第二章 机械振动 单元卷 -2025-2026学年高二上学期物理寒假假期作业（二）

2025-2026学年高二上学期物理假期作业（二） 第二章 机械振动 一、单选题 1．关于简谐运动，下列说法正确的是（　　） A．简谐运动是最基本的振动 B．所有的振动都可以看作简谐运动 C．简谐运动一定是水平方向的运动 D．物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线形的轨迹线 2．一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1s，质点通过B点后，再经过1s，第二次通过B点，在这2s内，质点的总路程是，则质点振动的周期和振幅分别可能为（　　） A．2s，6cm B．4s，6cm C．4s，9cm D．2s，8cm 3．光滑的水平面上放有质量分别为m和的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如下图所示。已知两木块之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为使这两个木块组成的系统一起振动，系统的最大振幅为（　　） A． B． C． D． 4．已知地球半径为，一单摆在山脚下（处于海平面高度）的周期为，将该单摆移到高为的山顶，其周期变为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，光滑圆槽固定在水平面上，O点为圆心，C点为最低点。甲球从A点由静止释放，同时从O点由静止释放乙球，甲球在A、B之间摆动，光滑圆槽的半径R远大于甲球运动的弧长。甲球、乙球均可视为质点，当乙球运动到C点时，甲球（　　） A．在C点 B．在B点 C．在B、C之间 D．在A、C之间 6．将弹簧一端固定在铁架台的支架上，另一端和手机相连。将手机由静止状态竖直下拉一段距离后释放。手机内置的加速度传感器记录下手机上下振动时加速度与时间的关系（取竖直向下为加速度的正方向），如图所示。则（　　） A．a、b对应时刻，手机的速度相同 B．a、c对应时刻，手机振动的回复力相同 C．从c到b对应的时间为半个周期 D．从a到c对应的时间内，弹簧的弹性势能先减小后增大 7．如图甲所示，用一根细线连接小球后悬挂在O点，将小球拉至A点后由静止释放，小球在竖直面内做小角度的摆动，摆长为L，周期为T。如图乙所示，在O点正下方的B点固定一个光滑的钉子，仍将小球拉至A点后由静止释放，小球的运动周期变为。则B点与O点的距离为（  ） A． B． C． D． 二、多选题 8．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。先让A摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则在振动稳定后：（　　） A．其它各摆摆动周期跟A摆相同 B．其它各摆振动周期大小不同，D摆周期最大 C．其它各摆振动振幅大小不相同，E摆振幅最大 D．其它各摆振动振幅大小相同 9．如图所示，粗糙的水平面上有一半圆形凹槽，凹槽的质量为M，半圆弧的圆心为O点，最低点为A点，半径为R。现将一质量为m的光滑小球从圆弧上的D点由静止释放，已知OD与OA的夹角为θ（θ < 5°），重力加速度为g，小球大小可以忽略不计，从D点运动到A点的过程中，凹槽始终保持静止。下列说法正确的是（　　） A．小球从D点运动到A点过程中，小球和凹槽所组成的系统，机械能守恒，动量也守恒 B．小球到达A点时对凹槽的压力大小为3mg − 2mgcosθ C．小球从D点运动到A点的时间为 D．小球从D点运动到A点过程中，水平面摩擦力对凹槽的冲量大小为 10．水平地面上固定一段光滑绝缘圆弧轨道，过轨道左端N点的竖直线恰好经过轨道的圆心（图上未画出），紧贴N点左侧还固定有绝缘竖直挡板。自零时刻起将一带正电的小球自轨道上的M点由静止释放。小球与挡板碰撞时无能量损失，碰撞时间不计，运动周期为T，MN间的距离为L并且远远小于轨道半径，以下说法正确的是（　　） A．圆弧轨道的半径为 B．空间加上竖直向下的匀强电场，小球的运动周期会增大 C．空间加上垂直纸面向里的匀强磁场，若小球不脱离轨道，运动周期会增大 D．时小球距N点的距离约为 三、实验题 11．在一次用单摆测定重力加速度的实验中 （1）图B为测量周期用的秒表，长针转一圈的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格1min．在测量周期时，长、短针位置如图所示，所用时间t=_____________s， （2）用单摆测定重力加速度的实验中，除了铁架台、秒表外，还有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上____ （填字母）． A．1m长的粗绳         B．1m长的细线        C．半径为lcm的小木球 D．半径为lcm的小铅球     E．最小刻度为mm的米尺    F．最小刻度为cm的米尺      G．附砝码的天平 （3）若实验中测得的g值偏大，则可能的原因是_____（填字母）． A、摆长中没有加小球的半径                        B、开始计时时秒表过迟按下 C、在一定的时间内，把29次全振动误数成了30次 D、在振动过程中悬点出现松动，致使摆长变大 （4）为了减少实验误差，可采用图象法处理数据，通过多次改变摆长，测得多组摆长L和对应的周期T，并作出T2﹣L图象，如图所示．若图线的斜率为k，则用k表示重力加速度的测量值g=_____．若测量摆长时，漏加了小球半径导致图像不过原点，测量值g___．（填；偏大，偏小，不变） 12．甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。 （1）甲组同学采用图甲所示的实验装置。 A．为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用______；（用器材前的字母表示） a、长度接近的细绳         b、长度为左右的细绳 c、直径为的钢球        d、直径为的塑料球 e、最小刻度为米尺     f、最小刻度为的米尺 B．