山东省泰安市泰山国际学校2025-2026学年高二上学期物理周测1（第二章 机械振动）

高二上学期物理周测卷1（ 选修一 第二章 机械振动） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B C B C B B ABD ACD 题号 11 12 答案 BCD AB 一、单选题 1．下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（　D　） A．图甲中电视塔避雷针的工作原理是静电屏蔽 B．图乙中FAST射电望远镜是通过超声波观测天体 C．图丙中医用彩超可以用来检查心脏、大脑、眼底的病变是利用了波的衍射原理 D．图丁中是盥洗用的脸盆“洗”，用手摩擦盆耳，一定节奏后溅起水花，这是共振现象 【知识点】受迫振动与共振、超声波和次声波、无线电波的特性及作用 【详解】A．图甲中电视塔避雷针的工作原理是尖端放电，A错误； B．图乙中FAST射电望远镜是通过无线电波观测天体，B错误； C．图丙中医用彩超可以用来检查心脏、大脑、眼底的病变是利用了多普勒效应，C错误； D．图丁中是盥洗用的脸盆“洗”，用手摩擦盆耳，一定节奏后溅起水花，这是共振现象，D正确。故选D。 2．单摆的振动图像如图所示，单摆的摆长为（  D  ）. A．0.4m B．0.8m C．1.0m D．9.8m 【知识点】单摆的周期 【详解】周期为完成一次全振动的时间，从图象看出，完成一次全振动时间为s，所以周期T= s。根据，可得： A．。故A不符合题意。    B．。故B不符合题意。     C．。故C不符合题意。    D．。故D符合题意。故选D。 3．下列振动中可以看作一个简谐运动的是（  B  ）. A．讲话时声带的振动 B．音叉的振动 C．心脏的跳动 D．秋风中树叶的振动 【知识点】简谐运动的定义及特征 【详解】当某物体进行简谐运动时，物体所受的力跟位移成正比，并且总是指向平衡位置，它是一种由自身系统性质决定的周期性运动。 A．讲话时声带的振动没有规律，不是简谐运动。故A不符合题意。     B．音叉的振动，在平衡位置附近做周期性运动。故B符合题意。 C．心脏的跳动没有规律（指振动与受力的规律）。故C不符合题意。     D．秋风中树叶的振动没有规律（指振动与受力的规律）。故D不符合题意。故选B。 4．下列说法与振动有关，其中正确的是（　C　） A．周期是1秒的单摆叫秒摆 B．摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确 C．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率 D．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象 【知识点】单摆的周期、受迫振动与共振 【详解】A．周期是2秒的单摆叫秒摆，故A错误； B．根据单摆周期公式知摆钟走得快了说明周期变小，必须调长摆长，才可能使其走时准确，故B错误； C．挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出。为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频。故C正确； D．小船受到海浪的冲击上下振动，是受迫振动。故D错误。 故选C。 5．如图所示是一做简谐运动物体的振动图象,由图象可知物体速度最大的时刻是（B） A． B． C． D． 【知识点】简谐运动的图像 【详解】试题分析： t1时刻和t4时刻物体的位移为正向最大，物体的速度为零．故AD错误．t2时刻物体的位移为零，表示物体经过平衡位置，速度最大．故B正确．t3时刻物体的位移为负向最大，物体的速度为零．故C错误．故选B． 考点：简谐振动 【名师点睛】物体振动的位移表示物体离开平衡位置的位移，直接能读出物体的位置，分析出速度的大小． 6．在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（   C ） A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4 【知识点】单摆的周期 【详解】由振动图像可知甲乙两个单摆周期之比为 T甲：T乙 = 0.8：1.2 = 2：3 根据单摆周期公式 可得 则甲、乙两个单摆的摆长之比为 L甲：L乙 = T甲2：T乙2 = 4：9 故选C。 7．如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知（　B　） A．两摆球质量相等 B．两单摆的摆长相等 C．两单摆相位相同 D．在0~8s时间内，两摆球通过的路程s甲=s乙 【知识点】单摆的周期、单摆的振动图像及其表达式 【详解】A．从图像上可得出振幅，单摆周期，与质量无关，所以无法得到两球的质量关系，故A错误； B．从图上知，又由可得，两单摆的摆长相等，故B正确； C．由图像可知， 两单摆相位相差，故C错误； D．由于，在0~8s时间内，两摆球通过的路程s甲=2s乙，故D错误。故选B。 8．关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（　B　） A．单摆做稳定的受迫振动时，其频率与单摆的固有频率有关 B．秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为1.0s C．已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向 D．单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零 【知识点】绳/单层轨道模型、单摆的周期 【详解】A．单摆做稳定的受迫振动时，其频率与驱动力频率有关，与单摆的固有频率无关，故A错误； B．根据单摆的周期公式 可知单摆周期和振幅无关，秒摆的摆长减为原来的四分之一，周期变为原来的二分之一，为1.0s，故B正确； C．已知摆球初始时刻的位置及其周期，不知道初始时刻摆球的振动方向，无法判断摆球在任意时刻运动速度的方向，故C错误； D．单摆经过平衡位置，做圆周运动，摆球所受的合外力提供向心力，不为零，故D错误。 二、多选题 9．弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，都具有相同的（　ABD　） A．位移 B．加速度 C．速度 D．回复力 【知识点】弹簧振子模型 【详解】弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，位移x相同，根据F=-kx可知回复力相同；根据F=ma可知加速度相同；速度的大小是相同的，但是速度方向不一定相同。 【点睛】根据弹簧振子的加速度与位移成正比，由加速度的变化分析位移的变化。当振子的位移增大时，振子离开平衡位置，速度减小，加速度方向与速度方向相反；当振子的位移减小时，振子向平衡位置靠近，速度增大，加速度方向与速度相同。 10．对于秒摆（周期为2s）下述说法正确的是（　ACD　） A．摆长缩短为原来的四分之一时，频率是1Hz B．摆球质量减小到原来的四分之一时，周期是4s C．振幅减为原来的四分之一时，周期是2s D．如果重力加速度减为原来的四分之一时，频率为0.25Hz 【知识点】单摆的周期 【详解】A．摆长缩短为原来的四分之一，根据公式，周期变为原来的二分之一，所以变为1s，所以频率变为1Hz，故A正确； B．质量不影响周期，所以质量减小，周期不变，仍为2s，故B正确； C．振幅减为原来的四分之一，周期不变，所以仍为2s，故C正确； D．根据公式：，重力加速度变为原来的四分之一，周期变为原来的2倍，变为4s，所以频率变为0.25Hz，选项D正确。故选ACD． 点评：本题的关键知道秒表的周期，以及掌握单摆的周期公式，熟悉周期和频率之间的关系． 11．如图所示为一个弹簧振子做阻尼的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，（若运动过程中阻力大小恒定，方向与速度方向相反）下列说法正确的是（　BCD　） A．振子在A时刻的速度等于B时刻的速度 B．振子在A时刻的势能等于B时刻的势能 C．振子在A时刻的加速度等于B时刻的加速度 D．振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 【知识点】阻尼振动 【详解】D．根据题意可知，弹簧振子做阻尼振动，振子的机械能逐渐减小，振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能，故D正确； BC．由于A、B两点的连线与横轴平行，可知，此时弹簧的形变量相等，振子的位移相等，则振子的势能相等，加速度相同，故BC正确； A．由上述分析可知，振子在A时刻的动能大于B时刻的动能，则振子在A时刻的速度大于B时刻的速，故A错误。故选BCD。 12．如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是( AB ) A．物体在0.2 s时刻与0.4 s时刻的速度相同 B．物体在0.6 s时刻与0.4 s时刻的动能相同 C．0.7 s～0.9 s时间内物体的加速度在减小 D．0.9 s～1.1 s时间内物体的势能在增加 【知识点】弹簧振子模型 【详解】A．由图知物体在0.2s与0.4s时刻图线的切线斜率相等，说明这两个时间的速度相同，故A正确； B．物体在0.6s时刻与0.4s时刻的位移相同，物体经过同一位置，动能相同，故B正确； C．0.7s～0.9s时间内物体的位移增大，由，可知物体的加速度在增大，故C错误； D．0.9s～1.1s时间内物体的位移减小，物体靠近平衡位置，则势能在减小，故D错。选AB。 三、实验题 13．某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”实验： (1)用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图 （选填“甲”或“乙”）          (2)用游标卡尺测量摆球的直径，以下操作正确的是 （选填“A”或“B”）； (3)游标卡尺的示数如图所示，则读数是 mm 【答案】 乙 A 17.3 【详解】(1)[1]用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图乙；甲图中在小球摆动过程中，摆长会不断变化，图甲错误。 (2)[2]用游标卡尺测量摆球的直径，操作正确的是A；B中小球夹在缺口处，测量值偏小。 (3)[3]游标卡尺的读数是17mm+30.1mm=17.3mm 14．某课外兴趣小组在“用单摆测量重力加速度”的实验中，测的摆球经过次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为。回答下列问题： (1)为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标计时开始计时，该标记应该放置在摆球的最 点（选填“高”或者“低”）； (2)重力加速度的表达式为 （用题目中给出的字母表示） (3)如果测得的值偏小，可能的原因是________ A．测摆长时，摆线拉的过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将51次全振动记为50次 (4)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长，并测出相应的周期，从而得出几组对应的和的数值，以为横坐标，为纵坐标做图线。