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

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、如图所示为一弹簧振子做简谐运动的振动图像，在t1、t2时刻这个质点的(　　) A．加速度相同 B．位移相同 C．速度相同 D．机械能相同 2、如图所示为两个弹簧振子的振动图像，下面的说法中正确的是(　　) A．甲的振动能量是乙的2倍 B．甲的振动频率是乙的2倍 C．乙的振动周期是甲的倍 D．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1 3、一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，已知振子从平衡位置第一次运动到x＝处所用的最短时间为t1，从最大的正位移处第一次运动到x＝处所用的最短时间为t2，那么下列关于t1与t2的大小关系正确的是(　　) A．t1＝t2 B．t1<t2 C．t1>t2 D．t1＝2t2 4、一个摆钟在地球上时，摆的振动周期为T1，在某一密度与地球密度相同、半径是地球半径2倍的星球上时，摆的振动周期为T2。由此可以确定T1∶T2为(　　) A．　　　B．　　　C．　　D．2 5、在“用单摆测定重力加速度”的实验中，要用铁夹夹住摆线，这样做的主要目的是(　　) A．便于测量单摆摆长 B．便于测量单摆周期 C．确保摆动时摆长不变 D．确保摆球在竖直平面内摆动 6、（双选）单摆M、N、O、P自由振动时，其振动图像分别如图1甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图2所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是(　　) 图1 图2 A．若使M振动起来，P不会振动 B．若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2 s C．若使P振动起来，稳定时M比N的振幅大 D．若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3 s 7、一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是(　　) 8、下列关于简谐运动的说法中，正确的是(　　) A．简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线 B．弹簧振子的平衡位置一定在弹簧原长处 C．振子经过平衡位置时，瞬时速度为零 D．简谐运动的轨迹一定是正弦曲线 9、两个简谐运动图像如图所示，则有(　　) A．A比B超前 B．A比B落后 C．A比B超前π D．A比B落后π 10、如图所示，光滑轨道的半径为2 m，C点为圆心正下方的点，A、B两点与C点相距分别为6 cm与2 cm，a、b两小球分别从A、B两点由静止同时释放，则两小球相碰的位置是(　　) A．C点　　　B．C点右侧 C．C点左侧 D．不能确定 11、某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图甲所示．通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图乙所示．由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会(　　) A．偏大 B．偏小 C．一样 D．都有可能 12、（双选）关于共振现象，下列说法中正确的是(　　) A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 B．防止共振现象时要尽量使驱动力的频率与物体固有频率一致 C．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈的振动阶段，是共振现象 D．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率 二、填空含实验题。 13、某同学利用单摆测量重力加速度． (1) 为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________． A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 (2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1 m的单摆，实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________. 14、可以利用单摆实验测定当地重力加速度，则： (1)用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g＝__________. (2)如果已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那么单摆摆长是________cm. (3)如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是________s，此单摆的摆动周期是________s. (4)如果测得的g值偏小，可能的原因是________(填写代号) A．测摆长时，忘记了摆球的半径 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，停表过早按下 D．实验中误将40次全振动次数记为41次 (5)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下. l/m 0.4 0.5 0.8 0.9 1.0 1.2 T/s 1.26 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20 T2/s2 1.59 2.02 3.20 3.61 4.0 4.84 以l为横坐标、T2为纵坐标，作出T2－l图线如图，根据此图线求重力加速度g＝________. 三、计算题。 15、如图所示，光滑圆弧槽的半径为R，A为最低点，圆弧的最高点到A的距离远小于R，两个可视为质点的B球和C球都由静止开始释放，则要使两球在A点相遇，B球的高度H应为多少？ 16、如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如图乙所示。(g＝9.86 m/s2，π＝3.14) (1)当圆盘以0.4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？ (2)若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长约为多少？(结果保留三位有效数字) 17、一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz，在t＝0时，位移是8 cm。 (1)试写出用正弦函数表示的振动方程。 (2)求10 s内物体通过的路程。 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、如图所示为一弹簧振子做简谐运动的振动图像，在t1、t2时刻这个质点的(　　) A．加速度相同 B．位移相同 C．速度相同 D．机械能相同 【答案】D　 2、如图所示为两个弹簧振子的振动图像，下面的说法中正确的是(　　) A．甲的振动能量是乙的2倍 B．甲的振动频率是乙的2倍 C．乙的振动周期是甲的倍 D．