用游标卡尺测量小钢球直径为d，米尺测出摆线长为L； C．甲同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期，以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正：__________； （2）乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示，将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的图线。 A．由图丙，计算小球能摆到的最大高度表达式为__________（用字母、d和L表示） B．乙同学采取了图像方法处理数据，如图。 Ⅰ、请在图上将各数据点拟合成一条直线_____________； Ⅱ、他能得到的当地重力加速度为______（保留三位有效数字，） 四、解答题 13．如图所示，用两根长度都为L的细绳悬挂一个小球A、绳与水平方向的夹角为，使球A垂直于纸面做摆角小于的摆动，当它经过平衡位置的瞬间，另一小球B从A球的正上方自由下落，此后A球第5次经过最低点时B球恰击中A球。求： （1）A球的周期T； （2）B球下落的高度h。 14．如图所示，一轻弹簧直立在水平地面上，轻质弹簧两端连接着物块A和B，它们的质量分别为，，开始时A、B均静止。现将一个质量为的物体C从A的正上方某一高度处由静止释放，C和A碰后立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动，在运动过程中，物体B对地面的最小压力恰好为零，已知弹簧的劲度系数为k＝100N/m，弹簧在运动过程中始终在弹性限度范围内，忽略空气阻力，重力加速度g＝10。求： （1）物块A、C一起做简谐振动的振幅A； （2）物块B对地面的最大压力； 15．如图所示图甲中O点为单摆的固定悬点，现将一个小摆（可视为质点）拉至A点，此时细线处于绷紧状态，释放摆球，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=（小于10°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，求： （1）单摆的振动周期T； （2）单摆的摆长L； （3）摆球运动过程中的最大动量p。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二上学期物理假期作业（二） 第二章 机械振动参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B C C D C D AC BCD AD 11． 100.2s BDE BC 4π2/k 不变 【详解】（1）由图可知大格读数为90s，小格读数为：10.2s，故秒表的读数为t=100.2s； （2）A、B、单摆模型中，小球视为质点，故摆线越长质量越小，测量误差越小，故B正确，A错误；C、D、摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，故D正确，C错误；E、F、刻度尺的最小分度越小，读数越精确，故F错误，E正确；实验不需要天平，G错误；故选BDE； （3）根据单摆的周期公式，得 A、摆长中没有加小球的半径，则摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小．故A错误．B、开始计时，秒表过迟按下，则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大．故B正确．C、在一定的时间内，把29次全振动误数成了30次，则周期的测量值偏小，重力加速度的测量值偏大．故C正确．D、振动中出现松动，使摆线长度增加了，知摆长的测量值偏小，则重力加速度的测量值偏小，故D错误．故选BC. （4）由单摆周期公式 得 则图象的斜率 解得 由图象可知，实验漏加小球半径，图象的斜率不变，所测重力加速度测量值与真实值相等，不变． 12． ace ①为减小测量误差，应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值 9.86 【详解】（1）A. 根据实验要求，摆长应选长度接近1m的细绳； 为减小空气阻力的影响，应选用体积较小的实心金属球，故选直径为1.8cm的铁球； 根据得 可知需要测量摆长，所以需要最小刻度为的米尺。 故选ace。 C. ①为减小测量误差，应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值。 （2）A. 由图丙可知，该单摆的周期 T=2．0s 根据得 由图丙可知，该单摆的最大速度 v=100cm/s=1m/s 根据机械能守恒有 解得小球能摆到的最大高度 B. I、在图上将各数据点拟合成一条直线如图： II、根据得 知图线的斜率 解得 g=9．86m/s2 13．（1）；（2） 【详解】（1）由题意可知A球摆动的等效摆长为 所以摆球A的周期为 （2）根据A球第5次经过最低点时B球恰击中A球得击中时球A、B运动的时间均为 根据自由落体运动规律，可知B球下落的距离为 14．（1）5cm；（2）10N，方向竖直向下 【详解】（1）在平衡位置，弹簧的压缩量为 AC上升到最高位置时，B对地面的压力为零，此时弹簧的拉伸量为 所以振幅为 （2）AC向下运动到最低点时，其压缩量为 物块B受到地面的最大支持力为 根据牛顿第三定律得，物块B对地面的最大压力为10N，方向竖直向下。 15．（1）T=0.8πs ；（2）L=1.6m；（3） 【详解】（1）由乙图可知T=0.8πs； （2）由单摆的周期公式 解得 L=1．6m （3）在最低点B，根据牛顿第二定律，有 设最大摆角为，在最高点A有 从A到B 联立，可得 m=0．04kg， v=0.4 m/s 则摆球运动过程中的最大动量 答案第8页，共10页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $