1、人教（2019版）选择性必修一第2章机械振动单元测试卷(时间：90分钟满分：100分)一、单选题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1 关于简谐运动的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是（）A位移减小时，加速度增大，速度也增大B位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同C物体向平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相反D物体向平衡位置运动时，做匀加速运动2在弛豫过程中通过测定横向磁化矢量M x y 可得知生物组织的磁共振信号。按法拉第定律，磁矢量M x y的变化使环绕在人体周围的接收线圈产生感应电动势，这个可以放大的感应电流即MR信号。90脉冲后，由于受时间的影响，磁共振信号以指数曲线形
2、式衰减，称为自由感应衰减，如图所示。对此下列说不正确的是（）A该图像类似于受迫运动B该图像类似于阻尼振动C该图像的频率取决于固有频率D该图像的振动频率由振动系统决定3如图所示，一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v（v0）相同，那么，下列说法正确的是A振子在M、N两点所受弹簧弹力相同B振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C振子在M、N两点加速度大小相等D从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动4图中是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息，下列说法不正确的是（）A在和这两个时刻质点处于静止状态B在和这两个时刻质点速度相同C质点在前内位移是0D质点在前内
3、运动的路程5某同学看到一只鸟落在树枝上的P处（如图所示），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内上下振动了6次。试估计鸟的质量最接近（）A50gB200gC500gD550g6如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象。已知甲、乙两个振子质量相等。则（ ）A甲、乙两振子的振幅之比为21B甲、乙两振子的频率之比为12C前2 s内甲、乙两振子的加速度均为正值D第2 s末甲的加速度最大，乙加速度最大7钓鱼可以修身养性、陶冶情操，有助于提高人们的生活乐趣，而鱼漂是钓
4、具里面必不可少的。某鱼漂的示意图如图所示、为鱼漂上的三个点。当鱼漂静止时，水面恰好过点。某鱼咬钩后将鱼漂向下拉了一下，使点到达水面，但鱼随后脱钩，鱼漂便上下运动，上升到最高处时，点到达水面。假设水面静止，鱼漂在、间的横截面积不变不考虑阻力的影响，下列说法正确的是（）A鱼漂的上下运动不一定是简谐运动B点过水面时，鱼漂有向下方向的最大加速度C点到达水面时，鱼漂具有向上的最大位移D鱼漂由下往上运动时，速度越来越大8荡秋千是小孩最喜欢的娱乐项目之一，可简化为如图甲所示。图甲中点为单摆的固定悬点，现将摆球（可视为质点）拉至点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的、之间来回摆动，其
5、中点为最低位置，小于5且大小未知，同时由连接到计算机的力传感器得到了摆线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，如图乙所示（图中所标字母，重力加速度均为已知量）。不计空气阻力。根据题中（包括图中）所给的信息，下列说法正确的是（）A该单摆的周期为B无法求出摆球振动的摆长C可以求得由A运动到所用的时间（不考虑重复周期）为D在小于5的情况下，越大周期越大二、多选题(本题共4小题，每小题4分，共16分) 9如图甲所示是演示简谐运动图象的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗中的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图
6、象。图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线)，已知P、Q分别是木板1上的两点，木板1、2的移动速度分别为v1、v2，则（ ）图AP处堆积的细沙与Q处一样多BP处堆积的细沙比Q处多Cv1v243Dv1v23410一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列叙述正确的是（）A质点的振动频率为4 HzB在10 s内质点经过的路程是20 cmC在5 s末，速度为零，加速度最小D在t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点的速度相同11轿车的悬挂系统是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。某型号轿车的“车身悬挂系统”的固有周期是0.5s，这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带，如图，已知相邻两
7、条减速带间的距离为1.0m，该车经过该减速带过程中，下列说法正确的是（）A当轿车以30km/h的速度通过减速带时，车身上下振动的频率为2HzB轿车通过减速带的速度越大，车身上下颠簸得越剧烈C轿车通过减速带的速度大小不同，车身上下振动的幅度大小也可能相同D当轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下颠簸得最剧烈12有两个小球做简谐运动的方程：和，下列说法正确的是（）A它们的振幅之比1：3B它们的频率之比1：1C简谐运动1比简谐运动2相位超前D当小球1在平衡位置时小球2一定处于最大位移处三、非选择题 (本题共4小题，共60分)13（8分）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操
