第二章 机械振动（单元分层自测·能力提升卷）物理粤教版选择性必修第一册

2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测 第二章 机械振动·能力提升 （满分100分，考试用时75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 5．测试范围：选择性必修一第一章。 6．难度系数：0．75。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1．如图所示，“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成，底座固定，用力向下缓慢按压头部，忽略阻力，释放后头部的运动可视为简谐运动，则下列关于头部在运动过程中的说法正确的是（） A．若经过A位置前、后位移相同，则A位置一定为平衡位置 B．若经过B位置前、后速度相同，则B位置一定为振幅处 C．若经过C位置前、后弹力相等，则C位置一定为平衡位置 D．若经过D位置前、后加速度相同，则D位置一定为振幅处 【答案】D 【详解】A．简谐运动中，位移x随时间t按正弦或余弦规律变化。若经过A位置前、后位移相同，说明位移x关于该时刻对称，对应最大位移处（振幅处）。在平衡位置，位移为零，前、后时刻位移大小相等、方向相反，故A错误； B．速度v是位移对时间的导数。若经过B位置前、后速度相同，说明速度v关于该时刻对称，即该时刻速度处于极大值，对应平衡位置。在振幅处，速度为零，前、后时刻速度方向相反，故B错误； C．根据胡克定律，弹簧弹力与形变量成正比，若经过C位置前后弹力相等，说明对应时刻弹簧形变量相同，即相对于平衡位置的位移相同，对应振幅处，故C错误； D．根据牛顿第二定律和简谐运动回复力公式F=−kx=ma 加速度a与位移x成正比，若经过D位置前、后加速度相同，则前、后位移x相同，此时位置一定为振幅处，故D正确。 故选D。 2．下列关于振动和波的说法正确的是（    ） A．单摆做简谐运动时由摆球重力与摆线拉力的合力提供回复力 B．“声波碎酒杯”是共振现象的经典演示 C．两列振幅均为 10 cm 的机械波产生干涉现象，振动加强点的位移一定为 20 cm D．任何情境下，机械波和电磁波的波速都只与介质有关 【答案】B 【详解】A．单摆做简谐运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的分力，重力与摆线拉力的合力同时提供回复力和圆周运动的向心力，并非全部用来提供回复力，故A错误； B．当声波频率与酒杯固有频率相等时，酒杯发生共振，振幅急剧增大导致碎裂，属于共振现象的典型演示，故B正确； C．振动加强点的振幅为两列波振幅之和，即，但位移随时间做周期性简谐运动，取值范围为，并非始终为，故C错误； D．机械波的波速仅由介质决定，但电磁波的传播不需要介质，真空中电磁波波速恒为，在介质中电磁波的波速还与波的频率有关，并非只由介质决定，故D错误。 故选B。 3．惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示，在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为。摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为，摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中、F3、均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（     ） A．多次改变图1中角的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B．单摆n次全振动的时间为 C．多次改变摆角，只要得出就可以验证该结论成立 D．在图2的测量过程中，满足的关系 【答案】A 【详解】A．摆球在光滑斜面上运动，沿斜面方向的等效重力加速度为 仅和斜面倾角有关，改变可获得不同的等效重力加速度，故A正确； B．单摆摆动时，最高点速度为0，拉力最小；最低点速度最大，拉力最大。由图2可知，单摆的周期 因此次全振动的时间为，故B错误； C．原结论为“单摆周期与重力加速度的二次方根成反比”，即 本题中等效重力加速度 即，因此，应多次改变倾角，得出就可以验证该结论成立，故C错误； D．静止时 最高点拉力最小为 解得 最低点拉力最大，由动能定理和向心力公式得， 整理得，故D错误； 故选A。 4．在张紧的水平绳上挂5个单摆，先让A摆振动起来，其余各摆也随之振动，已知A、B、C的摆长相等，下列判断错误的是（     ） A．振动稳定后E摆的振动频率最大 B．E摆的固有频率最大 C．振动稳定后5个摆的振动频率都相等 D．B、C摆的振幅比D、E要大 【答案】A 【详解】AC．受迫振动稳定后，物体的振动频率等于驱动力的频率，本题中摆振动带动其他摆振动，摆是驱动源，其他摆做受迫振动，所以振动稳定后，所有摆的振动频率都等于摆的振动频率，即5个摆的振动频率相等，故A项错误、C项正确，C项不符合题意、A项符合题意； B．单摆的固有频率由摆长决定，公式为 由图可知，摆的摆长最短，所以摆的固有频率最大，故B项正确，不符合题意； D．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，发生共振，振幅最大。 已知，则，、摆的固有频率等于驱动力频率，发生共振，振幅最大；而、摆的摆长与不同，固有频率与驱动频率不相等，不发生共振，振幅较小。所以、摆的振幅比、要大，故D项正确，不符合题意。 故选A。 5．某研究团队利用四分之一波长管改进了一种声学发电机系统，如图，FEP塑料膜恒带负电并附着在弹性电极上，二者与3D打印的PLA导电塑料正对，弹性电极通过外电路与PLA导电塑料相连，在声波的驱动下做受迫振动，在外电路中产生交流电。则根据你所掌握的知识，下列说法正确的有（     ） A．该装置的原理是电磁感应 B．将声波振动产生的机械能转化为电能 C．声音的振幅越大，则交流电的频率越大 D．同一波长管对不同波长的声波用来发电效率相等 【答案】B 【详解】A．该装置中没有磁场参与，不是利用电磁感应原理，故A错误； B．声波驱动弹性电极振动，消耗了声波的机械能，在外电路中产生了电能，即将声波振动产生的机械能转化为电能，故B正确； C．受迫振动的频率等于驱动力的频率，交流电的频率等于声波振动的频率，与声音的振幅无关，故C错误； D．四分之一波长管具有共振选频特性，对于不同波长的声波，发电效率不相等，当声波波长满足特定条件时，管内形成共振，发电效率最高，故D错误。 故选B。 6．如图所示，在北京某中学的实验室中有一单摆，在它的正下方放置一个方位刻度盘。开始时，单摆沿方位刻度盘的方向摆动，经过数小时后，单摆的摆动为（     ） A．沿的刻度方向摆动 B．沿刻度盘顺时针转过的某一刻度方向摆动 C．沿刻度盘逆时针转过的某一刻度方向摆动 D．无法确定 【答案】B 【详解】单摆在摆动时考虑科里奥利力的影响，位于北半球的单摆，沿运动方向观察，科氏力的方向指向右方，故单摆的摆动面会沿顺时针方向（俯视）变动，故ACD错误，B正确。 故选B。 7．在用单摆测量重力加速度的实验中，下列说法正确的是（     ） A．小球应该选用质量小体积小的塑料球 B．应在小球摆到最高点时开始计时 C．在小偏角下，不同高度释放，小球的摆动周期不同 D．若将49次全振动误记为50次，重力加速度的测量值将偏大 【答案】D 【详解】A．为减小空气阻力对实验的影响，小球应该选用质量大、体积小的金属球，故A错误； B．小球摆到最低点时速度最大，在此时开始计时的相对误差较小，因此应在小球摆到最低点时开始计时，故B错误； C．在小偏角下，单摆运动具有等时性，小球的摆动周期与振幅无关，不同高度释放，小球的摆动周期相同，故C错误； D．根据单摆周期公式有 解得重力加速度的表达式为 单摆的周期计算公式为 若将49次全振动误记为50次，代入的值偏大，则周期的测量值偏小，根据重力加速度的表达式可知，重力加速度的测量值将偏大，故D正确。 故选D。 二、多选题（共3小题，每题6分，少选得3分，错选不得分，共18分） 8．某同学在探究单摆运动中，图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，则以下说法正确的是（     ） A．时刻摆球速度最大 B．时刻摆球经过最低点 C．单摆振动周期 D．单摆振动周期 【答案】BD 【详解】A B．设摆线与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律有 可得拉力，当夹角越小，速度越大、越大，可知拉力也就越大，所以时刻摆球受拉力最小（对应于最大），则摆球在最大位移处，速度最小，时刻摆球受拉力最大（对应于），则摆球经过最低点，故A错误、B正确； CD．由图可知，摆球相邻两次拉力最小的时间间隔对应于摆球的半个周期，故摆球的周期，故C错误、D正确。 故选BD。 9．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑的水平面上的A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．弹簧振子，振动周期为1.6s，振幅为24cm B．0.5s末和1.1s末，振子的速度不相同 C．在0.4s~0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相反 D．振子做简谐运动的表达式为 【答案】BCD 【详解】A．由图可知振幅为，振子从负向最大位移到正向最大位移用时，该时间为半个周期，故周期为，故A错误； B．末与末关于末对称，振子的位置相同、速度大小相等而方向相反，故速度不相同，故B正确； C．在内，振子从平衡位置沿正方向运动至正向最大位移处，运动过程中速度方向向右，回复力和加速度方向均向左，故C正确； D．