章末檢測試卷()(滿分:100)一、單項選擇題:本題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1(2022·泰安市期中)關(guān)于做簡諧運動物體的位移、速度、加速度的關(guān)系,下列說法中正確的是(  )A.位移減小時,速度增大,加速度也增大B.位移方向總跟加速度方向相反,但跟速度方向相同C.物體遠(yuǎn)離平衡位置運動時,速度方向跟位移方向相同D.物體通過平衡位置時,回復(fù)力為零,故處于平衡狀態(tài)答案 C解析 位移減小時,速度增大,加速度減小,故A錯誤;位移方向總跟加速度方向相反;當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時,位移方向與速度方向相同,當(dāng)物體靠近平衡位置時,位移方向與速度方向相反,故B錯誤,C正確;物體通過平衡位置時,回復(fù)力為零,但合外力不一定為零,所以不一定處于平衡狀態(tài),故D錯誤。2(2022·唐山一中期中)如圖所示是兩人合作模擬振動曲線的記錄裝置。先在白紙中央畫一條直線OO1使它平行于紙的長邊,作為圖像的橫坐標(biāo)軸。一個人用手使鉛筆尖的白紙上沿垂直于OO1的方向振動,另一個人沿OO1的方向勻速拖動白紙,紙上就畫出了一條描述筆尖振動情況的xt圖像。下列說法正確的是(  )A.白紙上OO1軸上的坐標(biāo)代表速度B.白紙上與OO1垂直的坐標(biāo)代表振幅C.勻速拖動白紙是為了保證時間均勻變化D.拖動白紙的速度增大,可使筆尖振動周期變長答案 C解析 筆尖振動周期一定,根據(jù)白紙上記錄的振動圖像的個數(shù)可確定出時間長短,所以白紙上OO1軸上的坐標(biāo)代表時間,故A錯誤;白紙上與OO1垂直的坐標(biāo)是變化的,代表了筆尖的位移,而不是振幅,故B錯誤;由v可知,勻速拖動白紙,是為了用相等的距離表示相等的時間,是為了保證時間均勻變化,故C正確;筆尖振動周期與拖動白紙的速度無關(guān),拖動白紙的速度增大,筆尖振動周期不變,故D錯誤。3.如圖甲所示,豎直圓盤轉(zhuǎn)動時,可帶動固定在圓盤上的T形支架在豎直方向振動,T形支架的下面系著一個彈簧和小球,共同組成一個振動系統(tǒng)。當(dāng)圓盤靜止時,小球可穩(wěn)定振動?,F(xiàn)使圓盤以4 s的周期勻速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間后,小球振動達(dá)到穩(wěn)定。改變圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期,小球的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系)如圖乙所示,則(  )A.此振動系統(tǒng)的固有頻率約為0.25 HzB.此振動系統(tǒng)的固有頻率約為3 HzC.若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大,系統(tǒng)的振動頻率不變D.若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大,共振曲線的峰值將向右移動答案 B解析 由小球的共振曲線可得,此振動系統(tǒng)的固有頻率約為3 Hz,故B正確,A錯誤;振動系統(tǒng)的振動頻率是由驅(qū)動力的頻率決定的,所以若圓盤勻速轉(zhuǎn)動的周期增大,系統(tǒng)的振動頻率減小,故C錯誤;共振曲線峰值對應(yīng)振動系統(tǒng)的固有頻率,它是由振動系統(tǒng)本身的性質(zhì)決定的,與驅(qū)動力的頻率無關(guān),故D錯誤。4.如圖為一單擺做簡諧運動時的速度時間圖像,不考慮空氣阻力的影響,下列說法正確的是(  )A.此單擺的擺長約為2 mBt1 s時單擺的回復(fù)力為零C.若減小釋放單擺時的擺角,單擺的周期將變小D.將此單擺從北京移至廣州,它做簡諧運動的周期將變大答案 D解析 由題圖可知,擺動周期T2 s,由單擺周期公式T,可解得此單擺的擺長約為1 m,A錯誤;t1 s擺球速度為零,在最大位移處,單擺的回復(fù)力最大,B錯誤;單擺的周期與擺角無關(guān),C錯誤;將此單擺從北京移至廣州,重力加速度減小,它做簡諧運動的周期將變大,D正確。5.如圖所示,一小球用細(xì)線懸掛于O點,細(xì)線長為L,O點正下方L處有一光滑鐵釘。將小球拉至A處無初速度釋放(擺角很小),重力加速度為g,這個擺的周期是(  )A   BπC(1)π   D(1)π答案 D解析 小球再次回到A點時所用的時間為一個周期,其中包括了以L為擺長的簡諧運動半個周期和以L為擺長的簡諧運動的半個周期。以L為擺長的運動時間t1×,以L為擺長的運動時間t2×,則這個擺的周期Tt1t2(1)π,故A、B、C錯誤,D正確。6.一質(zhì)點做簡諧運動的振動方程是x2sin(50πt) cm,則(  )A.