2024-2025学年物理鲁科版（2019）选择性必修第一册 第4章 光的折射和全反射 章末检测试卷（含解析） (2)

这是一份2024-2025学年物理鲁科版（2019）选择性必修第一册 第4章 光的折射和全反射 章末检测试卷（含解析） (2)，共16页。
保密★启用前2024-2025学年鲁科版（2019）选择性必修第一册 第二章 机械振动 单元测试卷2(含解析）注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请添加修改第I卷的文字说明1．如果质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律，这样的运动叫做简谐运动。根据图中各图象可以判断出物体可能做简谐运动的是（　　）A．①②B．③④C．①③D．②④2．做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x=2sin(50πt＋)cm，则下列说法正确的是（　　）A．它的振幅为4 cmB．它的周期为0.02 sC．它的初相位是D．它在周期内通过的路程可能是2cm3．振子在a，b间做简谐运动，如图所示，O为平衡位置，从某一时刻开始（）经过周期，振子具有正方向最大加速度，那么能正确反映振子振动情况的是（　　）A．B．C．D．4．2020年伊始出现了罕见的新型冠状病毒，感染患者在医院进行治疗时，需要打吊瓶。如图所示，该病人正在输b吊瓶中的液体，输了一半时他的左手动了一下，这个动作拉扯到了输液管，使b吊瓶晃动了起来，紧接着待输的a、c吊瓶（液体均满瓶）也跟者晃动起来，假设悬挂三个瓶的细绳长度相同，b、c两吊瓶大小相同，a吊瓶比b、c小一些，则（　　）A．b、c两吊瓶发生共振B．a、b、c三个吊瓶均做自由振动C．b、c两吊瓶的振幅相同D．a、b、c三个吊瓶的振动周期相同5．牛顿在发现万有引力定律后曾思考过这样一个问题：假设地球是一个质量均匀分布的球体，已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。沿地球的南北极打一个内壁光滑的洞，在洞口无初速度释放一个小球（小球的直径略小于洞的直径），在小球向下端点运动的过程中，下列说法中正确的是（    ）A．小球可以穿出小洞B．小球在地心处动能最小C．小球在洞内做往复振动，小球受力与到地心距离的关系决定了此振动为非简谐运动D．若小球释放的位置再向下移动一点，则小球振动周期不变6．如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知（　　）A．两摆球质量相等B．两单摆的摆长不相等C．两单摆相位相差D．在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s甲＝2s乙7．图中O点为单摆的固定是点，现将摆球（可视为质点）拉至A点，此附细线处于张紧状态，释放摆球，摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，B点为运动中的最低位置，则在摆动过程中（　　）A．摆球在A点和C点处，速度为零，位移也为零B．摆球在A点和C点处，速度为零，回复力也为零C．摆球在B点处，重力势能最小，加速度也为零D．摆球在B点处，动能最大，细线拉力也最大8．如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图像，下列说法正确的是（　　）A．甲、乙两单摆的振幅相等B．甲摆的摆长比乙摆的大C．甲摆的机械能可能比乙摆的小D．在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆9．如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在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．时，振子的速度方向向左B．时，振子在O点右侧处C．和时，振子的加速度完全相同D．到的时间内，振子的速度逐渐增大10．甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速的实验”，回来后共同绘制了T2－L图象，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法中正确的是___________A．单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同决定B．由图甲分析可知A图象所对应的实验地点重力加速度较大C．若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的引力加速度D．由图乙可知，甲同学探究受迫振动的单摆摆长为8cmE．如果甲同学增大摆长，他得到的共振曲线的峰值将向左移动11．如图甲所示，弹簧振子以点为平衡位置，在、两点之间做简谐运动．振子的位移随时间的变化图象如图乙所示．下列判断正确的是（    ） A．t=0.8s时，振子的速度方向向左B．振子做简谐运动的表达式为C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同D．从t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明12．