简谐运动的角频率为 时，振子随后向正方向运动，可取初相位，可得，故D正确。 故选BCD。 10．甲、乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知（     ） A．两弹簧振子完全相同 B．甲振子总是在四分之一周期内经过的路程与乙在二分之一周期经过的路程相等 C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大 D．振子的振动频率之比 【答案】CD 【详解】A．由图可知，甲、乙两振子的振幅分别为、。，周期分别为、，二者并不完全相同，故A错误； B．乙振子在任意二分之一周期内经过的路程均为；甲振子在四分之一周期内经过的路程与计时起点有关，只有从平衡位置或最大位移处开始计时才为，故B错误； C．由图可知，甲振子位于最大位移处、速度为零时，乙振子均通过平衡位置，速度大小最大，故C正确。 D．由图可知，，所以，故D正确。 故选CD。 3、 非选择题（共54分） 11．随着科技发展，智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。如图甲，某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验： (1)实验前，用刻度尺测出绳长为，用游标卡尺测量摆球的直径为，则摆长_________。 (2)利用软件可将磁感应强度信号转换为电压信号，记录电压的变化曲线如图乙所示，则测得单摆周期_________（用和表示）。 (3)经测量得到多组不同的摆长和对应的周期，画出图线如图丙所示，然后在图线上选取A、B两个点，可计算出重力加速度_________（用、、、表示）。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）摆长为点至摆球球心的距离，故摆长 （2）软件将磁感应强度信号转换为电压信号，摆球每次经过平衡位置时离磁传感器最近，磁感应强度出现峰值，电压也对应出现峰值。单摆一个周期内，摆球会两次经过平衡位置，相邻两个峰值的时间间隔为，从图乙可知，为第一个峰值的时刻，为第二个峰值的时刻，故 解得 （3）根据单摆周期公式有 解得 则图像的斜率为 解得 【点睛】 12．杆线摆可以绕着立柱来回摆动，其摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内，可看作单摆在倾角为的斜面上来回摆动，如图甲所示。某实验小组采用杆线摆测量重力加速度，实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量摆球直径D，如图乙所示，则摆球直径为_________cm； （2）如图丙所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使轻杆与立柱垂直，保持轻杆长度L不变。 （3）如图丁所示，把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，绕立柱摆动的摆球实际上是在一倾斜平面上运动。测出静止时轻杆与铅垂线的夹角为，则该倾斜平面与水平面的夹角。 （4）用停表测量摆球全振动N次所用的时间t，计算出周期_________； （5）改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和周期T，作出图像是一条过原点的直线，其斜率为k，则可以求得重力加速度为_________（结果用k、L、D表示）。 【答案】 2.06 【详解】（1）[1]由图乙可知，摆球直径为 （4）[2]用停表测量摆球全振动N次所用的时间t，计算出周期 （5）[3]根据题意可知，摆球做单摆运动的等效重力加速度为 摆长为 由单摆周期公式有 整理可得 则有 解得 13．如图所示，一竖直轻弹簧的下端固定在水平地面上，上端与质量为m的薄板A（厚度不计）连接，稳定时A距地面的高度为，将另一质量也为m的薄板B（厚度不计）从距A正上方高度处由静止释放，B与A碰后粘在一起，碰撞时间极短。已知弹簧的劲度系数为，不计空气阻力，重力加速度为。 (1)求碰撞后瞬间，A、B整体的速度大小。 (2)求A、B整体的速度最大时弹簧的长度。 (3)请证明碰撞后A、B整体的运动是简谐运动。 【答案】(1) (2) (3)设A、B整体运动的平衡位置为O'，此时弹簧压缩量 当整体偏离平衡位置位移为（向下为正）时，弹簧总压缩量为，整体受到的合外力 将代入，解得 因为合外力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，满足简谐运动的动力学特征，所以A、B整体的运动是简谐运动。 【详解】（1）B做自由落体运动，设B与A碰撞前瞬间的速度为，根据运动学公式 解得 B与A碰撞过程动量守恒，设碰后共同速度为，根据动量守恒定律 解得 （2）初始状态A平衡，设弹簧原长为，压缩量为，根据平衡条件 此时弹簧长度 当A、B整体速度最大时，加速度为零，整体受力平衡，设此时弹簧压缩量为，根据平衡条件 此时弹簧长度 联立解得 （3）见答案 14．