人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动综合与测试单元测试练习题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册第二章 机械振动综合与测试单元测试练习题，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第二章 机械运动 单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)1、(4分)如图所示，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动.若小球从C点第一次运动到O点历时0.1s，则小球振动的周期为(   )A．0.1s B．0.2s C．0.3s D．0.4s2、(4分)如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动，开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 Hz，现匀速转动摇把，转速为240 r/min。则(   )
 A.当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 sB.当振子稳定振动时，它的振动频率是5 HzC.当摇把的转速增大时，弹簧振子的振幅增大D.振幅增大的过程中，外界对弹簧振子做正功3、(4分)如图所示，一质点做简谐运动，O点为平衡位置，质点先后以相同的速度依次通过两点，历时1s，质点通过N点后再经过1s又第2次通过N点，在这2s内质点通过的总路程为12cm。则质点的振动周期和振幅分别为(   )A.3s，6cm B.4s，9cm C.4s，6cm D.2s，8cm4、(4分)一弹簧振子在水平方向振动，则当振子远离中心位置时，逐渐增大的是(   )A.弹性势能 B.重力势能 C.动能 D.机械能5、(4分)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则（   ）A．质点的振幅为8cm  B．质点的振动周期为2sC．在0~1s内，质点的速度逐渐增大 D．在1~2s内，质点的动能逐渐增大6、(4分)如图所示,弹簧振子做简谐运动,其位移与时间的关系如图所示,由图可知(   )
A.在时,速度的值最大,方向为负,加速度为零
B.在时,速度的值最大,方向为负,加速度为零
C.在时,速度的值最大,方向为正,加速度最大
D.在时,速度的值最大,方向为正,加速度最大7、(4分)如图，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox坐标系。取M到N为正方向，若从振子位于M点时开始计时，则其振动图像为(   )A. B. C. D.8、(4分)如图所示，弹簧振子在两点间做简谐振动，在振子从平衡位置O向a运动过程中(   )。
 A.加速度和速度均不断减小 B.加速度和速度均不断增大C.加速度不断增大，速度不断减小 D.加速度不断减小，速度不断增大二、多选题(共16分)9、(4分)物体A做简谐运动的振动方程是，物体B做简谐运动的振动方程是。比较的运动(   )A.振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 m B.周期是标量，周期相等，都为100 s C.A振动的频率等于B振动的频率D.A的相位始终超前B的相位10、(4分)如图所示，x轴上、处有两个振动周期均为、振幅均为的相同的波源、，时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为沿x轴传播的简谐横波。分别是x轴上、和的三个点，下列说法正确的是(   )A.时三点均已振动 B.后M点的位移始终是C.后P点的位移始终是0 D.时Q点的振动方向竖直向下11、(4分)202l年4月18日22时11分在台湾花莲县（北纬23.92度，东经121.53度）发生5.6级地震，震源深度7千米，浙江绣湖小区几幢高楼里的居民反映“震感明显”，而浙江义乌中学的高三学生却普遍反映“没有感觉”.针对这一事件，下列同学的认识中科学合理的是(   )A.地震波到达义乌时，义乌市地面建筑发生了受迫振动B.绣湖小区那几幢高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近C.地震波在义乌发生了叠加，绣湖小区处在振动加强带上，义乌中学恰好处在振动减弱带上D.应对绣湖小区那几幢高楼采取物理措施改变它们的固有频率以防止地震危害12、(4分)一列简谐横波沿x轴传播，已知x轴上和处质点的振动图像分别如图1、2所示，则此列波的传播速率可能是(   )。
 A.8 m/sB.6 m/sC.2 m/sD.1.2 m/sE.1 m/s三、填空题(共16分)13、(4分)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，某同学用毫米刻度尺测得摆线长；用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示，则摆球直径______mm；用秒表测得单摆完成次全振动的时间如图乙所示，则秒表的示数______s；若用给出的各物理量符号表示当地的重力加速度g，则计算g的表达式为______.
