高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册2 波的描述课堂检测

2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第一册

第二章 机械振动 （B）卷  章末复习训练2（含解析）

1.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10s内上下振动了6次,鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动了12次,将50g的砝码换成500g的砝码后，他发现树枝在15s内上下震动了6次，你估计鸟的质量最接近（   ）

A.50g B.200g C.500g D.550g

2.如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在两点之间做简谐运动，取A到B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.时，振子在O点右侧6 cm处

B.时，振子的速度方向为负方向

C.和时，振子的加速度完全相同

D.到的时间内，振子的速度逐渐减小

3.如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物(可视为质点)，重物静止时处于位置。现用手托重物使之缓慢上升至位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后由静止释放重物使其沿竖直方向在位置和位置(图中未画出)之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程(不计空气阻力)，下列说法中正确的是（   ）

A.重物在位置时，其加速度的数值大于当地重力加速度的值

B.在重物从位置下落到位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量

C. 在重物从位置到位置和从位置到位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做的功相同

D.在手托重物从位置缓慢上升到位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能

4.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，点为弹簧在原长时物块的位置。物块由点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达点。在从到的过程中物块(   )

A．加速度先减小后增大

B．所受弹簧弹力始终做正功

C．运动过程中速度最大的位置在点的左侧

D．到达点位置，物体获得的动能等于弹簧弹力做的功

5.如图所示为演示简谐运动的沙摆，已知摆长为，沙桶的质量为m，沙子的质量为，沙子逐渐下漏的过程中，沙摆的周期(   )

A.不变 B.先变大后变小 C.先变小后变大 D.逐渐变大

6.一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的点钉一个光滑的钉子，使，将小球拉至A处释放，小球将在间来回运动，若运动中摆线与竖直方向的夹角小于5°，重力加速度为g，则以下说法正确的是(   )

A.摆角大小不变  B.A和C两点在同一水平面上

C.周期 D.周期

7.登山运动员常用单摆估测自己所在位置的高度。若运动员在某一高度测出某单摆的周期约是该单摆在地面时的1.5倍，则该位置的高度与地球半径之比约为（   ）

A.1 B. C.2 D.

8.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是(   )

A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线

B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比

C.图线Ⅱ若是在地球上完成的，则该单摆摆长约为1 m

D.若摆长约为1 m，则图线Ⅰ是在地球上完成的

9.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。一排等间距设置的减速带，可有效降低车速。如果某路面上的减速带的间距为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3 m/s的速度行驶时最不颠簸

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，颠簸就越厉害

10.在“利用单摆测重力加速度”的实验中。

（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线竖直且恰好通过单摆悬挂点，图中磁传感器的引出端A接数据采集器。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于________。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_______（地磁场对磁传感器的影响可忽略）。

（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的图线为_________（选填“直线”“对数曲线”或“指数曲线”）；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度________。

11.在“用单摆测定重力加速度”实验中。

（1）下列操作正确的是_________。

A.甲图：小球从偏离平衡位置60°开始摆动

B.乙图：细线上端用铁夹子固定

C.丙图：小球到达最高点时作为计时开始与终止的位置

D.丁图：小球自由下垂时测量摆线的长度

（2）某同学通过测量30次全振动时间来测定单摆的周期T，他在单摆经过平衡位置时按下秒表记为“1”，若同方向经过平衡位置时记为“2”，在数到“30”时停止秒表，读出这段时间t，算出周期，其他操作步骤均正确。多次改变摆长时，他均按此方法记录多组数据，并绘制了图像，则他绘制的图像可能是_________。

A. B. C. D.

（3）按照（2）中的操作，此同学获得的重力加速度将_________。（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

答案以及解析

1.答案：B

解析：振动系统的频率是由振动系统的自身来决定的。鸟与树枝组成的系统频率,50g砝码与树枝组成的系统频率为，500g砝码与树枝组成的系统频率为,而，故鸟的质景应在50 g与500 g之间，故选B。

2.答案：B

解析：在0～0.4 s内，振子做变减速运动，不是匀速运动，所以时，振子不在O点右侧6 cm处，故A错误；由题图乙知，时，图像的斜率为负，说明振子的速度为负，故B正确；和时，振子的位移方向相反，由知加速度方向相反，故C错误；到的时间内，振子的位移减小，向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故D错误。

3.答案：D

解析：在手托重物从位置缓慢上升到位置的过程中，重物受重力、弹簧弹力、手对重物的功，三力做功之和为零即：，当重物从A到过程，由动能定理得：，解得：，在手托重物从位置缓慢上升到位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能，故D正确。

4.答案：AC

解析：A、由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A正确；
B、从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故B错误；
C、物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，即在O点左侧，故C正确；
D、AO运动过程中除了弹力做功外还有摩擦力做功，故物体获得的动能等于弹簧弹力做的功和摩擦力做功之和，故D错误。
故选：AC。

5.答案：B

解析：在沙摆摆动、沙子逐渐下漏的过程中，沙摆的重心逐渐下降，则等效摆长逐渐变大，当沙子流到一定程度后，沙摆的重心又重新上移，则等效摆长变小，由周期公式可知，沙摆的周期先变大后变小，故选B。

6.答案：BD

解析：小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，其机械能守恒，可知A和C两点在同一水平面上，由于摆长会发生变化，所以摆角大小是变化的，故A错误，B正确；小球从A到B的时间为，从B到C的时间为,故小球的运动周期为，故C错误，D正确。

7.答案：B

解析：根据单摆公式及题意，得，由可得，，B对。

8.答案：ABC

解析：题图图线中振幅最大处对应频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等。从题图可以看出，两单摆的固有频率。根据周期公式可得，当两单摆分别在月球上和地球上做受迫振动且摆长相等时，g越大，f越大，所以，由于月球上的重力加速度比地球上的小，所以图线I表示月球上单摆的共振曲线，选项A正确。若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则g相同，两次摆长之比，所以B正确。图线Ⅱ若是在地球上完成的，将和代入频率的计算公式可解得，所以C正确，D错误。

9.答案：C

解析：当汽车以5 m/s的速度行驶时，驱动力的周期为，所以频率等于，故A错误；当汽车以3 m/s的速度行驶时，汽车的频率为，此时和固有频率相同，所以颠簸最厉害，故C正确，BD错误。

10.答案：（1）最低点；

（2）直线；

解析：（1）小球到达最低点时，磁传感器测得的磁感应强度最大，连续N次磁感应强度最大时，说明小球N次到达最低点，则相邻两次的时间间隔，所以单摆的周期。

（2）单摆的周期公式为。所以，取对数得，即，所以图线为直线，图线与纵轴交点的纵坐标，所以。

11.答案：（1）BD      （2）D    （3）偏大

解析：（1）摆线与竖直方向的夹角不超过5°时，才可以认为摆球的运动为简谐运动，故A错误；细线上端应用铁夹子固定，防止松动引起摆长变化，故B正确；当小球运动到最低点时开始计时误差较小，故C错误；实验时应该测量小球自由下垂时摆线的长度，故D正确。（2）根据得，，可知与L成正比，故D正确，ABC错误。（3）实际的全振动次数为29，按30次计算，则计算得到的周期测量值偏小，根据知，测得的重力加速度偏大。