长为的轻绳一端固定在点，另一端系一个质量为的小球。重力加速度为，不计空气阻力。 (1)如图1所示，将小球拉至某一位置，轻绳与竖直方向夹角为，静止释放小球。 a．求小球运动到最低点时受到绳的拉力大小； b．若较小，释放后小球做简谐运动。求一个周期内绳对小球拉力的冲量大小。 (2)如图2所示，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，求小球运动的周期，并与（1）b中小球运动的周期比较大小。 【答案】(1)a．；b． (2)，小于（1）b中小球运动的周期 【详解】（1）a．小球从静止释放到最低点的过程中，根据机械能守恒可得 解得 在最低点，由牛顿第二定律可得 解得 b．若较小，释放后小球做简谐运动；根据单摆周期公式可得 根据动量定理可得 联立解得一个周期内绳对小球拉力的冲量大小为 （2）使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律可得 其中 解得小球运动的周期为 而（1）b中小球运动的周期为 由于，可得 15．如图所示，光滑水平面上静置一质量m0=4kg的木块，木块左端连接一轻质水平弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙上，整体构成弹簧振子系统。现有一质量m=1kg的子弹，以初速度v0=50m/s水平向左射入木块，并留在木块内，子弹与木块瞬间共速后一起压缩弹簧，做简谐运动。从此刻开始计时，振子经0.4s第一次到达M点，又经0.2s第二次到达M点，已知振子的振幅为A=2cm，不计空气阻力与弹簧质量。 (1)子弹和木块碰撞后的共同速度大小； (2)若规定向左为正，写出弹簧振子的位移随时间变化的关系式； (3)若从振子向右通过M点时开始计时，求经过，振子通过的路程。 【答案】(1)10m/s (2) (3)12cm 【详解】（1）子弹射入木块时间极短，弹簧未形变，子弹、木块动量守恒可列 解得子弹和木块碰撞后的共同速度大小v=10m/s （2）由弹簧振子运动的对称性，振子从M到最大压缩处用时0.1s，可得 解得周期 角速度 若规定向左为正，弹簧振子简谐运动表达式为 （3）由简谐运动特点知，振子一个周期通过的路程为4A，半个周期通过的路程为2A，故经过，振子运动的路程为6A=12cm 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测·参考答案 第二章 机械振动·能力提升 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1．D 2．B 3．A 4．A 5．B 6．B 7．D 二、多选题（共3小题，每题6分，少选得3分，错选不得分，共18分） 8．BD 9．BCD 10．CD 3、 非选择题（共54分） 11．（8分）(1)（2分） (2)（3分） (3)（3分） 【详解】（1）摆长为点至摆球球心的距离，故摆长 （2）软件将磁感应强度信号转换为电压信号，摆球每次经过平衡位置时离磁传感器最近，磁感应强度出现峰值，电压也对应出现峰值。单摆一个周期内，摆球会两次经过平衡位置，相邻两个峰值的时间间隔为，从图乙可知，为第一个峰值的时刻，为第二个峰值的时刻，故 解得 （3）根据单摆周期公式有 解得 则图像的斜率为 解得 12． （7分） 13． 2.06（2分） （2分） （3分） 【详解】（1）[1]由图乙可知，摆球直径为 （4）[2]用停表测量摆球全振动N次所用的时间t，计算出周期 （5）[3]根据题意可知，摆球做单摆运动的等效重力加速度为 摆长为 由单摆周期公式有 整理可得 则有 解得 13．（12分）(1) (2) (3)设A、B整体运动的平衡位置为O'，此时弹簧压缩量 当整体偏离平衡位置位移为（向下为正）时，弹簧总压缩量为，整体受到的合外力 将代入，解得（2分） 因为合外力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，满足简谐运动的动力学特征，所以A、B整体的运动是简谐运动。 【详解】（1）B做自由落体运动，设B与A碰撞前瞬间的速度为，根据运动学公式（2分） 解得（1分） B与A碰撞过程动量守恒，设碰后共同速度为，根据动量守恒定律 解得（2分） （2）初始状态A平衡，设弹簧原长为，压缩量为，根据平衡条件（2分） 此时弹簧长度 当A、B整体速度最大时，加速度为零，整体受力平衡，设此时弹簧压缩量为，根据平衡条件（2分） 此时弹簧长度 联立解得（1分） （3）见答案 14．（13分）【答案】(1)a．；b． (2)，小于（1）b中小球运动的周期 【详解】（1）a．小球从静止释放到最低点的过程中，根据机械能守恒可得（2分） 解得 在最低点，由牛顿第二定律可得（2分） 解得（1分） b．