若某同学忘记加小球半径，直接用摆线长度代替摆长，由此拟合出的图像可能是图乙中的 （选填①、②、③）。 【答案】(1)低 (2) (3)BD (4)③ 【知识点】用单摆测量重力加速度的大小、单摆的周期 【详解】（1）小球在摆动过程中，由于能量损失，最高点的位置会发生变化，故该标记放置在摆球的最低点更准确。 （2）由，其中，，代入可得 （3）由可知 A．测摆长时，摆线拉的过紧，则偏大，值偏大，A错误； B．振动中悬点出现松动，摆线长度的数据不变，但测量得到的偏大，值偏小，B正确； C．开始计时时，停表过迟按下，则偏小，值偏大，C错误； D．实验时误将51次全振动记为50次，即偏小，偏大，值偏小，D正确。故选BD。 （4）由得，若忘记加小球半径，则修正的摆长为，代入得，是图乙中的③。 四、解答题 15．滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图所示，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。主要实验过程如下：用手机查得当地的重力加速度为g，找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t。 （1）滑板车做往复运动的周期T； （2）将滑板车的运动视为简谐运动，算出轨道半径R。 【答案】（1）；（2） 【知识点】单摆的周期 【详解】（1）滑板车做往复运动的周期为 （2）滑板车的运动可类比看成单摆，根据单摆的周期公式 联立解得 16．如图所示，质量分别为m、2m的A、B物块用一段细绳连接后悬挂在劲度系数为k的轻弹簧的下端，弹簧的上端连接在质量为3m的箱子C的顶板上．剪断细线后A做简谐运动，B迅速掉落到C的底板上并被粘住，重力加速度为g，不计空气阻力，求A做简谐运动一段时间后，地面对C的支持力的最大值和最小值． 【答案】地面对C的支持力的最大值Nmax=F1+mg+2mg=8mg, 最小值Nmin+F2=3mg+2mg，Nmin=4mg 【知识点】牛顿第二定律求瞬时加速度问题、简谐运动的定义及特征 【详解】解：细绳被剪断前A所在的位置就是以后它做简谐运动的最低位置，此时 对AB：弹簧弹力F1=3mg 剪断细绳的瞬间，A的加速度为a F1-mg=ma-a=2g其方向向上 一段时间后，当A每次运动到最低点时弹簧弹力都是最大F1=3mg，此时 对C：地面支持力的最大值Nmax=F1+mg+2mg=8mg 当A每次运动到最高点时，由运动的对称性知，其加速度a=2g，其方向向下，此时弹簧弹力为F2 对A：mg+F2=ma F2=mg 对C：地面支持力的最小值Nmin+F2=3mg+2mg，Nmin=4mg 17．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题： (1)写出该振子的振幅和周期，写出简谐运动的位移时间关系； (2)求出在时振子相对平衡位置的位移是多少；振子在前20s的路程是多少？ 【答案】(1)5cm，4s， (2)0，100cm 【知识点】简谐运动的图像、弹簧振子模型 【详解】（1）由题图振动图像可得 ， 则 故该振子简谐运动的表达式为 （2）前20s经过了个周期，则有 则位移为 路程为 18．如图所示，质量为的小球悬挂在竖直弹簧下端，处于静止状态。敲击小球，使它立即获得竖直向下的速度，经过时间，第一次到达最高点。忽略空气阻力，重力加速度为。求： (1)小球运动的周期； (2)开始运动的时间内，小球受到弹簧弹力的冲量大小和方向。 【答案】(1) (2)，方向竖直向上 【知识点】弹簧振子模型、利用动量定理求解其他问题 【详解】（1）根据小球的受力和运动特点可知敲击小球后小球做简谐运动，经过时间，第一次到达最高点，则有 解得周期 （2）取向下方向为正，对小球用动量定理有 解得 负号表示冲量方向竖直向上。 第 2 页 共 10 页 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $高中物理周测卷（选修一第二章机械振动) 学校： 姓名： 班级： 考号： 一、单选题 1.下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是() 图甲 图乙 图丙 图丁 A.图甲中电视塔避雷针的工作原理是静电屏蔽 B.图乙中FAST射电望远镜是通过超声波观测天体 C.图丙中医用彩超可以用来检查心脏、大脑、眼底的病变是利用了波的衍射原理 D.图丁中是盥洗用的脸盆洗”，用手摩擦盆耳，一定节奏后溅起水花，这是共振现象 2.单摆的振动图像如图所示，单摆的摆长为(). x/cm 3元 tis 4 A.0.4m B.0.8m C.1.0m D.9.8m 3.下列振动中可以看作一个简谐运动的是() A.讲话时声带的振动 B.音叉的振动 C.心脏的跳动 D.秋风中树叶的振动 4.下列说法与振动有关，其中正确的是() A.周期是1秒的单摆叫秒摆 B.摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确 C.挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率 D.在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象 第1页共6页 5.如图所示是一做简谐运动物体的振动图象，由图象可知物体速度最大的时刻是() ◆x/m A.t B.t, C.ts D.t 6.在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、 乙两个单摆的摆长之比为() 本y 0.4 018 2→ts A.2:3 B.3:2 C.4:9 D.9:4 7.如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知() 个x/cm 4 6 810ts A.两摆球质量相等 B.两单摆的摆长相等 C.两单摆相位相同 D.在0~8s时间内，两摆球通过的路程5S乙 8.关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是() A.单摆做稳定的受迫振动时，其频率与单摆的固有频率有关 B.秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为1.0s C.已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向 D.单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零 第2页共6页 二、多选题 9.弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，都具有相同的() A.位移 B.加速度 C.速度 D.回复力 10.对于秒摆（周期为2s)下述说法正确的是 A.摆长缩短为原来的四分之一时，频率是1Hz B.摆球质量减小到原来的四分之一时，周期是4s C.振幅减为原来的四分之一时，周期是2s D.如果重力加速度减为原来的四分之一时，频率为0.25Hz 11.如图所示为一个弹簧振子做阻尼的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，（若 运动过程中阻力大小恒定，方向与速度方向相反)下列说法正确的是() A A.振子在A时刻的速度等于B时刻的速度 B.振子在A时刻的势能等于B时刻的势能 C.振子在A时刻的加速度等于B时刻的加速度 D.振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 12.如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是() x/cm 0.1 0.3 0.9 的 2 A.物体在0.2s时刻与0.4s时刻的速度相同 B.物体在0.6s时刻与0.4s时刻的动能相同 C.0.7s~0.9s时间内物体的加速度在减小 D.0.9g~1.1s时间内物体的势能在增加 第3页共6页 三、实验题 13.某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”实验： (1)用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图 (选填“甲”或“乙”) 甲 ) (2)用游标卡尺测量摆球的直径，以下操作正确的是 (选填“A”或“B): 1 B (3)游标卡尺的示数如图所示，则读数是 m 0 1 2 3 4 山山山 01 0 0.10mm 14.某课外兴趣小组在“用单摆测量重力加速度的实验中，测的摆球经过N次全振动的总时 间为△。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l,再用游标卡尺测量摆球 的直径为D。回答下列问题： T2/S2 ③ ② ① b a 不 -b 乙 第4页共6页 (1)为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标计时开 始计时，该标记应该放置在摆球的最 点（选填“高或者低”）； (2)重力加速度的表达式为8= (用题目中给出的字母表示) (3)如果测得的值偏小，可能的原因是 A.测摆长时，摆线拉的过紧 B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，停表过迟按下 D.实验时误将51次全振动记为50次 (4)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L,并测出相应的周期？，从而得出几 组对应的L和T的数值，以L为横坐标，T2为纵坐标做T2-L图线。若某同学忘记加小球半 径，直接用摆线长度代替摆长，由此拟合出的T-L图像可能是图乙中的 (选填①、 ②、③)。 四、解答题 15.滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图所示，某同学用一辆滑板车和手机 估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。主要实验过程如下：用手机查得当地的 重力加速度为g,找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释 放，用手机测出它完成n次全振动的时间t。 (1)滑板车做往复运动的周期T: (2)将滑板车的运动视为简谐运动，算出轨道半径R。 16.如图所示，质量分别为m、2m的A、B物块用一段细绳连接后悬挂在劲度系数为k的 轻弹簧的下端，弹簧的上端连接在质量为3的箱子C的顶板上.剪断细线后A做简谐运 动，B迅速掉落到C的底板上并被粘住，重力加速度为g,不计空气阻力，求A做简谐运动 一段时间后，地面对C的支持力的最大值和最小值。 B白 7777777777777 第5页共6页 17.如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题： ◆x/cm 12八 456s (1)写出该振子的振幅和周期，写出简谐运动的位移时间关系： (2)求出在t=20s时振子相对平衡位置的位移是多少；振子在前20s的路程是多少？ 18.如图所示，质量为的小球悬挂在竖直弹簧下端，处于静止状态。敲击小球，使它立 即获得竖直向下的速度v,经过时间t,第一次到达最高点。忽略空气阻力，重力加速度为g。 求： w ↓y (1)小球运动的周期T; (2)开始运动的时间t内，小球受到弹簧弹力的冲量I大小和方向。 