在单摆测重力加速度的实验中：(1) 摆线应选择 （选填“质地轻”或“质地重”）、 （选填“易”或“不易”）伸缩、长约1m的细线．(2) 摆球应选择 （选填“体积较小”或“体积较大”）、 （选填“较为重实”或“较为轻巧”）的摆球．(3) 摆长的测量，应先沿竖直方向悬挂好单摆，然后用米尺测量 （选填“摆线的长度”或“从悬点到摆球球心的长度”），此长度就是摆长．(4) 实验时要求摆线摆角不超过 （选填“10°”或“5°”）是很重要的．13．（1）在“验证机械能守恒定律”实验中①用图1装置进行验证，则 A．选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零B．纸带第一个打点的点迹不一定清晰，但选取的两个计数点需间隔4个打点C．重物下落的高度一定用刻度尺直接测量，但速度可以用v=gt来计算②用图2装置进行验证，操作中需把气垫导轨调成倾斜状态，则 A．调整倾斜状态是为了平衡滑块下滑时受到的阻力B．调整倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能C．不能用该装置验证机械能守恒，因为该物块下滑过程中机械能不守恒③用图3装置进行验证，气垫导轨调成水平，遮光条的宽度为d，遮光条到光电门的距离为l，释放滑块，遮光条通过光电门的遮光时间为t，砝码和砝码盘的总质量为m，滑块的质量为M，为验证机械能守恒，需要满足的关系式 （用题中字母表示）。（2）在“用单摆测量重力加速度”实验中，根据测量数据进行规范描点和作图，得到的图像，如图4所示。①图线不过原点的原因可能为 A．l为摆线长          B．l为摆长    C．l为摆线长与摆球直径之和②数据处理时， （选填“能”或“不能”）利用图线的斜率来计算重力加速度。14．说说机械振动的运动特征。如下图所示为某质点运动的位移x与时间t的关系，判断该质点是否在做机械振动，为什么？15．如图所示，单摆摆长为l，在悬点O正下方A点钉一个钉子，其中，则此摆振动的周期为多少？16．如图所示，把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球在沿水平x轴的光滑杆上，能够沿杆自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离，小球将做振幅为R的振动，O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O’为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动，O与O'在同一竖直线上.用竖直向下的平行光照射小球B，适当调整B的转速，可以观察到，小球B在x方向上的“影子”和小球A在任意时刻都重合。已知弹簧劲度系数为k，小球A的质量为m，弹簧的弹性势能表达式为，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量.请结合以上实验，（1）求小球B的线速度大小？（2）推导出小球A的周期表达式。题号一二三四总分得分评卷人得分一、单选题评卷人得分二、多选题评卷人得分三、实验题评卷人得分四、解答题参考答案：1．C解析：根据题意，振动图象与正弦函数图象相似的①③的运动符合简谐运动的特征，故ABD错误，C正确。答案：C。2．D解析：ABC．对照简谐运动的一般表达式x=Asin(t＋φ)知A=2cm，T==0.04s，φ=故ABC错误；D．由表达式可以看出振动物体从相位为到相位为，则这周期内通过的路程为故D正确。答案：D。3．A解析：某一时刻作计时起点（t = 0），经周期振子具有正方向最大加速度，则位移为负方向最大，即在a点，说明t = 0时刻质点经过平衡位置向左，即向-x方向运动，故A正确，BCD错误。答案：A。4．D解析：A．b、c吊瓶的重心位置不同，因此有效摆长不同，所以不会发生共振，故A错误；B．只有b做自由振动，a、c均做受迫振动，故B错误；C．b、c摆长不同，则两吊瓶的振幅不同，故C错误；D．振动周期等于驱动力周期，因此三个吊瓶的周期相同，故D正确。答案：D。5．D解析：CD. 设地球半径为R，地球质量为M，小球质量为m，小球偏离地心的位移为x，根据题意，根据引力公式又小球偏离地心的位移为x，此处地球的质量为考虑到方向性可求出小球偏离地心的位移为x处受到万有引力的合力为可知引力的合力大小与球偏离地心的位移x成正比，方向相反，所以小球做简谐运动，简谐运动周期与振幅无关，故C错误，D正确；AB. 当合力为零时，速度最大，所以小球在地心处动能最大，在洞口无初速度释放一个小球，小球先加速再减速，根据对称性知小球不能穿出小洞，故AB错误。答案：D。6．C解析：A．单摆周期与质量无关，所以无法得到两球的质量关系，A错误；B．从图上知则摆长相等；B错误；C．由图像可知两单摆相位相差，C正确；D．由于两个摆的初相位不同，所以只有从平衡位置或最大位移处开始计时，而且末位置也是在平衡位置或最大位移处的特殊情况下，经过相同时间，两摆球通过的路程才一定满足若不能满足以上的要求，则不一定满足D错误。答案：C。7．D解析：AB．摆球在摆动过程中，最高点C处是摆球的最大位移位置，速度为零，回复力最大，故AB错误；CD．在最低点B，是摆球的平衡位置，速度最大，动能最大，重力势能最小，摆球做圆周运动，绳的拉力最大，加速度不为零，故C错误、D正确。答案：D。8．CD解析：A. 从题图上可以看出甲摆振幅大，故A错误；B．由题图知两摆周期相等，根据单摆周期公式可知两单摆摆长相等，故B错误；C．因两摆球质量关系不明确，无法比较它们的机械能的大小，若甲摆球质量很小，则甲摆机械能可能小于乙摆，故C正确；D．t＝0.5s时，乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，故D正确。答案：CD。9．ABD解析：A．t=0.8s时，振子经过O点向负方向运动，即向左运动，故A正确；B．由乙图可知振子振幅A=12cm，周期T=1.6s，则可知则振子振动方程为当t=0.2s时，振子在O点右侧，且故B正确；C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的位移等大反向，回复力和加速度也是等大反向，故C错误；D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子从B点向左运动到平衡位置，其速度逐渐增加，故D正确。答案：ABD。10．ACE思路：根据单摆固有周期公式，可以判断影响周期大小的因素；周期公式变形得到，可以确定图象的斜率；物体发生受迫振动时，当驱动力的频率等于系统固有频率时，就会发生共振。解析：A．根据单摆的固有周期公式为，为摆长，为当地重力加速度，A正确；B．根据得，所以图象的斜率，图甲中A图象的斜率大于B图象的斜率，故A图象对应的重力加速度较小，故B错误；C．若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中，单摆小球处于完全失重状态，只受重力，不能在竖直平面内来回摆动，故C正确；D．由图乙可知，当驱动力的频率为0.5Hz时，摆球发生共振，故系统的固有频率为0.5Hz，固有周期根据，解得摆长故D错误；E．根据，若在同一地点增长摆长，则单摆固有周期变大，固有频率变小，则发生共振时的驱动力频率变小，共振峰向左移动，E正确。答案：ACE。点拨：本题考查学生对单摆周期公式的理解和应用，以及受迫振动发生共振的条件．11．ABD解析：A、t=0.8 s时，图象切线的斜率为负，说明振子的速度为负，即速度方向向左，故A正确；B、由图乙可知，振幅为A=12cm，振子做简谐运动的表达式为，故B正确；C、t=0.4s和 t=1.2s 时，振子的位移完全相反，由，知加速度完全相反，故C错误；D、t=0.4s到 t=0.8s 的时间内，振子的位移减小，正向平衡位置靠近，速度逐渐增大，故D正确；答案：ABD．点拨：由图象可读出振子振动的周期和振幅，振子向平衡位置运动的过程中，速度增大，加速度减小．通过分析振子位移的变化，即可判断其速度和加速度的变化．12． 质地轻 不易 体积较小 较为重实 从悬点到摆球球心 5°解析：(1) [1][2]．摆线应选择质地轻、不易伸缩、长约1m的细线．(2) [3][4]．摆球应选择体积较小、较为重实的摆球．(3) [5]．摆长的测量，应先沿竖直方向悬挂好单摆，然后用米尺测量从悬点到摆球球心的长度，此长度就是摆长．(4) [6]．实验时要求摆线摆角不超过5°是很重要的．13． A B A 能解析：（1）①[1]A．在验证“机械能守恒定律”的实验中，不需要初速度等于零，则选取的第一个计数点对应重物的速度可以不为零，A正确；B．纸带第一个打点的点迹不一定清晰，为了计数方便可任意间隔相等的计时点取一个计数点，所以选取的两个计数点不一定需间隔4个计时点，B错误；C．重物下落的高度一定用刻度尺直接测量，但速度不可以用v=gt来计算，否则就默认了机械能守恒，失去了验证意义，C错误。答案：A。②[2]在该实验中不需要平衡摩擦力，将气垫导轨调成倾斜状态是为了将滑块的重力势能转化为动能，由于气垫导轨的摩擦力很小，可以忽略不计，则可以用该装置验证机械能守恒。答案：B。③[3]遮光条通过光电门的速度为砝码和砝码盘重力势能的减小量为砝码和砝码盘以及滑块动能的增加量为若系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，则满足机械能守恒定律，即为验证机械能守恒，需要满足的关系式为（2）①[4]根据单摆的周期公式可得A．设摆球的直径为D，若l为摆线长，则公式变为不过原点，纵截距为满足题意，A正确；B．若l为摆长，则公式变为仍然过原点，不满足题意，B错误；C．若l为摆线长与摆球直径之和，则公式变为不过原点，纵截距为不满足题意，C错误。答案：A。②[5]由题意可知，图像的斜率为可得重力加速度为所以在处理数据时，能利用图线的斜率来计算重力加速度。14．见解析解析：机械振动是指物体或质点在其平衡位置附近做来回的往复运动。由图可看出，该质点在其平衡位置附近做来回的往复运动，所以该质点在做机械运动。15．解析：碰钉子之前，摆长为l，单摆周期为碰钉子之后，摆长为，单摆周期为则此摆振动的周期为16．（1）R；（2）2解析：（1）以小球A为研究对象，设它经过平衡位置O时的速度为v，当它从O运动到最大位移处，根据机械能守恒有解得由题中实验可知，小球B在x方向上的“影子”的速度时刻与小球A的相等，A经过O点的速度v与B经过最低点的速度相等，即小球B做匀速圆周运动的线速度也为v。（2）小球A振动的周期与小球B做圆周运动的周期相等。根据圆周运动周期公式，小球B的运动周期为整理得