8、作：（1）用游标尺测量摆球的直径如图，可读出摆球的直径为_。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L。（2）用秒表测量单摆的周期，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。（3）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出图线，此图线斜率的物理意义是（_）Ag B C D（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小（_）A偏大 B偏小 C不变 D都有可能14（10分）在用“单摆测量重力加速度”的实验中：（1）下面叙述正确是_（选填选项前的字母）A1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细
9、线做摆线；B直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球；C如图甲、乙，摆线上端的两种悬挂方式，选乙方式悬挂；D当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以50做为单摆振动的周期（2）若测出单摆的周期T、摆线长l、摆球直径d，则当地的重力加速度_（用测出的物理量表示）。（3）某同学用一个铁锁代替小球做实验。只改变摆线的长度，测量了摆线长度分别为和时单摆的周期和，则可得重力加速度_（用测出的物理量表示）；若不考虑测量误差，计算均无误，算得的g值和真实值相比是_的（选填“偏大”“偏小”或“一致”）；该同学测量了多组实验数据做出了图像，该图像对应下面的_图。ABCD15
10、（8分）一半径为10cm的小球漂浮在水面上时恰好有一半体积浸没在水中，如图所示现将小球向下按压5cm后放手，忽略空气阻力，若小球在竖直方向上的运动可视为简谐运动，测得振动其周期为0.4s，以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示其中A为振幅，分析小球的运动：(1)写小球位移函数表达式；(2)求小球12s内所经历的路程和12s末的位移各是多少？16（10分）如图（甲）所示，一小球在半径很大的光滑圆弧曲面AOB之间做简谐运动，取向右偏离平衡位置的位移方向为正，小球在曲面A、B间运动的x-t图像如图（乙）所示。取g=2m/s2。求：（1）小球振动的频率f；（2）圆弧曲面的半径R。17
11、（10分）弹簧振子以点为平衡位置在、两点间做简谐运动，、之间的距离为。某时刻，振子从、间的点以速度向点运动，经振子速度第一次变为，再经过振子速度第二次变为，求：（1）弹簧振子振动的振幅和周期；（2）振子在点时相对平衡位置的位移大小。18（10分）如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间。现将摆球拉到点，释放摆球，摆球将在竖直面内的、之间来回摆动，其中点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从点开始运动的时刻，取。(1)求单摆的振动周期和摆长。(2)求摆球的质量。(3)求摆球运动过程中的最大速度。人教（2019版）选择性必修一第2章机械振动单元
12、测试卷参考解答1【答案】C【解析】A位移减小时，加速度减小，速度增大。A错误；B根据回复力公式可知，位移方向总跟加速度方向相反，跟速度方向可以相同，也可以相反。B错误；C物体向平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相反，C正确；D物体向平衡位置运动时，做加速度减小的加速运动。D错误。2【答案】A【解析】受迫振动的振幅和频率都是不变，则该图像于受迫运动不是类似的，选项A错误，符合题意；由图像可知，振幅之间递减，则该图像类似于阻尼振动，选项B正确，不符合题意；该图像的频率取决于固有频率，而固有频率是由振动系统决定的，选项C、D正确，不符合题意。3【答案】C【解析】因M、N两点的速度大小相同，则M、N两
13、点关于O点对称，故振子在M、N两点对平衡位置的位移大小相同，方向相反，选项B错误；根据F=-kx可知，振子在M、N两点所受弹簧弹力大小相同，方向相反，选项A错误；由牛顿第二定律可知振子在M、N两点加速度大小相等，选项C正确；从M点到N点，由于弹力的大小不断变化，故振子先做变加速运动，后做变减速运动，选项D错误。4【答案】A【解析】在和这两个时刻质点位移最大，加速度最大，速度为零，不是处于静止状态，故A错误，符合题意；根据图象的斜率等于速度，知在1.5s时刻质点的速度为负值，在2.5s时刻质点的速度为负值，均正向x轴负方向运动，故B正确，不符合题意；由图可知，质点在前内由平衡位置又回到平衡位置，
14、故位移为零，故C正确，不符合题意；由图可知，质点在前内由位置出发经一个周期又回到平衡位置，路程为40cm，D正确，不符合题意。5【答案】B【解析】相同时间的振动次数随振动物体的质量增大而减小。小鸟在10s内上下振动了6次，正处在50g砝码和500g的砝码在相同时间内振动的次数之间，因此小鸟的质量应在50g和500g之间。6【答案】A【解析】根据甲、乙两个振子做简谐运动的图象可知，两振子的振幅A甲2 cm，A乙1 cm，甲、乙两振子的振幅之比为21，选项A正确；甲振子的周期为4 s，频率为0.25 Hz，乙振子的周期为8 s，频率为0.125 Hz，甲、乙两振子的频率之比为21，选项B错误；前2
