2019-2020学年高考物理 主题2 第I部分 机械振动检测试卷（二）课件（必修1）

主题2第Ⅰ部分机械振动检测试卷(二)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，其中1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题)1.物体做简谐运动时，下列叙述正确的是A.平衡位置就是回复力为零的位置B.处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态C.物体到达平衡位置时，合力一定为零D.物体到达平衡位置时，回复力不一定为零1234567891011121314151617解析平衡位置是回复力等于零的位置，但物体所受合力不一定为零，A对.√2.下列说法正确的是A.摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确B.火车过桥要减速慢行，是为了防止火车因共振而倾覆C.挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频D.在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象√12345678910111213141516173.如图1所示为某质点在0～4s内的振动图象，则A.质点振动的振幅是2m，质点振动的频率为4HzB.质点在4s末的位移为8mC.质点在4s内的路程为8mD.质点在t＝1s到t＝3s的时间内，速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，且速度先增大后减小图1√振动质点的位移是质点离开平衡位置的位移，4s末的位移为零，选项B错误；4s内的路程s＝4A＝8m，选项C正确；质点从t＝1s到t＝3s的时间内，一直沿x轴负方向运动，选项D错误.解析由题图可知振动的振幅A＝2m，周期T＝4s，则频率f＝1T＝0.25Hz，选项A错误；12345678910111213141516174.(2017·馆陶一中高二下学期期中)一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图2甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动，匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动，把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期.若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示.当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示.若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则A.由图线可知T0＝4s，振幅为8cmB.由图线可知T0＝8s，振幅为2cmC.当T在4s附近时，Y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，Y很小D.当T在8s附近时，Y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，Y很小√图212345678910111213141516175.(2018·吉林八校联考高二下学期期中)有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图象如图3所示.下列关于图4中(1)～(4)的判断正确的是A.图(1)可作为该物体的速度－时间图象B.图(2)可作为该物体的回复力－时间图象C.图(3)可作为该物体的回复力－时间图象D.图(4)可作为该物体的加速度－时间图象√图3图412345678910111213141516176.如图5所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为R1和R2，圆心分别为O1和O2，所对应的圆心角均小于5°，在最低点O平滑连接.M点和N点分别位于O点左右两侧，MO的距离小于NO的距离.现分别将位于M点和N点的两个小球A和B(均可视为质点)同时由静止释放.关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是A.恰好在O点B.一定在O点的左侧C.一定在O点的右侧D.条件不足，无法确定图5√12345678910111213141516177.如图6所示，一质点在a、b间做简谐运动，O是它振动的平衡位置.若从质点经过O点开始计时，经3s，质点第一次到达M点，再经2s，它第二次经过M点，则该质点的振动图象可能是图6√解析若质点从平衡位置开始先向右运动，可知M到b的时间为1s，则T4＝3s＋1s＝4s，解得T＝16s，若质点从平衡位置开始先向左运动，可知M到b的时间为1s，则34T＝3s＋1s＝4s，解得T＝163s，故C正确，A、B、D错误.12345678910111213141516178.如图7所示，A、B、C三个小钢球的质量分别为2m、、m，A球振动后，通过张紧的水平细绳给其他各摆施加驱动力，当B、C振动达到稳定时，下列说法正确的是A.B的振动周期最大B.C的振幅比B的振幅小C.C的振幅比B的振幅大D.A、B、C的振动周期相等√√图7123456789101112131415161712m9.(2018·延庆高二检测)如图8所示，轻质弹簧下挂重为300N的物体A时伸长了3cm，再挂上重为200N的物体B时又伸长了2cm，现将A、B间的细线烧断，使A在竖直平面内振动，则(弹簧始终在弹性限度内)A.最大回复力为500N，振幅为5cmB.最大回复力为200N，振幅为2cmC.只减小A的质量，振动的振幅不变，周期变小D.只减小B的质量，振动的振幅变小，周期不变√√图8123456789101112131415161710.图9为甲、乙两单摆的振动图象，则A.若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙＝2∶1B.若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙＝4∶1C.若甲、乙两单摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙＝4∶1D.若甲、乙两单摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙＝1∶4√√图9123456789101112131415161711.