若较小，释放后小球做简谐运动；根据单摆周期公式可得（2分） 根据动量定理可得 联立解得一个周期内绳对小球拉力的冲量大小为（1分） （2）使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律可得（2分） 其中（1分） 解得小球运动的周期为 而（1）b中小球运动的周期为 由于，可得（2分） 15．（14分）【答案】(1)10m/s (2) (3)12cm 【详解】（1）子弹射入木块时间极短，弹簧未形变，子弹、木块动量守恒可列（2分） 解得子弹和木块碰撞后的共同速度大小v=10m/s（2分） （2）由弹簧振子运动的对称性，振子从M到最大压缩处用时0.1s，可得（2分） 解得周期（2分） 角速度 若规定向左为正，弹簧振子简谐运动表达式为（2分） （3）由简谐运动特点知，振子一个周期通过的路程为4A，半个周期通过的路程为2A，故经过，振子运动的路程为6A=12cm（4分） 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年选择性必修第一册物理单元自测 第二章 机械振动·能力提升 （满分100分，考试用时75分钟） 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的准考证号、姓名、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔在“考场号”和“座位号”栏相应位置填涂自己的考场号和座位号。将条形码粘贴在答题卡“条形码粘贴处”。 2．作答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 5．测试范围：选择性必修一第一章。 6．难度系数：0．75。 一、单选题（共7小题，每小题4分，共28分） 1．如图所示，“弹簧公仔”玩具由头部、轻弹簧及底座组成，底座固定，用力向下缓慢按压头部，忽略阻力，释放后头部的运动可视为简谐运动，则下列关于头部在运动过程中的说法正确的是（） A．若经过A位置前、后位移相同，则A位置一定为平衡位置 B．若经过B位置前、后速度相同，则B位置一定为振幅处 C．若经过C位置前、后弹力相等，则C位置一定为平衡位置 D．若经过D位置前、后加速度相同，则D位置一定为振幅处 2．下列关于振动和波的说法正确的是（    ） A．单摆做简谐运动时由摆球重力与摆线拉力的合力提供回复力 B．“声波碎酒杯”是共振现象的经典演示 C．两列振幅均为 10 cm 的机械波产生干涉现象，振动加强点的位移一定为 20 cm D．任何情境下，机械波和电磁波的波速都只与介质有关 3．惠更斯发现“单摆做简谐运动的周期T与重力加速度的二次方根成反比”。为了通过实验验证这一结论，某同学创设了“重力加速度”可以人为调节的实验环境。如图1所示，在水平地面上固定一倾角可调的光滑斜面，把摆线固定于斜面上的O点，使摆线平行于斜面。拉开摆球至A点，静止释放后，摆球在ABC之间做简谐运动，摆角为。摆球自然悬垂时，通过力传感器（图中未画出）测得摆线的拉力为，摆球摆动过程中，力传感器测出摆线的拉力随时间变化的关系如图2所示，其中、F3、均已知。当地的重力加速度为g。下列选项正确的是（     ） A．多次改变图1中角的大小，即可获得不同的等效重力加速度 B．单摆n次全振动的时间为 C．多次改变摆角，只要得出就可以验证该结论成立 D．在图2的测量过程中，满足的关系 4．在张紧的水平绳上挂5个单摆，先让A摆振动起来，其余各摆也随之振动，已知A、B、C的摆长相等，下列判断错误的是（     ） A．振动稳定后E摆的振动频率最大 B．E摆的固有频率最大 C．振动稳定后5个摆的振动频率都相等 D．B、C摆的振幅比D、E要大 5．某研究团队利用四分之一波长管改进了一种声学发电机系统，如图，FEP塑料膜恒带负电并附着在弹性电极上，二者与3D打印的PLA导电塑料正对，弹性电极通过外电路与PLA导电塑料相连，在声波的驱动下做受迫振动，在外电路中产生交流电。则根据你所掌握的知识，下列说法正确的有（     ） A．该装置的原理是电磁感应 B．将声波振动产生的机械能转化为电能 C．声音的振幅越大，则交流电的频率越大 D．同一波长管对不同波长的声波用来发电效率相等 6．如图所示，在北京某中学的实验室中有一单摆，在它的正下方放置一个方位刻度盘。开始时，单摆沿方位刻度盘的方向摆动，经过数小时后，单摆的摆动为（     ） A．沿的刻度方向摆动 B．沿刻度盘顺时针转过的某一刻度方向摆动 C．沿刻度盘逆时针转过的某一刻度方向摆动 D．无法确定 7．在用单摆测量重力加速度的实验中，下列说法正确的是（     ） A．小球应该选用质量小体积小的塑料球 B．应在小球摆到最高点时开始计时 C．在小偏角下，不同高度释放，小球的摆动周期不同 D．若将49次全振动误记为50次，重力加速度的测量值将偏大 二、多选题（共3小题，每题6分，少选得3分，错选不得分，共18分） 8．