在00.02 s內(nèi),質(zhì)點的速度與加速度方向始終相同B.在0.02 s時,質(zhì)點具有沿x軸正方向的最大加速度C.在0.035 s時,質(zhì)點的速度方向與加速度方向均沿x軸正方向D.在0.04 s時,回復(fù)力最大,質(zhì)點的速度方向沿x軸負(fù)方向答案 B解析 由振動方程可知,振幅A2 cm,T0.04 s,初相位φ,即t0時,位于正的最大位移處。在00.02 s內(nèi),前0.01 s內(nèi),速度與加速度方向相同,后0.01 s內(nèi),速度與加速度方向相反,A錯誤;在0.02 s時,質(zhì)點在負(fù)的最大位移處,具有正向最大加速度,B正確;在0.035 s時,質(zhì)點從平衡位置上方,向最大位移處運動,速度方向沿x軸正方向,加速度方向沿x軸負(fù)方向,C錯誤;在0.04 s時,質(zhì)點回到正的最大位移處,回復(fù)力最大,速度為零,無方向,D錯誤。7.兩個彈簧振子甲、乙沿水平方向放置,取向右為正方向,其振動圖像如圖所示,以下說法正確的是(  )A.兩彈簧振子具有相同的相位B.甲的振幅比乙大,所以甲的能量比乙大Ct2 s時甲具有負(fù)向最大速度,乙具有正向最大位移D.甲、乙兩彈簧振子加速度最大值之比一定為21答案 C解析 由題圖知兩彈簧振子的周期不相等,只是初相相同,所以它們的相位不相同,選項A錯誤;兩振動系統(tǒng)為水平彈簧振子,能量只有動能和彈性勢能,當(dāng)位移最大時振動能量即彈性勢能,甲的振幅大,但兩彈簧的勁度系數(shù)大小不知,所以最大位移時彈性勢能無法判斷,即能量大小無法判斷,選項B錯誤;t2 s時甲處于平衡位置向負(fù)向運動,具有負(fù)向最大速度,乙在正向最大位移處,具有正向最大位移,選項C正確;不知道兩個彈簧勁度系數(shù)和振子質(zhì)量的大小關(guān)系,所以無法判斷回復(fù)力大小和加速度大小的比例關(guān)系,選項D錯誤。8.如圖甲所示,金屬小球用輕彈簧連接在固定的光滑斜面頂端。小球在斜面上做簡諧運動,到達(dá)最高點時,彈簧處于原長。取沿斜面向上為正方向,小球的振動圖像如圖乙所示。則(  )A.彈簧的最大伸長量為4 mBt0.2 s時,彈簧的彈性勢能最大Ct0.2 st0.6 s內(nèi),小球的重力勢能逐漸減小Dt0t0.4 s內(nèi),回復(fù)力的沖量為零答案 C解析 小球的振幅等于振子位移的最大值,由題圖乙可知,振幅為A2 cm,由于當(dāng)振子到達(dá)最高點時,彈簧處于原長,所以彈簧的最大伸長量為2A4 cm,A錯誤;t0.2 s時,彈簧處于原長,彈簧的彈性勢能最小,為零,B錯誤;t0.2 st0.6 s內(nèi),小球由最高點向最低點運動,小球的重力勢能逐漸減小,C正確;t0時小球經(jīng)過平衡位置沿斜面向上運動,t0.4 s時小球經(jīng)過平衡位置沿斜面向下運動,回復(fù)力方向都為沿斜面向下,根據(jù)動量定理可知回復(fù)力的沖量不為零,D錯誤。  二、多項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。9.蜘蛛會根據(jù)絲網(wǎng)的振動情況感知是否有昆蟲落網(wǎng),若絲網(wǎng)的固有頻率為200 Hz,下列說法正確的是(  )A落網(wǎng)昆蟲翅膀振動的頻率越大,絲網(wǎng)的振幅越大B.當(dāng)落網(wǎng)昆蟲翅膀振動的頻率低于200 Hz時,絲網(wǎng)不振動C.當(dāng)落網(wǎng)昆蟲翅膀振動的周期為0.005 s時,絲網(wǎng)的振幅最大D.昆蟲落網(wǎng)時,絲網(wǎng)振動的頻率由落網(wǎng)昆蟲翅膀振動的頻率決定答案 CD解析 根據(jù)共振的條件可知,當(dāng)驅(qū)動力的頻率越接近系統(tǒng)的固有頻率時,系統(tǒng)的振幅越大,A錯誤;當(dāng)落網(wǎng)昆蟲翅膀振動的頻率低于200 Hz時,絲網(wǎng)仍然振動,B錯誤;當(dāng)落網(wǎng)昆蟲翅膀振動的周期為0.005 s時,其頻率f Hz200 Hz,與絲網(wǎng)的固有頻率相等,所以絲網(wǎng)的振幅最大,C正確;受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,所以昆蟲落網(wǎng)時,絲網(wǎng)振動的頻率由落網(wǎng)昆蟲翅膀振動的頻率決定,D正確。10.如圖甲所示,挖掘機(jī)的頂部垂下一個大鐵球,讓大鐵球小角度地擺動,即可以用來拆卸混凝土建筑,大鐵球與懸鏈可視為單擺,對應(yīng)的振動圖像如圖乙所示,g10 m/s2,則下列說法正確的是(  )A.單擺振動的周期為6 sBt2 s時,擺球的速度最大C.球擺開的角度越大,周期越大D.該單擺的擺長約為16 m答案 BD解析 由題圖乙知,單擺的周期為8 s,A錯誤;t2 s時,擺球位于平衡位置,速度最大,B正確;根據(jù)單擺周期公式T可知,周期與擺球擺開的角度大小無關(guān),C錯誤;將數(shù)據(jù)代入T得擺長l16 m,D正確。