 14、(4分)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为时刻和时刻波的图像，该波波速为，该波的周期为___________s；该简谐波沿x轴__________（选填“正向”或“负向”）传播。15、(4分)如图，一列简谐横波平行于x轴传播，图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点，在0到0.3 s时间内运动方向只改变一次。这列简谐波的周期为_______s，波速为_________m/s，传播方向沿x轴_______（选填“正方向”或“负方向”）。
 16、(4分)如图所示，一弹簧振子在间沿光滑水平杆做简谐运动，坐标原点O为平衡位置，，从小球经过图中N点时开始计时，到第一次经过O点的时间为0.2 s，则小球的振动周期为_______s，振动方程为_______。
 四、计算题(共24分)17、(12分)[选修3-4]（1）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.取向右为正，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则由图可知_______.A.时，振子的加速度方向向左B.时，振子的速度方向向右C.到的时间内，振子的动能逐渐减小D.到的时间内，振子通过的路程是60cm（2）如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时的波形图，此时波刚好传播到处的质点，虚线为时的波形图．求：
 ①该波传播速度的大小；②若，则处的质点从到第一次运动到波峰所需的时间。18、(12分)两木块质量分别为，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离静止，释放后A在竖直方向做简谐运动，在A振动过程中，木块B刚好未离开地面。重力加速度为g，求：
 （1）木块A的最大加速度；（2）A的振幅。五、实验题(共12分)19、(12分)在“利用单摆测重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到。只要测量出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出图象，就可求出当地的重力加速度，理论上图象是一条过坐标原点的直线。某同学在实验中，用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球，多次改变悬点到摆球顶部的距离，分别测出摆球做简谐运动的周期T后，作出图象，如图所示。
 （1）造成图象不过坐标原点的原因可能是(   )A.将记为摆长l B.摆球的振幅过小 C.将计为摆长l D.摆球质量过大（2）由图像求出重力加速度______（取）（3）实验结果与真实情况相比，将________。(选填“偏大”、“偏小”或“相同”)（4）根据图象可以推得小球的直径是__________cm。
参考答案1、答案：D解析：振子从C点第一次运动到O点的时间为0.1s，对应的时间为一个周期的，故该弹簧振子的周期为0.4s，故D正确，故选：D。2、答案：D解析：本题考查共振现象。摇把匀速转动的频率，周期，当振子稳定振动时，它的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等，A、B错误；当摇把的转速减小时，其频率将更接近振子的固有频率2 Hz，弹簧振子的振幅将增大，反之振幅将减小，C错误；外界对弹簧振子做正功，系统机械能增大，振子的振幅增大，故D正确。3、答案：C解析：做简谐运动的质点，先后以相同的速度通过两点，可判定两点关于平衡位置O对称，所以质点由M到O所用的时间与由O到N所用的时间相等，则质点由平衡位置O到N点所用的时间；因通过N点后再经过质点以方向相反、大小相等的速度再次通过N点，则知质点从N点到最大位移处所用的时间，因此，质点振动的周期是。题中2s内质点通过的总路程为振幅的2倍，所以振幅，选C。4、答案：A解析：A.当振子远离中心位置时，弹簧振子的形变量增大，因此弹性势能增大，A正确；
B.弹簧振子在水平方向振动，竖直高度不变，因此重力势能不变，B错误；
C.当振子远离中心位置时，速度减小，动能减小，C错误；
D.由于只有弹簧弹力做功，系统的机械能守恒，D错误；
故选A。5、答案：D解析：A项，根据简谐运动的表达式为为振幅，等于4cm，故A项错误。
B项，根据简谐运动的表达式为为圆频率，，故B顶错误。
C项，由题目中的公式可得，当时，物体处于平衡位置；当时，质点运动了周期，到达最大位置，该过程中质点的位移增大，速度减小，故C项错误。
D项，由题目中的公式可得，当时，物体处于平衡位置，在1~2s内，质点从最大位移处向平衡位置移动，物体的速度增大，动能逐渐增大故D项正确。
综上所述，本题正确答案为D。6、答案：B解析：时，位移正向最大，故速度为零，，位移正向最大则回复力负向最大，加速度最大，故A错误；s时，物体的位移为零，经过平衡位置，速度最大，加速度最小，为零，速度为负方向，故B正确；时，物体处于负向最大，速度最小，为零，加速度沿正向最大，故C错误；时，物体处于平衡位置，速度为正向最大，加速度为零，故D错误。7、答案：D解析：由题意知，振子运动到M点时，振子具有负方向的最大位移，若从振子位于M点时开始计时，则其振动图像应从负方向的最大位移开始，即如选项D所示。8、答案：C解析：在振子由O到a的过程中，其位移不断增大，回复力增大，加速度增大，但是由于加速度与速度方向相反，速度减小，C项正确。9、答案：CD解析：振幅是标量，的振幅分别为3 m、5 m，A错；的周期均为，B错；因为，故，C对；，为定值，D对。10、答案：CD解析：由题可知波速，经6.0 s，两波沿传播方向传播6 m，而M点离左、右两波源距离均为7 m，所以此时P点未振动，A项错；8.0 s时，两波均经过M点，M点到两波源距离相等，是振动加强点，即振幅为2 cm，仍做简谐运动，B项错；10.0 s时，两波均经过P点，P点到两波源的路程差为，则10.0 s后P点位移始终为0，C正确；10.5 s时，仅有时，Q点位于平衡位置且将要向下振动，仅有时，Q质点位于波峰处且将要向下振动，故10.5 s时Q的振动方向竖直向下，D正确。11、答案：AB解析：地震波到达义乌时，地面受到了外力作用，所以义乌市地面建筑发生了受迫振动，A正确；根据共振现象可知，绣湖小区几幢高楼里的居民反映“震感明显”，是因为绣湖小区那几幢高楼的固有频率与当时地震波的频率更加接近，共振现象明显，义乌中学学生反映“没有感觉”是因为教学楼的固有频率与地震波频率相差较大，B正确，C错误；固有频率是物质的固有属性，不易改变，D错误.12、答案：BCD解析：由两质点的振动图像可知，时刻，处的质点处于平衡位置向下运动，处的质点位于波峰处，该波的传播周期。若该简谐横波沿x轴正方向传播，则两质点间的距离为，则，由波速的公式得时，时，；时，B、D两项正确；若该简谐横波沿x轴负方向传播，则两质点间的距离为，则，由波速的公式得时，时，，C项正确，A、E两项错误。13、答案：20.20；78.2；解析：解：直径读数：
主尺：20mm，游标尺对齐格数：4个格，读数：，所以直径为：；
秒表读数：
大盘读数18.4s，小盘读数60s，故时间为78.4s；
根据、、，得：。14、答案：0.4；负向解析：由波动图像得波长，周期虛线为时刻波的图像，0.3s波传播，即波沿x轴负向传播15、答案：0.4；10；正方向解析：由于处的质点在0到0.3 s内运动方向只改变一次，则可以判断，该质点先向下运动到最低点后向上运动到最高点，经过周期的时间，所以这列波的周期为0.4 s，由于波长为4 m，所以波速为10 m/s，由质点振动与波的传播方向的关系可知，波向x轴正方向传播。16、答案：解析：小球从N点到O点经历的时间为，则，故；由于，而振幅为，小球从正的最大位移处开始振动，所以振动方程为。17、答案：（1）AD（2）见解析解析：（1）A.由图乙可知，时，振子远离平衡位置向右运动，位移增大，根据可知回复力方向向左，则加速度方向向左，故A正确；B.时，振子靠近平衡位置向左运动，所以振子的速度向左，故B错误；C.到的时间内，振子向平衡位置运动，速度逐渐增大，振子的动能逐渐增大，故C错误；D.到的时间内，振子通过的路程为，故D正确。故选AD。（2）①该波沿x轴正方向传播，根据波动图象可知
可得（）
根据机械波的传播，有
则（）
②若
则，
波传播到处质点所需时间
处质点从开始振动到第一次运动到波峰所需时间
 18、答案：（1）（2）解析：（1）由于A做简谐运动，在最高点和最低点加速度最大，在最高点时，木块B刚好对地面的压力为零，此时弹簧弹力
对A物体，根据牛顿第二定律可得
木块A的最大加速度（2）在最高点弹簧的伸长量为
而平衡位置弹簧的压缩量
因此振幅19、答案：（1）A（2）9.87（3）相同（4）2解析：（1）图象不通过坐标原点，将图象向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同周期下，摆长偏小1cm，故可能是测摆长时漏掉了摆球的半径，将记为摆长l，故A正确，BCD错误；
（2）由单摆周期公式可得
则图象的斜率
解得
（3）由可得
图象应该是过原点的直线，如果测摆长l时，没有包括摆球半径r，则

则是l的一次函数，而不是正比例函数，图象的斜率k与是否过原点无关，而

因此根据该图象求得的重力加速度与正确操作时求得的重力加速度相同；
（4）小测摆长时没有考虑摆球的半径导致图象不过原点，将图象向右平移1cm就会通过坐标原点，故相同的周期下，摆长偏小1cm，则摆球直径