某同学在探究单摆运动中，图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的图像，则以下说法正确的是（     ） A．时刻摆球速度最大 B．时刻摆球经过最低点 C．单摆振动周期 D．单摆振动周期 9．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑的水平面上的A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．弹簧振子，振动周期为1.6s，振幅为24cm B．0.5s末和1.1s末，振子的速度不相同 C．在0.4s~0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相反 D．振子做简谐运动的表达式为 10．甲、乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知（     ） A．两弹簧振子完全相同 B．甲振子总是在四分之一周期内经过的路程与乙在二分之一周期经过的路程相等 C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大 D．振子的振动频率之比 3、 非选择题（共54分） 11．随着科技发展，智能手机不仅为我们的生活带来了便利，也可以利用它的摄像头和内部传感器协助我们完成物理实验。如图甲，某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中，利用了智能手机磁传感器和一个磁性小球进行了如下实验： (1)实验前，用刻度尺测出绳长为，用游标卡尺测量摆球的直径为，则摆长_________。 (2)利用软件可将磁感应强度信号转换为电压信号，记录电压的变化曲线如图乙所示，则测得单摆周期_________（用和表示）。 (3)经测量得到多组不同的摆长和对应的周期，画出图线如图丙所示，然后在图线上选取A、B两个点，可计算出重力加速度_________（用、、、表示）。 12．杆线摆可以绕着立柱来回摆动，其摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内，可看作单摆在倾角为的斜面上来回摆动，如图甲所示。某实验小组采用杆线摆测量重力加速度，实验步骤如下： （1）用游标卡尺测量摆球直径D，如图乙所示，则摆球直径为_________cm； （2）如图丙所示，在铁架台上装一根铅垂线，在铁架台的立柱跟铅垂线平行的情况下把杆线摆装在立柱上，调节细线的长度，使轻杆与立柱垂直，保持轻杆长度L不变。 （3）如图丁所示，把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，绕立柱摆动的摆球实际上是在一倾斜平面上运动。测出静止时轻杆与铅垂线的夹角为，则该倾斜平面与水平面的夹角。 （4）用停表测量摆球全振动N次所用的时间t，计算出周期_________； （5）改变铁架台的倾斜程度，测出多组夹角和周期T，作出图像是一条过原点的直线，其斜率为k，则可以求得重力加速度为_________（结果用k、L、D表示）。 13．如图所示，一竖直轻弹簧的下端固定在水平地面上，上端与质量为m的薄板A（厚度不计）连接，稳定时A距地面的高度为，将另一质量也为m的薄板B（厚度不计）从距A正上方高度处由静止释放，B与A碰后粘在一起，碰撞时间极短。已知弹簧的劲度系数为，不计空气阻力，重力加速度为。 (1)求碰撞后瞬间，A、B整体的速度大小。 (2)求A、B整体的速度最大时弹簧的长度。 (3)请证明碰撞后A、B整体的运动是简谐运动。 14．长为的轻绳一端固定在点，另一端系一个质量为的小球。重力加速度为，不计空气阻力。 (1)如图1所示，将小球拉至某一位置，轻绳与竖直方向夹角为，静止释放小球。 a．求小球运动到最低点时受到绳的拉力大小； b．若较小，释放后小球做简谐运动。求一个周期内绳对小球拉力的冲量大小。 (2)如图2所示，使小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向夹角为，求小球运动的周期，并与（1）b中小球运动的周期比较大小。 15．如图所示，光滑水平面上静置一质量m0=4kg的木块，木块左端连接一轻质水平弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙上，整体构成弹簧振子系统。现有一质量m=1kg的子弹，以初速度v0=50m/s水平向左射入木块，并留在木块内，子弹与木块瞬间共速后一起压缩弹簧，做简谐运动。从此刻开始计时，振子经0.4s第一次到达M点，又经0.2s第二次到达M点，已知振子的振幅为A=2cm，不计空气阻力与弹簧质量。 (1)子弹和木块碰撞后的共同速度大小； (2)若规定向左为正，写出弹簧振子的位移随时间变化的关系式； (3)若从振子向右通过M点时开始计时，求经过，振子通过的路程。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $