0.8 cm，计时开始时具有正向最大加速度，则它的振动方程是(　　) A．x＝8×10－3cos(4πt) m B．x＝－4×10－3cos(4πt) m C．x＝8×10－3cos(2πt) m D．x＝4×10－3cos(2πt) m 5.如图所示的几个相同单摆在不同条件下，关于它们的周期关系，其中判断正确的是(　　) A.T1＞T2＞T3＞T4 B.T1＜T2＝T3＜T4 C.T1＞T2＝T3＞T4 D.T1＜T2＜T3＜T4 6.如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是(　　) A．在t＝0.2 s时，弹簧振子的加速度为正向最大 B．在t＝0.4 s与t＝0.8 s两个时刻，弹簧振子的速度相同 C．从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动 D．在t＝0.4 s到t＝0.6 s时间内，弹簧振子的动能增大，势能减小 7.如图所示，由轻质弹簧下面悬挂一物块组成一个竖直方向振动的弹簧振子，弹簧的上端固定于天花板上，当物块处于静止状态时，取它的重力势能为零，现将物块向下拉一小段距离后放手，此后弹簧振子在平衡位置附近上下做简谐运动，不计空气阻力，则(　　) A．弹簧振子速度最大时，振动系统的势能为零 B．弹簧振子速度最大时，物块的重力势能与弹簧的弹性势能相等 C．弹簧振子经平衡位置时，振动系统的势能最小 D．弹簧振子在振动过程中，振动系统的机械能不守恒 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.(相位简谐运动的表达式)(多选)有两个简谐运动，其表达式分别是x1＝4 sin (100πt＋)cm，x2＝5 sin (100πt＋)cm，下列说法正确的是(　　) A.它们的振幅相同 B.它们的周期相同 C.它们的相位差恒定 D.它们的振动步调一致 9.如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示，由图像可知下列说法正确的是(　　) A.小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm B.1 s末到5 s末小球运动的路程为40 cm C.2 s末和4 s末小球的位移相等，运动方向也相同 D.小球2 s完成一次往复运动 10.如图所示，物体m系在两水平弹簧之间，两弹簧的劲度系数分别为k1和k2，且k1＝k，k2＝2k，两弹簧均处于自然伸长状态，今向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动(不计阻力)，O为平衡位置，则下列判断正确的是(　　) A．m做简谐运动，OC＝OB B．m做简谐运动，OC≠OB C．回复力F＝－kx D．回复力F＝－3kx 三、填空题（共计2题，共计17分） 11.(9分)如图所示是某质点做简谐运动的振动图像，根据图像中的信息，回答下列问题： (1)质点离开平衡位置的最大距离为________； (2)在t＝1.5 s时，质点向________方向运动；在t＝2.5 s时，质点向________方向运动。(均选填“正”或“负”) (3)1～2 s内质点速度________；2～3 s内质点速度________。(均选填“增大”或“减小”) (4)质点在第2 s末的位移是________；在前4 s内的路程是________。 12.(8分)在探究单摆运动的实验中： (1)图(a)是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图(b)是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F－t图像，根据图(b)的信息可得，从t＝0时刻开始摆球第二次摆到最低点的时刻为________，摆长为________(取π2＝10，重力加速度大小g＝10 m/s2) 。 (2)单摆振动的回复力是________。 A.摆球所受的重力 B.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力 C.摆线对摆球的拉力 D.摆球重力在垂直摆线方向上的分力 (3)某同学的操作步骤如下，其中正确的是______。 A.取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上 B.用米尺量得细线长度L，摆长为L再加上摆球半径 C.在摆线偏离竖直方向15°位置由静止释放小球 D.让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度 四、解答题（共计3题，共计40分） 13.(10分)如图所示，一质量为m的小钢球，用长为l的细丝线挂在水平天花板上(l远大于小钢球的半径)，初始时，摆线和竖直方向的夹角为θ(θ<5°)。静止释放小球后，求：(不计空气阻力，重力加速度为g) (1)小球摆到最低点所用的时间； (2)小球在最低点受到的拉力的大小。 14.(13分)一质量为m、侧面积为S的正方体木块，静止在水面上(平衡)，如图所示，现用力向下将其压入水中一段深度后(未全部浸入)撤掉外力，木块在水中上下振动，不计空气阻力。 (1)试分析木块上下振动的回复力的来源； (2)试证明该木块的振动是简谐振动。 15.(17分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移与时间的关系如图所示。求： (1)写出该简谐运动的表达式； (2)t＝0.25×10－2 s时的位移； (3)从t＝0到t＝8.5×10－2 s的时间内，小球的路程、位移各为多大？ 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版：选择性必修第一册 第二章《机械振动》单元检测试卷（单元基础卷） 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 答案 C C D B C C C 1. C 解析　O点为弹簧振子的平衡位置，振子在O点时加速度为零，位移为零，速度最大，故B错误；振子在a、b两点时，位移最大，加速度最大，速度为零，故A、D错误，C正确。 2.　C 解析　由题图可以直接看出振幅为2 cm，周期为4 s，所以频率为0.25 Hz，故A错误；质点在1 s内即个周期内通过的路程不一定等于一个振幅，故B错误；t＝0时质点在正向最大位移处，0～3 s为T，则质点通过的路程为3A＝6 cm，故C正确；振幅为质点偏离平衡位置的最大距离，与质点的位移有本质的区别，t＝3 s时，质点的位移为零，但振幅仍为2 cm，故D错误。 3.　D 解析　由于弹簧振子做阻尼振动，所以A时刻的机械能大于B时刻的机械能，故C错误，D正确；由于弹簧的弹性势能仅与弹簧的形变量(即振子的位移)有关，A、B两时刻弹簧的形变量相等，势能相等，故B错误；通过上述分析可知振子在A时刻的动能大于B时刻的动能，故A错误。 4.　B 解析　振子在M、N两点之间做简谐运动，由于M、N相距0.8 cm，所以2A＝0.8 cm，振幅A＝0.4 cm，周期为0.5 s，所以ω＝＝4π rad/s，而初始时刻具有正向最大加速度，即在负向最大位移处，综上可得x＝－4×10－3cos(4πt) m，B正确，A、C、D错误。 5.　C 解析　题图(1)中，当摆球偏离平衡位置时，重力沿斜面的分力mgsin θ为等效重力，即单摆的等效重力加速度g1＝gsin θ；题图(2)中两个带电小球的斥力总与运动方向垂直，不影响回复力；题图(3)为标准单摆；题图(4)摆球处于超重状态，等效重力增大，故等效重力加速度增大，g4＝g＋a。由单摆做简谐运动的周期公式T＝2π，知T1＞T2＝T3＞T4，选项C正确。 6.　C 解析　在t＝0.2 s时，弹簧振子的位移为正向最大，根据a＝－可知，加速度为负向最大，故A错误；由题图乙可知在t＝0.4 s与t＝0.8 s两个时刻，弹簧振子的速度大小相等，方向相反，故B错误；根据前面选项的分析，同理可知，从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动，故C正确；在t＝0.4 s到t＝0.6 s时间内，振子向负向最大位移处运动，动能减小，势能增大，故D错误。 7.　C 解析　当弹簧振子在平衡位置时的速度最大，此时的重力势能为零，但是弹簧的弹性势能不为零，故振动系统的势能不为零，A错误；在平衡位置时，物块的重力势能与弹簧的弹性势能不相等，B错误；因为只有重力和弹簧弹力做功，则弹簧振子的动能、重力势能及弹簧的弹性势能总和保持不变，振动系统的机械能守恒，D错误；弹簧振子在平衡位置时动能最大，故振动系统的势能最小，C正确。 二、多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 题号 8 9 10 答案 BC AB AD 8　BC 解析　它们的振幅分别是4 cm、5 cm，选项A错误；ω都是100π rad/s，所以周期(T＝)都是 s，选项B正确；由Δφ＝(100πt＋)－(100πt＋)＝得相位差恒定，选项C正确；Δφ≠0，即振动步调不一致，选项D错误。 9.　AB 解析　由题图乙可知小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm，4 s内完成一次往复运动，故A正确，D错误；1 s末到5 s末小球通过的路程是40 cm，故B正确；2 s末和4 s末小球位移均为0，位移相同，2 s末小球向x轴负方向运动，4 s末小球向x轴正方向运动，运动方向相反，故C错误。 10.　AD 解析　以O点为原点，水平向右为x轴正方向，物体在O点右方x处时所受回复力：F＝－(k1x＋k2x)＝－3kx，因此物体做简谐运动，由对称性可知，OC＝OB，故A、D正确。 3、 填空题（共计2题，共计16分） 题号 11 答案 11.答案　(1)10 cm　(2)负　负　(3)增大　减小　(4)0　40 cm 解析　(1)质点离开平衡位置的最大距离就是|x|的最大值，为10 cm。 (2)从1.5 s到2 s这段时间内，质点的位移为正值，位移减小，因此质点向负方向运动； 从2.5 s到3 s这段时间内，质点的位移为负值，且位移增大，因此质点向负方向运动。 (3)1～2 s内质点靠近平衡位置，速度增大；2～3 s内质点远离平衡位置，速度减小。 (4)质点在第2 s末处在平衡位置，因此位移为零；质点在前4 s内的路程为4×10 cm＝40 cm。 题号 12 答案 12.答案　(1)1.3 s　0.64 m　(2)D　(3)AB 解析　(1)摆球在最低点时摆线拉力最大，从t＝0时刻开始摆球第二次摆到最低点的时刻对应图像的第二个峰值，该时刻为1.3 s；根据图像，单摆的周期为T＝2× s＝1.6 s，根据T＝2π，解得l＝0.64 m。 (2)单摆振动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力，故选D。 (3)取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上，A正确；用米尺量得细线长度L，摆长为L再加上摆球半径，B正确；在摆线偏离竖直方向5°位置由静止释放小球，C错误；让小球在竖直面内摆动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度，D错误。 四、解答题（共计3题，共计41分） 题号 13 答案 13.　(1)　(2)3mg－2mgcos θ 解析　(1)根据周期公式有T＝2π (2分) 小球做简谐运动，则小球从静止释放到最低点所用的时间为t＝T＝ (2分) (2)从静止释放到最低点，由动能定理有 mg(l－lcos θ)＝mv2 (2分) 根据牛顿第二定律，有F拉－mg＝m (2分) 联立解得F拉＝3mg－2mgcos θ。(2分) 题号 14 答案 14.(1)木块所受重力和浮力的合力　(2)见解析 解析　(1)木块上下振动的回复力是木块所受重力和浮力的合力。 (2分) (2)证明：以木块为研究对象，取竖直向下为正方向，设静止时木块浸入水中的深度为Δx，当木块被压入水中 x后，撤去外力瞬间木块的受力 如图所示，则F合＝mg－F浮 (2分) 又F浮＝ρgS(Δx＋x) (1分) 联立可得 F合＝mg－ρgS(Δx＋x)＝mg－ρgSΔx－ρgSx (2分) 又由木块静止时， 有mg＝ρgSΔx， (1分) 所以F合＝－ρgSx (1分) 即F＝－kx(k＝ρgS) (2分) 所以木块的振动是简谐振动。 (2分) 　 题号 15 答案 15.　(1)x＝2cos(100πt－π) cm　(2)－1.414 cm　(3)34 cm　2 cm 解析　(1)由题图图像知，A＝2 cm，T＝2×10－2 s，φ＝－π， (2分) 则ω＝＝100π rad/s， (2分) 则表达式为x＝2cos(100πt－π) cm。 (3分) (2)把t＝0.25×10－2 s代入表达式有： x＝2cos(－π) cm≈－1.414 cm. (2分) (3) Δt＝8.5×10－2 s＝T， (2分) 所以通过的路程为×4A＝17A＝17×2 cm＝34 cm。(2分) 把t＝8.5×10－2 s代入表达式得 x′＝2×cos 7.5π(cm)＝0， 即此时小球在平衡位置，(2分) 这段时间内的位移大小为Δx＝x′－x0＝2 cm。(2分) 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版：选择性必修第一册 第二章《机械振动》单元检测试卷（单元基础卷） 考试范围：《机械振动》 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 1、 单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.如图所示，水平方向上有一弹簧振子，O点是其平衡位置，振子在a和b之间振动，关于振子，下列说法正确的是(　　) A.在a点时加速度最大，速度最大 B.在O点时速度最大，位移最大 C.在b点时位移最大，速度最小 D.在b点时加速度最大，速度最大 2.一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，由图可知(　　) A．质点振动的频率是4 Hz，振幅是2 cm B．质点经过每1 s通过的路程总是2 cm C．0～3 s内，质点通过的路程为6 cm D．t＝3 s时，质点的振幅为零 3.如图所示是一个水平弹簧振子做阻尼振动的振动图像，曲线上A、B两点连线与横轴平行，下列说法正确的是(　　) A.振子在A时刻的动能等于B时刻的动能 B.振子在A时刻的势能大于B时刻的势能 C.振子在A时刻的机械能等于B时刻的机械能 D.振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 4.弹簧振子在M、N两点之间做简谐运动，周期为0.5 s，M、N相距0.8 cm，计时开始时具有正向最大加速度，则它的振动方程是(　　) A．x＝8×10－3cos(4πt) m B．x＝－4×10－3cos(4πt) m C．x＝8×10－3cos(2πt) m D．x＝4×10－3cos(2πt) m 5.如图所示的几个相同单摆在不同条件下，关于它们的周期关系，其中判断正确的是(　　) A.T1＞T2＞T3＞T4 B.T1＜T2＝T3＜T4 C.T1＞T2＝T3＞T4 D.T1＜T2＜T3＜T4 6.如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是(　　) A．在t＝0.2 s时，弹簧振子的加速度为正向最大 B．在t＝0.4 s与t＝0.8 s两个时刻，弹簧振子的速度相同 C．从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动 D．在t＝0.4 s到t＝0.6 s时间内，弹簧振子的动能增大，势能减小 7.如图所示，由轻质弹簧下面悬挂一物块组成一个竖直方向振动的弹簧振子，弹簧的上端固定于天花板上，当物块处于静止状态时，取它的重力势能为零，现将物块向下拉一小段距离后放手，此后弹簧振子在平衡位置附近上下做简谐运动，不计空气阻力，则(　　) A．弹簧振子速度最大时，振动系统的势能为零 B．弹簧振子速度最大时，物块的重力势能与弹簧的弹性势能相等 C．弹簧振子经平衡位置时，振动系统的势能最小 D．弹簧振子在振动过程中，振动系统的机械能不守恒 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.(相位简谐运动的表达式)(多选)有两个简谐运动，其表达式分别是x1＝4 sin (100πt＋)cm，x2＝5 sin (100πt＋)cm，下列说法正确的是(　　) A.它们的振幅相同 B.它们的周期相同 C.它们的相位差恒定 D.它们的振动步调一致 9.如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线。若振动曲线如图乙所示，由图像可知下列说法正确的是(　　) A.小球偏离平衡位置的最大距离为10 cm B.1 s末到5 s末小球运动的路程为40 cm C.2 s末和4 s末小球的位移相等，运动方向也相同 D.小球2 s完成一次往复运动 10.如图所示，物体m系在两水平弹簧之间，两弹簧的劲度系数分别为k1和k2，且k1＝k，k2＝2k，两弹簧均处于自然伸长状态，今向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动(不计阻力)，O为平衡位置，则下列判断正确的是(　　) A．m做简谐运动，OC＝OB B．m做简谐运动，OC≠OB C．回复力F＝－kx D．回复力F＝－3kx 三、填空题（共计2题，共计17分） 11.(9分)如图所示是某质点做简谐运动的振动图像，根据图像中的信息，回答下列问题： (1)质点离开平衡位置的最大距离为________； (2)在t＝1.5 s时，质点向________方向运动；在t＝2.5 s时，质点向________方向运动。(均选填“正”或“负”) (3)1～2 s内质点速度________；2～3 s内质点速度________。(均选填“增大”或“减小”) (4)质点在第2 s末的位移是________；在前4 s内的路程是________。 12.(8分)在探究单摆运动的实验中： (1)图(a)是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图(b)是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F－t图像，根据图(b)的信息可得，从t＝0时刻开始摆球第二次摆到最低点的时刻为________，摆长为________(取π2＝10，重力加速度大小g＝10 m/s2) 。 (2)单摆振动的回复力是________。 A.摆球所受的重力 B.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力 C.摆线对摆球的拉力 D.摆球重力在垂直摆线方向上的分力 (3)某同学的操作步骤如下，其中正确的是______。 A.取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上 B.用米尺量得细线长度L，摆长为L再加上摆球半径 C.在摆线偏离竖直方向15°位置由静止释放小球 D.让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度 四、解答题（共计3题，共计40分） 13.(10分)如图所示，一质量为m的小钢球，用长为l的细丝线挂在水平天花板上(l远大于小钢球的半径)，初始时，摆线和竖直方向的夹角为θ(θ<5°)。静止释放小球后，求：(不计空气阻力，重力加速度为g) (1)小球摆到最低点所用的时间； (2)小球在最低点受到的拉力的大小。 14.(13分)一质量为m、侧面积为S的正方体木块，静止在水面上(平衡)，如图所示，现用力向下将其压入水中一段深度后(未全部浸入)撤掉外力，木块在水中上下振动，不计空气阻力。 (1)试分析木块上下振动的回复力的来源； (2)试证明该木块的振动是简谐振动。 15.(17分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移与时间的关系如图所示。求： (1)写出该简谐运动的表达式； (2)t＝0.25×10－2 s时的位移； (3)从t＝0到t＝8.5×10－2 s的时间内，小球的路程、位移各为多大？ 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $