第二章 机械振动 单元训练-2025-2026学年高二上学期物理粤教版选择性必修第一册

**基本信息** 本练习聚焦机械振动单元，通过选择、填空实验、计算三层设计，覆盖简谐运动、单摆实验等核心知识点，梯度衔接基础巩固与综合应用，适配单元复习需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|简谐运动特点、图像分析|以单选为主，如1题位移-时间关系判断，巩固运动和相互作用观念| |提升层|单摆实验操作与误差分析|含双选（如9题回复力概念辨析）和实验填空（14题测g步骤），培养科学探究能力| |综合层|共振、弹簧振子综合计算|通过计算题（如16题火车共振问题），深化模型建构与科学推理，体现物理观念应用|

第2章 机械振动 训练2025-2026学年物理粤教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系如图所示，则(　　) A．在t＝1 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零 B．在t＝2 s时，速度的值最大，方向为负，加速度为零 C．在t＝3 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大 D．在t＝4 s时，速度的值最大，方向为正，加速度最大 2、（双选）简谐运动的特点是(　　) A．回复力跟位移成正比且反向 B．速度跟位移成反比且反向 C．加速度跟位移成正比且反向 D．振幅跟位移成正比 3、（双选）如图所示，轻弹簧的上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt)m。t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g＝10 m/s2。以下判断正确的是(　　) A．h＝1.7 m B．简谐运动的周期是0.8 s C．0.6 s内物块运动的路程是0.2 m D．t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反 4、（双选）甲、乙两个单摆做简谐运动的图像如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A．甲、乙两摆的振幅之比为2∶1 B．t＝2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零 C．甲、乙两摆的摆长之比为4∶1 D．甲、乙两摆摆球在最低点时摆线的拉力大小一定相等 5、在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图像如图所示，已知单摆的摆长为l，则重力加速度g为(　　) A． B． C． D． 6、为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的。如果某路面上的一排减速带的间距为1.5 m，一辆固有频率为2 Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是(　　) A．当汽车以5 m/s的速度行驶时，其振动频率为2 Hz B．当汽车以5 m/s的速度行驶时，其振动频率为0.3 Hz C．当汽车以3 m/s的速度行驶时颠簸最厉害 D．汽车速度越大，颠簸越厉害 7、如图所示，小球m连在轻质弹簧的一端，放在光滑水平面上，弹簧的另一端固定在墙上，O点为它的平衡位置，把m拉到A点，OA＝1 cm，轻轻释放，经0.2 s运动到O点，如果把m拉到A′点，使OA′＝2 cm，弹簧仍在弹性限度范围内，则释放后运动到O点所需要的时间为(　　) A．0.2 s B．0.4 s C．0.3 s D．0.1 s 8、在“用单摆测定重力加速度”的实验中，若测得的g值偏小，可能是因为(　　) A．摆球的质量太大 B．测摆长时，将线长加小球的直径作为摆长 C．测周期记录全振动次数时，将n次全振动误记为(n＋1)次 D．摆球上端未固定牢固，摆动中出现松动，摆线变长 9、（双选）关于简谐运动，以下说法正确的是(　　) A．回复力可能是物体受到的合外力 B．回复力是根据力的作用效果命名的 C．振动中位移的方向是不变的 D．物体振动到平衡位置时所受合外力一定等于零 10、某沿水平方向振动的弹簧振子在0～6 s内做简谐运动的振动图像如图所示，由图可知(　　) A．该振子的振幅为5 cm，振动周期为6 s B．第3 s末振子的速度沿x轴负方向 C．第3 s末到第4 s末的过程中，振子做减速运动 D．该振子的位移x和时间t的函数关系：x＝5sincm 11、描绘沙摆振动图像的实验装置和木板上留下的实验结果如图所示。沙摆的运动可看作简谐运动。若用手向外拉木板的速度是0.20 m/s，木板的长度是0.60 m，那么下列说法中正确的是(g取9.8 m/s2)(　　) A．该沙摆的周期为3 s B．该沙摆的频率为1.5 Hz C．这次实验所用的沙摆的摆长约为56 cm D．这次实验所用的沙摆的摆长约为1.5 m 12、在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是(　　) A．适当加长摆线 B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的 C．单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些 D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期 二、填空含实验题。 13、如图所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离Δx，释放后振子在A、B间振动，且AB＝20 cm，振子由A到B的时间为0.1 s．若使振子在AB＝10 cm间振动，则振子由A到B的时间为________。 14、某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验，步骤如下，请帮助该同学将步骤补充完整． (1)让细线的一端穿过摆球的小孔，然后打一个比小孔大的线结，制成一个单摆．线的另一端悬挂在铁架台上，如图甲所示有两种不同的悬挂方式，最好选________(填“A”或“B”)。 (2)把铁架台放在实验桌边，使悬挂点伸到桌面以外，让摆球自由下垂．用米尺量出悬线长度l，用游标卡尺测出摆球的直径d，如图乙所示，则d＝______mm. (3)单摆的摆长为______(用字母l和d表示)。 (4)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过5°)后释放，使摆球只在一个竖直平面内摆动，此时单摆做简谐运动，当摆球通过平衡位置时，按下秒表并从“1”开始计数，摆球通过平衡位置的次数为n时，记下所用的时间t，则单摆的周期T＝______。 (5)改变摆长，重做几次实验，由几组周期的平方和摆长作出T2－L图像如图丙所示，若图像的斜率为k，则重力加速度g＝______。 三、计算题。 15、如图所示，图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。设摆球向右运动为正方向，图乙是这个单摆的振动图像，根据图像回答： (1)单摆振动的频率是多大？ (2)开始时刻摆球在何位置？ (3)若当地的重力加速度为9.86 m/s2，试求这个摆球的摆长是多少？ 16、火车在轨道上行驶时，由于在钢轨接头处车轮受到撞击而上下振动。如果防震弹簧每受104 N的力将被压缩20 mm，而每根弹簧的实际负荷为5 000 kg，已知弹簧的振动周期T＝2π，问车速为多大时，列车振动得最剧烈？(设钢轨长为12.5 m，g取10 m/s2) 17、如图所示，一质量为M的竖直放置的圆环，在O处与水平面接触。它的内部有一直立的弹簧，劲度系数为k，弹簧的下端固定于圆环内侧底部，上端固定一质量为m的小球，把小球向上拉起至弹簧的原长处由静止释放，不计空气阻力，小球开始在竖直方向上做简谐运动。在此过程中，圆环一直保持静止。求： (1)小球做简谐运动的振幅； (2)小球向下运动的最大距离； (3)改变小球静止释放的位置，小球做简谐运动的振幅至少为多大时，在其振动过程中才可能使圆环有离开地面的瞬间(已知弹簧一直处于弹性限度内)。 第2章 机械振动 训练2025-2026学年物理粤教版（2019）选择性必修第一册 一、选择题。 1、B　 2、AC　 3、AB　 4、AB　 5、D　 6、C　 7、A　 8、D　 9、AB　 10、C　 11、C　 12、A　 二、填空含实验题。 13、0.1 s　 14、 (1)B　 (2)4.60　 (3)l＋　 (4)　 (5) 三、计算题。 15、【答案】(1)1.25 Hz　 (2)开始时刻摆球在B点　 (3)0.16 m 【解析】(1)由单摆的振动图像得T＝0.8 s， 故f＝＝1.25 Hz。 (2)开始时刻摆球在负方向最大位移处，故开始时刻摆球在B点。 (3)根据公式T＝2π， 得l＝＝ m≈0.16 m。 16、【答案】19.9 m/s 【解析】由题意可知弹簧在做受迫振动，要使振动最强烈，必然使弹簧发生共振，此时必须满足：f驱＝f固(或T驱＝T固)。 根据题意知，防震弹簧的劲度系数为 k＝＝ N/m＝5×105 N/m 由于每根弹簧的实际负荷为m＝5 000 kg， 所以弹簧的固有周期为T固＝2π＝2π s＝ s 当振动最强烈时有T驱＝＝ s＝ s 故火车的速度为v＝≈19.9 m/s。 17、【答案】(1)　 (2) 　(3) 【解析】(1)从释放点到平衡位置的距离就是小球做简谐运动的振幅，为A＝。 (2)根据简谐运动的对称性，可知小球向下运动的最大距离x＝2A＝。 (3)圆环要离开地面时弹簧处于拉伸状态，且拉力的大小至少等于圆环的重力，即F＝Mg 则弹簧的伸长量x1＝ 小球振动时的平衡位置与弹簧原长处的距离为x2＝ 所以，满足条件的最小振幅为A′＝x1＋x2＝。 学科网（北京）股份有限公司 $