15、 s内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，选项C错误；第2 s末甲通过平衡位置，速度最大，乙在最大位移处加速度最大，选项D错误。7【答案】B【解析】A鱼漂在O位置时，受到重力等于浮力，合力为0，处于平衡，当鱼漂位移为x时，受到的合外力为，所以，鱼漂的上下运动是简谐运动，A错误；B鱼漂运动是简谐运动，点N过水面时，合力向下指向平衡位置，有向下方向的最大加速度，B正确；C点M到达水面时，鱼漂具有向下的最大位移，C错误；D鱼漂由下往上运动时，速度先增大再减小，D错误。【答案】C【解析】A小球运动到最低点时，绳子的拉力最大，在一个周期内两次经过最低点，由乙图可知单摆的周期T=t2，故A错误；B由单摆
16、的周期公式，可得摆球振动的摆长，故摆长可以求出，故B错误；C由A运动到所用的时间（不考虑重复周期）为周期的一半，故C正确；D在小于5的情况下，周期不变，故D错误。9【答案】BD【解析】由沙漏摆动规律结合题图乙可知，沙漏在P处速度小，细沙堆积多，在Q处速度大，细沙堆积少，选项A错误，B错误；根据题图乙知，木板1从沙漏下拉出所用时间为2T，木板2从沙漏下拉出所用时间为1.5T，则木板移动速度之比为所用时间的反比，即v1v234，选项C错误，D正确。10【答案】BD【解析】由图读出周期为T=4 s，则频率为，故A错误；质点在一个周期内通过的路程是4个振幅t=10 s=2.5T，则在10 s内质点经过
17、的路程是s=2.54A=102 cm=20 cm，故B正确；在5 s末，质点位于最大位移处，速度为零，加速度最大，故C正确；由图看出，在t=1.5 s和t=4.5 s两时刻质点位移大小相等，速度大小相等、方向相反，故D正确。11【答案】CD【解析】当轿车以30km/h的速度通过减速带时，车身上下振动的周期为，则车身上下振动的频率为，A错误；车身上下振动的频率与车身系统的固有频率越接近，车身上下振动的幅度越大，所以当轿车通过减速带的速度大小不同时，车身上下振动的幅度大小可能相同，B错误，C正确；当轿车以7.2km/h的速度通过减速带时，车身上下振动的频率为，车身系统的固有频率为，此时，所以车身发
18、生共振，颠簸得最剧烈，D正确。12【答案】ABD【解析】由它们的方程可知，小球1的振幅为3a，小球2的振幅为9a，故它们的振幅之比为1:3，故A正确；由它们的方程可知，小球1的角速度为，小球2的角速度为，根据，可知它们的频率之比1:1，故B正确；由它们的方程可知，简谐运动1的相位为，简谐运动2的相位为，则则相位差为，即简谐运动2的相位总是比简谐运动1的相位超前，故C错误；当小球1在平衡位置时，则有，解得，代入小球2的方程，得，即小球2此时处于最大位移处，故D正确。13【答案】（1）2.06 （2）75.2 （3）C （4）C 【解析】（1）用游标尺测量摆球的直径为2cm+0.1mm6=2.06
19、cm（2）秒表读数是1min+15.2s=75.2s（3）根据，可得，可知T2-L图像的斜率为，故选C。（4）在（3）中，描点时若误将摆线长当作摆长，可得则图像的斜率不变，则由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小不变，故选C。14【答案】 （1）ABC ； （2） ；（3） ，一致 ，B。【解析】（1）1m和30cm长度不同的同种细线，选用1m的细线做摆线可减小误差，A正确；直径为1.8cm的塑料球和铁球，选用铁球做摆球，这样可以减少空气阻力的影响，B正确；实验时，运用甲悬挂方式，单摆在摆动的过程中，摆长在变化，对测量有影响，乙悬挂方式，摆长不变。知乙悬挂方式较好。因为在摆球在平衡位置时
20、速度最大，在平衡位置计时误差较小，C正确；当单摆经过平衡位置时开始计时，50次经过平衡位置后停止计时，用此时间除以25做为单摆振动的周期，D错误。（2）根据单摆的周期公式T = 2，L = l + ，整理有g = 。（3）3根据单摆的周期公式，并设锁的重心到线段的距离为x，则有T = 2，L = l + x代入数据l1，T1和l2，T2有T12 = (l1 + x)，T22 = (l2 + x)整理有g = 由上式可看出g与x无关，则算得的g值和真实值相比是一致的。根据单摆的周期公式，并设锁的重心到线段的距离为x，则有T = 2，L = l + x整理有T2 = (l + x) = l + x
21、，x、为常数，则T2l图线，应是一条与纵轴相交的直线。故选B。15【答案】(1)；(2) 600cm，2.5cm【解析】(1)T=0.4s，根据得， t=0时刻 解得故小球的振动方程为(2)12s相当于30个周期，一个周期内小球的路程是4A，即总路程s=600cm，位移是2.5cm.16【答案】（1）；（2）0.16m【解析】(1)由图（乙）可知，振动周期为T=0.8s故小球振动的频率(2)一小球在半径很大的光滑圆弧曲面AOB之间做简谐运动，可看成单摆的运动，由单摆周期公式可得17【答案】（1），；（2）【解析】（1）由题意可知，振幅为A=15cm根据弹簧振子简谐运动的对称性可得解得（2）从平衡位置开始计时，则角速度为则根据题意，可知从O到P运动的时间t=0.3s，则振子在点时相对平衡位置的位移大小18.【答案】(1)0.4s， 0.4m；(2)0.05kg；(3)0.283m/s。【解析】(1)小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律T=0.4s由单摆的周期公式为解得 (2)(3)摆球受力分析如图所示：在最高点A，有Fmin=mgcos=0.495N在最低点B，有 从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得mgR（1-cos)=mv2联立三式并代入数据得m=0.05kg，v=m/s0.283m/s