(2018·广州高二检测)如图10所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知A.两摆球质量相等B.两单摆的摆长相等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乙图10π21234567891011121314151617√√123456789101112131415161712.一弹簧振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点.t＝0时振子的位移x＝－0.1m；t＝43s时x＝0.1m；t＝4s时x＝0.1m.该振子的振幅和周期可能为A.0.1m，83sB.0.1m，8sC.0.2m，83sD.0.2m，8s√√√二、实验题(本题共2小题，共18分)13.(8分)用单摆测重力加速度的实验装置如图11所示.(1)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理.图11解析由T＝tn得T＝100.550s＝2.01s.由g＝4π2LT2得g≈9.76m/s2组次123摆长L/cm80.0090.00100.0050次全振动时间t/s90.095.5100.5振动周期T/s1.801.91重力加速度g/(m·s－2)9.749.73请计算出第3组实验中的T＝__________s，g＝__________m/s2.2.01(2分)9.76(3分)1234567891011121314151617(2)用多组实验数据作出T2－L图象，也可求出重力加速度g.已知三位同学作出的T2－L图线的示意图如图12中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值，则相对于图线b，下列分析正确的是________(填选项前的字母).A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值1234567891011121314151617图12B(3分)14.(10分)(2018·金华市十校高二上学期期末联考)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.(1)下列关于单摆实验的操作，正确的是_________.A.摆球运动过程中摆角应大于30°B.摆球到达平衡位置时开始计时C.摆球应选用泡沫小球D.保证摆球在同一竖直平面内摆动解析摆球运动过程中摆角大于30°时就不是简谐运动了，选项A错误；摆球到达平衡位置时，即摆球经过最低点时开始计时，选项B正确；摆球应选用质量大，体积较小的球，不能选泡沫球，选项C错误；应保证摆球在同一竖直平面内摆动，选项D正确.1234567891011121314151617BD(3分)(2)正确组装单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量出从悬点到摆球最低端的长度L＝0.9990m，再用游标卡尺测出摆球直径，结果如图13所示，则该摆球的直径为__________mm，单摆摆长l为_____________m.解析该摆球的直径为12mm＋0.1mm×0＝12.0mm，单摆摆长l为0.9990m－6.0mm＝0.9930m.图13123456789101112131415161712.0(2分)0.9930(2分)(3)实验中，测出不同摆长l对应的周期值T，作出T2－l图象，如图14所示，已知图线上A、B两点的坐标分别为(x1，y1)、(x2，y2)，可求出g＝__________________.解析根据单摆的周期公式T＝2πlg，即T2＝4π2gl联立解得：g＝4π2y2－y1(x2－x1).4π2y2－y1(x2－x1)(3分)有：y1＝4π2gx1；y2＝4π2gx2图141234567891011121314151617三、计算题(本题共3小题，共34分)15.(9分)一个摆长为2m的单摆，在地球上某地摆动时，测得完成100次全振动所用的时间为284s.(结果均保留三位有效数字)(1)求当地的重力加速度g；答案9.78m/s2解析周期T＝tn＝284100s＝2.84s.(2分)由周期公式T＝2πlg(2分)得g＝4π2lT2＝4×3.142×22.842m/s2≈9.78m/s2.(2分)1234567891011121314151617(2)若把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60m/s2，则该单摆振动周期是多少？答案7.02s解析T′＝2πlg′＝2×3.14×21.60s≈7.02s.(3分)123456789101112131415161716.(12分)(2018·吉林八校联考高二下学期期中)如图15所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.2s时，振子速度第一次变为－v；在t＝0.5s时，振子速度第二次变为－v.(1)若B、C之间的距离为25cm，求振子在4.0s内通过的路程.解析根据弹簧振子简谐运动的对称性可得：T＝0.5×2s＝1.0s.(2分)若B、C之间距离为25cm，则振幅A＝12×25cm＝12.5cm(2分)图15答案见解析振子4.0s内通过的路程s＝4.01.0×4×12.5cm＝200cm.(2分)1234567891011121314151617(2)若B、C之间的距离为25cm.从平衡位置开始计时，写出弹簧振子的位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象.得x＝12.5sin2πt(cm).(2分)振动图象为：(2分)解析根据x＝Asinωt，A＝12.5cm，ω＝2πT＝2πrad/s(2分)答案见解析123456789101112131415161717.(13分)摆长为l的单摆在平衡位置O的左右做摆角小于5°的简谐运动，当摆球经过平衡位置O(O在A点正上方)向右运动的同时，另一个以速度v在光滑水平面上匀速运动的小滑块，恰好经过A点向右运动，如图16所示，小滑块与竖直挡板P碰撞后以原来的速率返回，略去碰撞所用时间，试求：(1)AP间的距离满足什么条件，才能使小滑块刚好返回A点时，摆球也同时到达O点且向左运动？答案2n＋1vπ2lg(n＝0，1，2…)图161234567891011121314151617(2)AP间的最小距离是多少？答案πv2lg解析n＝0时，AP间的距离最小，smin＝πv2lg.(3分)1234567891011121314151617