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1 【答案】B　 3、一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，已知振子从平衡位置第一次运动到x＝处所用的最短时间为t1，从最大的正位移处第一次运动到x＝处所用的最短时间为t2，那么下列关于t1与t2的大小关系正确的是(　　) A．t1＝t2 B．t1<t2 C．t1>t2 D．t1＝2t2 【答案】B　 4、一个摆钟在地球上时，摆的振动周期为T1，在某一密度与地球密度相同、半径是地球半径2倍的星球上时，摆的振动周期为T2。由此可以确定T1∶T2为(　　) A．　　　B．　　　C．　　D．2 【答案】C　 5、在“用单摆测定重力加速度”的实验中，要用铁夹夹住摆线，这样做的主要目的是(　　) A．便于测量单摆摆长 B．便于测量单摆周期 C．确保摆动时摆长不变 D．确保摆球在竖直平面内摆动 【答案】C　 6、（双选）单摆M、N、O、P自由振动时，其振动图像分别如图1甲、乙、丙、丁所示。现将单摆M、N、O、P悬挂在如图2所示支架的细线上，并保持各自的摆长不变，使其中一个单摆振动，经过足够长的时间，其他三个都可能振动起来。不计空气阻力。下列判断正确的是(　　) 图1 图2 A．若使M振动起来，P不会振动 B．若使M振动起来，稳定时N振动的周期仍小于2 s C．若使P振动起来，稳定时M比N的振幅大 D．若使O振动起来，稳定时M的振动周期等于3 s 【答案】CD　 7、一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是(　　) 【答案】C　 8、下列关于简谐运动的说法中，正确的是(　　) A．简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线 B．弹簧振子的平衡位置一定在弹簧原长处 C．振子经过平衡位置时，瞬时速度为零 D．简谐运动的轨迹一定是正弦曲线 【答案】A 9、两个简谐运动图像如图所示，则有(　　) A．A比B超前 B．A比B落后 C．A比B超前π D．A比B落后π 【答案】B　 10、如图所示，光滑轨道的半径为2 m，C点为圆心正下方的点，A、B两点与C点相距分别为6 cm与2 cm，a、b两小球分别从A、B两点由静止同时释放，则两小球相碰的位置是(　　) A．C点　　　B．C点右侧 C．C点左侧 D．不能确定 【答案】A　 11、某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图甲所示．通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图乙所示．由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会(　　) A．偏大 B．偏小 C．一样 D．都有可能 【答案】C　 12、（双选）关于共振现象，下列说法中正确的是(　　) A．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象 B．防止共振现象时要尽量使驱动力的频率与物体固有频率一致 C．洗衣机切断电源后会经历一个剧烈的振动阶段，是共振现象 D．只有发生共振时，受迫振动的频率才等于驱动力的频率 【答案】AC　 二、填空含实验题。 13、某同学利用单摆测量重力加速度． (1) 为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________． A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 (2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为1 m的单摆，实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL.用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________. 【答案】(1)BC　 (2) 14、可以利用单摆实验测定当地重力加速度，则： (1)用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g＝__________. (2)如果已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示，那么单摆摆长是________cm. (3)如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是________s，此单摆的摆动周期是________s. (4)如果测得的g值偏小，可能的原因是________(填写代号) A．测摆长时，忘记了摆球的半径 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，停表过早按下 D．实验中误将40次全振动次数记为41次 (5)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下. l/m 0.4 0.5 0.8 0.9 1.0 1.2 T/s 1.26 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20 T2/s2 1.59 2.02 3.20 3.61 4.0 4.84 以l为横坐标、T2为纵坐标，作出T2－l图线如图，根据此图线求重力加速度g＝________. 【答案】(1)　 (2)87.35(87.33～87.38均可)　 (3)75.2　1.88 (4)ABC　 (5)9.86 m/s2 三、计算题。 15、如图所示，光滑圆弧槽的半径为R，A为最低点，圆弧的最高点到A的距离远小于R，两个可视为质点的B球和C球都由静止开始释放，则要使两球在A点相遇，B球的高度H应为多少？ 【答案】(n＝0,1,2，…) 【解析】B球到达A点的时间用自由落体运动规律求解，B球下落时间为tB＝；C球到达A点的时间用单摆周期公式求解，又因C球的运动具有周期性，所以两球相遇的时间必有多解，相应的H值亦应有多解。由题意知 ＝(2n＋1)(n＝0,1,2，…)，又T＝2π，解得H＝(n＝0,1,2，…)。 16、如图甲所示，一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，球将做阻尼振动。现使圆盘以不同的频率振动，测得共振曲线如图乙所示。(g＝9.86 m/s2，π＝3.14) (1)当圆盘以0.4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，它振动的频率是多少？ (2)若一个单摆的摆动周期与球做阻尼振动的周期相同，该单摆的摆长约为多少？(结果保留三位有效数字) 【答案】(1)2.5 Hz　 (2)2.78 m 【解析】(1)小球振动达到稳定时周期为0.4 s，频率为2.5 Hz。 (2)由题图乙可以看出单摆的固有频率为0.3 Hz，由单摆的周期公式T＝2π，解得l＝＝× m≈2.78 m。 17、一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz，在t＝0时，位移是8 cm。 (1)试写出用正弦函数表示的振动方程。 (2)求10 s内物体通过的路程。 【答案】(1)x＝0.08 sinm　 (2)1.6 m 【解析】(1)简谐运动的振动方程的一般表达式为x＝Asin(ωt＋φ0) 根据题给条件有A＝0.08 m，ω＝2πf＝2π×0.5 rad/s＝π rad/s，所以x＝0.08sin(πt＋φ0)m 将t＝0时，x0＝0.08 m代入解得φ0＝ 故振动方程为x＝0.08sinm。 (2)周期为T＝＝2 s，故10 s内通过的路程是s＝×4A＝×4×0.08 m＝1.6 m。 学科网（北京）股份有限公司 $