第6页共6页 高中物理周测卷 （选修一 第二章 机械振动） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是（　　） A．图甲中电视塔避雷针的工作原理是静电屏蔽 B．图乙中FAST射电望远镜是通过超声波观测天体 C．图丙中医用彩超可以用来检查心脏、大脑、眼底的病变是利用了波的衍射原理 D．图丁中是盥洗用的脸盆“洗”，用手摩擦盆耳，一定节奏后溅起水花，这是共振现象 2．单摆的振动图像如图所示，单摆的摆长为（    ）. A．0.4m B．0.8m C．1.0m D．9.8m 3．下列振动中可以看作一个简谐运动的是（    ）. A．讲话时声带的振动 B．音叉的振动 C．心脏的跳动 D．秋风中树叶的振动 4．下列说法与振动有关，其中正确的是（　　） A．周期是1秒的单摆叫秒摆 B．摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确 C．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率 D．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象 5．如图所示是一做简谐运动物体的振动图象,由图象可知物体速度最大的时刻是（ ） A． B． C． D． 6．在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、乙两个单摆的摆长之比为（   ） A．2：3 B．3：2 C．4：9 D．9：4 7．如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知（　　） A．两摆球质量相等 B．两单摆的摆长相等 C．两单摆相位相同 D．在0~8s时间内，两摆球通过的路程s甲=s乙 8．关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是（　　） A．单摆做稳定的受迫振动时，其频率与单摆的固有频率有关 B．秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为1.0s C．已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向 D．单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零 二、多选题 9．弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，都具有相同的（　　） A．位移 B．加速度 C．速度 D．回复力 10．对于秒摆（周期为2s）下述说法正确的是 A．摆长缩短为原来的四分之一时，频率是1Hz B．摆球质量减小到原来的四分之一时，周期是4s C．振幅减为原来的四分之一时，周期是2s D．如果重力加速度减为原来的四分之一时，频率为0.25Hz 11．如图所示为一个弹簧振子做阻尼的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，（若运动过程中阻力大小恒定，方向与速度方向相反）下列说法正确的是（　　） A．振子在A时刻的速度等于B时刻的速度 B．振子在A时刻的势能等于B时刻的势能 C．振子在A时刻的加速度等于B时刻的加速度 D．振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 12．如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是(  ) A．物体在0.2 s时刻与0.4 s时刻的速度相同 B．物体在0.6 s时刻与0.4 s时刻的动能相同 C．0.7 s～0.9 s时间内物体的加速度在减小 D．0.9 s～1.1 s时间内物体的势能在增加 三、实验题 13．某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”实验： (1)用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图 （选填“甲”或“乙”）          (2)用游标卡尺测量摆球的直径，以下操作正确的是 （选填“A”或“B”）； (3)游标卡尺的示数如图所示，则读数是 mm 14．某课外兴趣小组在“用单摆测量重力加速度”的实验中，测的摆球经过次全振动的总时间为。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为。回答下列问题： (1)为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标计时开始计时，该标记应该放置在摆球的最 点（选填“高”或者“低”）； (2)重力加速度的表达式为 （用题目中给出的字母表示） (3)如果测得的值偏小，可能的原因是________ A．测摆长时，摆线拉的过紧 B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，停表过迟按下 D．实验时误将51次全振动记为50次 (4)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长，并测出相应的周期，从而得出几组对应的和的数值，以为横坐标，为纵坐标做图线。若某同学忘记加小球半径，直接用摆线长度代替摆长，由此拟合出的图像可能是图乙中的 （选填①、②、③）。 四、解答题 15．滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图所示，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。主要实验过程如下：用手机查得当地的重力加速度为g，找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t。 （1）滑板车做往复运动的周期T； （2）将滑板车的运动视为简谐运动，算出轨道半径R。 16．如图所示，质量分别为m、2m的A、B物块用一段细绳连接后悬挂在劲度系数为k的轻弹簧的下端，弹簧的上端连接在质量为3m的箱子C的顶板上．剪断细线后A做简谐运动，B迅速掉落到C的底板上并被粘住，重力加速度为g，不计空气阻力，求A做简谐运动一段时间后，地面对C的支持力的最大值和最小值． 17．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题： (1)写出该振子的振幅和周期，写出简谐运动的位移时间关系； (2)求出在时振子相对平衡位置的位移是多少；振子在前20s的路程是多少？ 18．如图所示，质量为的小球悬挂在竖直弹簧下端，处于静止状态。敲击小球，使它立即获得竖直向下的速度，经过时间，第一次到达最高点。忽略空气阻力，重力加速度为。求： (1)小球运动的周期； (2)开始运动的时间内，小球受到弹簧弹力的冲量大小和方向。 第 2 页 共 14 页 第 1 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 $高二上学期物理周测卷1（选修一第二章机械振动) 学校： 姓名： 班级： 考号： 题号 2 心 4 5 6 8 9 10 答案 D D B B C B ABD ACD 题号 11 12 答案 BCD AB 一、单选题 1.下列四幅图所涉及的物理知识，说法正确的是(D) 图甲 图乙 图丙 图丁 A.图甲中电视塔避雷针的工作原理是静电屏蔽 B.图乙中FAST射电望远镜是通过超声波观测天体 C.图丙中医用彩超可以用来检查心脏、大脑、眼底的病变是利用了波的衍射原理 D.图丁中是盥洗用的脸盆“洗”，用手摩擦盆耳，一定节奏后溅起水花，这是共振现象 【知识点】受迫振动与共振、超声波和次声波、无线电波的特性及作用 【详解】A.图甲中电视塔避雷针的工作原理是尖端放电，A错误； B.图乙中FAST射电望远镜是通过无线电波观测天体，B错误： C.图丙中医用彩超可以用来检查心脏、大脑、眼底的病变是利用了多普勒效应，C错误： D.图丁中是盥洗用的脸盆洗”，用手摩擦盆耳，一定节奏后溅起水花，这是共振现象，D 正确。故选D。 2.单摆的振动图像如图所示，单摆的摆长为(D)· x/cm t A.0.4m B.0.8m C.1.0m D.9.8m 【知识点】单摆的周期 第1页共10页 【详解】周期为完成一次全振动的时间，从图象看出，完成一次全振动时间为2πs,所以周 可得：L T 期T=2πS。根据T=2π， 8=9.8m 、2 A.0.4m。故A不符合题意。 B.0.8m。故B不符合题意。 C.1.0m。故C不符合题意。 D.9.8m。故D符合题意。故选D。 3.下列振动中可以看作一个简谐运动的是(B). A.讲话时声带的振动 B.音叉的振动 C.心脏的跳动 D. 秋风中树叶的振动 【知识点】简谐运动的定义及特征 【详解】当某物体进行简谐运动时，物体所受的力跟位移成正比，并且总是指向平衡位置， 它是一种由自身系统性质决定的周期性运动。 A.讲话时声带的振动没有规律，不是简谐运动。故A不符合题意。 B.音叉的振动，在平衡位置附近做周期性运动。故B符合题意。 C.心脏的跳动没有规律（指振动与受力的规律）。故C不符合题意。 D.秋风中树叶的振动没有规律（指振动与受力的规律）。故D不符合题意。故选B。 4.下列说法与振动有关，其中正确的是(C) A.周期是1秒的单摆叫秒摆 B.摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确 C.挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率 D.在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象 【知识点】单摆的周期、受迫振动与共振 【详解】A.周期是2秒的单摆叫秒摆，故A错误： B.根据单摆周期公式T=2π， 知摆钟走得快了说明周期变小，必须调长摆长，才可能使 其走时准确，故B错误： C.挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步 的频率时，发生共振，结果水桶中的水溢出。为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走 路的步频。故C正确： D.小船受到海浪的冲击上下振动，是受迫振动。故D错误。 故选C。 第2页共10页 5.如图所示是一做简谐运动物体的振动图象，由图象可知物体速度最大的时刻是(B) ◆尤/m A.4 B. C.ta D.t 【知识点】简谐运动的图像 【详解】试题分析：t1时刻和t4时刻物体的位移为正向最大，物体的速度为零.故AD错 误.2时刻物体的位移为零，表示物体经过平衡位置，速度最大.故B正确，3时刻物体的 位移为负向最大，物体的速度为零.故C错误.故选B. 考点：简谐振动 【名师点睛】物体振动的位移表示物体离开平衡位置的位移，直接能读出物体的位置，分析 出速度的大小. 6.在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图所示，可知甲、 乙两个单摆的摆长之比为(C) 0.4 08 2→ts 用 A.2:3 B.3:2 C.4:9 D.9:4 【知识点】单摆的周期 【详解】由振动图像可知甲乙两个单摆周期之比为T:Tz=0.8:1.2=2:3 根据单摆周期公式T=2π 可得 L=8T 4π2 则甲、乙两个单摆的摆长之比为L:Lz=T2:Tz2=4:9故选C。 7.如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知(B) A.两摆球质量相等 x/cm 甲 B.两单摆的摆长相等 C.两单摆相位相同 810s D.在0~8s时间内，两摆球通过的路程5Sz -2 【知识点】单摆的周期、单摆的振动图像及其表达式 【详解】A.从图像上可得出振幅，单摆周期，与质量无关，所以无法得到两球的质量关系， 第3页共10页 故A错误： B.从图上知T=T2,又由T=2π 二可得，两单摆的摆长相等，故B正确： C.由图像可知飞p=2sin(ad+cm,x2=sin af(cm 两单摆相位相差 ,故C错误； 2 D.由于A=2A2,在0~8s时间内，两摆球通过的路程52z,故D错误。故选B。 8.关于做简谐运动的单摆，下列说法正确的是(B) A.单摆做稳定的受迫振动时，其频率与单摆的固有频率有关 B.秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一，周期变为1.0s C.已知摆球初始时刻的位置及其周期，就可知摆球在任意时刻运动速度的方向 D.单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零 【知识点】绳/单层轨道模型、单摆的周期 【详解】A.单摆做稳定的受迫振动时，其频率与驱动力频率有关，与单摆的固有频率无关， 故A错误； B.根据单摆的周期公式T=2π， 可知单摆周期和振幅无关，秒摆的摆长减为原来的四分 之一，周期变为原来的二分之一，为1.0s,故B正确： C.已知摆球初始时刻的位置及其周期，不知道初始时刻摆球的振动方向，无法判断摆球在 任意时刻运动速度的方向，故C错误： D.单摆经过平衡位置，做圆周运动，摆球所受的合外力提供向心力，不为零，故D错误。 二、多选题 9.弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，都具有相同的(ABD) A.位移 B.加速度 C.速度 D.回复力 【知识点】弹簧振子模型 【详解】弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，位移x相同，根据F=x可知回 复力相同：根据F=可知加速度相同；速度的大小是相同的，但是速度方向不一定相同。 【点睛】根据弹簧振子的加速度与位移成正比，由加速度的变化分析位移的变化。当振子的 位移增大时，振子离开平衡位置，速度减小，加速度方向与速度方向相反：当振子的位移减 小时，振子向平衡位置靠近，速度增大，加速度方向与速度相同。 第4页共10页 10.对于秒摆（周期为2s)下述说法正确的是(ACD) A.摆长缩短为原来的四分之一时，频率是1Hz B.摆球质量减小到原来的四分之一时，周期是4s C.振幅减为原来的四分之一时，周期是2s D.如果重力加速度减为原来的四分之一时，频率为0.25Hz 【知识点】单摆的周期 【详解】A.摆长缩短为原来的四分之一，根据公式T=2π， 周期变为原来的二分之一， 所以T变为1s,所以频率变为1Hz,故A正确； B.质量不影响周期，所以质量减小，周期不变，仍为2s,故B正确： C.振幅减为原来的四分之一，周期不变，所以仍为2s,故C正确： D.根据公式：T=2π 重力加速度变为原来的四分之一，周期变为原来的2倍，T'变 为4s,所以频率变为0.25Hz,选项D正确。故选ACD. 点评：本题的关键知道秒表的周期，以及掌握单摆的周期公式T=2π g 熟悉周期和频率 之间的关系. 11.如图所示为一个弹簧振子做阻尼的振动图像，曲线上A、B两点的连线与横轴平行，（若 运动过程中阻力大小恒定，方向与速度方向相反)下列说法正确的是(BCD) A.振子在A时刻的速度等于B时刻的速度 B.振子在A时刻的势能等于B时刻的势能 C.振子在A时刻的加速度等于B时刻的加速度 D.振子在A时刻的机械能大于B时刻的机械能 【知识点】阻尼振动 【详解】D.根据题意可知，弹簧振子做阻尼振动，振子的机械能逐渐减小，振子在A时刻 的机械能大于B时刻的机械能，故D正确： BC.由于A、B两点的连线与横轴平行，可知，此时弹簧的形变量相等，振子的位移相等， 则振子的势能相等，加速度相同，故BC正确： A.由上述分析可知，振子在A时刻的动能大于B时刻的动能，则振子在A时刻的速度大于 B时刻的速，故A错误。故选BCD。 第5页共10页 12.如图所示为某物体做简谐运动的图像，下列说法正确的是(AB) A.物体在0.2s时刻与0.4s时刻的速度相同 .x/cm B.物体在0.6s时刻与0.4s时刻的动能相同 C.0.7s~0.9s时间内物体的加速度在减小 0 0.1 0.3 0.9 D.0.9s~1.1s时间内物体的势能在增加 2 【知识点】弹簧振子模型 【详解】A.由图知物体在0.2s与0.4s时刻图线的切线斜率相等，说明这两个时间的速度相 同，故A正确； B.物体在0.6s时刻与0.4s时刻的位移相同，物体经过同一位置，动能相同，故B正确； C.0.7s~0.9s时间内物体的位移增大，由a=- ,可知物体的加速度在增大，故C错误； D.0.9s~1.1s时间内物体的位移减小，物体靠近平衡位置，则势能在减小，故D错。选AB。 三、实验题 13.某同学做“探究单摆周期与摆长的关系”实验： (1)用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图 （选填甲”或“乙”) 甲 乙 (2)用游标卡尺测量摆球的直径，以下操作正确的是 (选填“A”或B”): A 第6页共10页 (3)游标卡尺的示数如图所示，则读数是 mm 0 3 4 山 010 0.10mm 【答案】 A 17.3 【详解】(1[1]用铁架台固定单摆，其中悬挂点固定方式正确的是图乙；甲图中在小球摆动 过程中，摆长会不断变化，图甲错误。 (2[2]用游标卡尺测量摆球的直径，操作正确的是A;B中小球夹在缺口处，测量值偏小。 (3[3]游标卡尺的读数是17mm+3×0.1mm-17.3mm 14.某课外兴趣小组在“用单摆测量重力加速度的实验中，测的摆球经过N次全振动的总时 间为△t。在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为1，再用游标卡尺测量摆球 的直径为D。回答下列问题： T2/s2 ③ ② ① b -a o a L/m -b 甲 乙 (1)为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标计时开 始计时，该标记应该放置在摆球的最 点（选填“高”或者“低”)： (2)重力加速度的表达式为8= (用题目中给出的字母表示) (3)如果测得的8值偏小，可能的原因是 A.测摆长时，摆线拉的过紧 B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C.开始计时时，停表过迟按下 D.实验时误将51次全振动记为50次 (4)为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L,并测出相应的周期T,从而得出几 组对应的L和T的数值，以L为横坐标，为纵坐标做T2-L图线。若某同学忘记加小球半 径，直接用摆线长度代替摆长，由此拟合出的T?-L图像可能是图乙中的 (选填①、 ②、③). 第7页共10页 【答案】(1)低 (2)8=4w[ (4)2( (3)BD (4)③ 【知识点】用单摆测量重力加速度的大小、单摆的周期 【详解】(1)小球在摆动过程中，由于能量损失，最高点的位置会发生变化，故该标记放置 在摆球的最低点更准确。 4π2N2( (2)由T=2π 人g (3)由T=2元， 可知 A.测摆长时，摆线拉的过紧，则1偏大，g值偏大，A错误： B.振动中悬点出现松动，摆线长度的数据不变，但测量得到的T偏大，8值偏小，B正确： C.开始计时时，停表过迟按下，则△t偏小，8值偏大，C错误： D.实验时误将51次全振动记为50次，即N偏小，T偏大，g值偏小，D正确。故选BD。 (4)由T=2元， L 4元2L, 若忘记加小球半径，则修正的摆长为L+】D,代入得 2 72=4π2 是图乙中的③。 g 2 四、解答题 15.滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图所示，某同学用一辆滑板车和手机 估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。主要实验过程如下：用手机查得当地的 重力加速度为g,找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释 放，用手机测出它完成n次全振动的时间t。 (1)滑板车做往复运动的周期T: (2)将滑板车的运动视为简谐运动，算出轨道半径R。 【答案】(D:2)8 4元2m 【知识点】单摆的周期 【详解】(1)滑板车做往复运动的周期为T= 第8页共10页 (2)滑板车的运动可类比看成单摆，根据单摆的周期公式T=2π， =2r 联立解得 R=8T2g2 4元=4元n 16.如图所示，质量分别为m、2m的A、B物块用一段细绳连接后悬挂在劲度系数为k的 轻弹簧的下端，弹簧的上端连接在质量为3的箱子C的顶板上.剪断细线后A做简谐运 动，B迅速掉落到C的底板上并被粘住，重力加速度为g,不计空气阻力，求A做简谐运动 一段时间后，地面对C的支持力的最大值和最小值 【答案】地面对C的支持力的最大值Mmc=F1+g+2g=Sg, 最小值NMin+F2=3g+2g,Mmi=4g 【知识点】牛顿第二定律求瞬时加速度问题、简谐运动的定义及 A 特征 B白 【详解】解：细绳被剪断前A所在的位置就是以后它做简谐运 C 动的最低位置，此时 7777777777777 对AB:弹簧弹力F1=3g 剪断细绳的瞬间，A的加速度为a F1-g=-a=28其方向向上 一段时间后，当A每次运动到最低点时弹簧弹力都是最大F1=3g,此时 对C:地面支持力的最大值Mm1=Fl+g+2g=8g 当A每次运动到最高点时，由运动的对称性知，其加速度α=2g,其方向向下，此时弹簧弹 力为F2对A:g+F2=a F2-mg 对C:地面支持力的最小值NMmi+F2=3g+2g,Nmi1=4g 17.如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题： ◆x/cm 2 3 456t/s (1)写出该振子的振幅和周期，写出简谐运动的位移时间关系： (2)求出在t=20s时振子相对平衡位置的位移是多少：振子在前20s的路程是多少？ 【答案】(1)5cm,4s,x=5sin()cm (2)0,100cm 第9页共10页 【知识点】简谐运动的图像、弹簧振子模型 【详解】(1)由题图振动图像可得A=5c,T=4s则o= 2元_元rad/s T 2 故该振子简谐运动的表达式为x-5sin(号)cm (2)前20s经过了N个周期，则有V-子-5则位移为x=0 路程为s=N×4A=100cm 18.如图所示，质量为m的小球悬挂在竖直弹簧下端，处于静止状态。敲击小球，使它立 即获得竖直向下的速度v,经过时间t,第一次到达最高点。忽略空气阻力，重力加速度为。 求： (1)小球运动的周期T: (2)开始运动的时间t内，小球受到弹簧弹力的冲量I大小和方向。 【答案】0r-争 (2)gt+w,方向竖直向上 【知识点】弹簧振子模型、利用动量定理求解其他问题 m 【详解】(1)根据小球的受力和运动特点可知敲击小球后小球做简谐运动，经过时间t,第 一次到达最高点，则有 子=1解得周期T-骨 (2)取向下方向为正，对小球用动量定理有I+gt=0-w解得I=-(gt+) 负号表示冲量方向竖直向上。 第10页共10页