11.彈簧振子做簡諧運動,若從平衡位置O開始計時,經(jīng)過4 s振子第一次經(jīng)過P點,又經(jīng)過了1 s,振子第二次經(jīng)過P點,則該簡諧運動的周期為(  )A5 s   B6 sC14 s   D18 s答案 BD解析 如圖,假設(shè)彈簧振子在水平方向BC之間振動,若振子開始先向右振動,振子的振動周期為T4×(4) s18 s若振子開始先向左振動,設(shè)振子的振動周期為T,則( s)4 s解得T6 s,故B、D正確。12(2022·山東高二期末)勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在傾角30°的足夠長光滑斜面底端,另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連,跨過定滑輪O的輕繩一端系住A,另一端與質(zhì)量為m的球B相連,輕繩OA平行于斜面(如圖所示),用手托住球B,使輕繩剛好伸直?,F(xiàn)松手使球B從靜止開始下落,物塊A將在斜面上做簡諧運動,重力加速度為g,則下列說法正確的是(  )A.物塊A獲得的最大速度為B.物塊A獲得的最大速度為C.物塊A在斜面上做簡諧運動的振幅為D.球B下落的最大高度為答案 BCD解析 用手托住球B時,彈簧處于壓縮狀態(tài),據(jù)胡克定律有kx1mgsin 30°,解得x1,松手使球B從靜止開始下落,平衡時彈簧處于伸長狀態(tài),據(jù)平衡條件可得mgmgsin 30°kx2,解得x2,故物塊A在斜面上做簡諧運動的振幅為Ax1x2,C正確;振幅為,故下降的最大高度為2A,即,D正確;到達(dá)平衡位置時,物塊A獲得最大速度,對A、B及彈簧組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律得mgAmgAsin 30°·2mv2,解得v,A錯誤,B正確。三、非選擇題:本題共6小題,共60分。13(8)如圖甲所示,某學(xué)習(xí)小組利用單擺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/span>(1)在測量單擺周期時,某同學(xué)在擺球某次通過最低點時,按下停表開始計時,同時數(shù)1當(dāng)擺球第二次通過最低點時數(shù)2,依此法往下數(shù),當(dāng)他數(shù)到50時,停表停止計時,讀出這段時間t。則該單擺的周期為________。如果他在實驗中誤將周期計算為,則測得的g________(選填偏大”“偏小準(zhǔn)確)。(2)若小組同學(xué)周期測量正確,但由于沒有游標(biāo)卡尺,無法測量小球的直徑,于是小組同學(xué)改變擺線長L,分別測出對應(yīng)的單擺周期T,作出LT2圖像如圖乙所示,根據(jù)圖像,小組同學(xué)得到了圖線在橫軸上的截距為a,圖線的斜率為k,則小球的直徑為____________,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>________。答案 (1) 偏大 (2)2ka 2k(每空2)解析 (1)單擺完成一次全振動需要的時間是一個周期,單擺周期T根據(jù)單擺周期公式T整理得g,周期測量值偏小,則g測量值偏大。(2)由單擺周期公式得T整理得LT2LT2圖線的斜率kL0T2a代入表達(dá)式,0ka得小球直徑d2ka當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g2k14(10)用單擺測定重力加速度的實驗中:(1)為了比較準(zhǔn)確地測量出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?,除停表外,還應(yīng)選用下列所給器材中的________(將所選用的器材前的字母填在橫線上)A.長1 m左右的細(xì)繩B.長10 cm左右的細(xì)繩C.直徑約2 cm的鋼球D.直徑約2 cm的木球E.分度值是1 cm的米尺F.分度值是1 mm的米尺(2)將單擺正確懸掛后進(jìn)行如下操作,其中正確的是________(選填選項前的字母)。A.把擺球從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放,使之做簡諧運動B.在擺球到達(dá)最高點時開始計時C.用停表測量單擺完成1次全振動所用時間并作為單擺的周期D.用停表測量單擺完成30次全振動所用的總時間,用總時間除以全振動的次數(shù)得到單擺的周期(3)若測出單擺的周期T、擺線長l、擺球直徑d,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g________(用測出的物理量表示)。(4)若測量出多組周期T、擺長L的數(shù)值后,畫出T2L圖線如圖,此圖線斜率的物理意義是________Ag  B.  C.  D.(5)(4)中,描點時若誤將擺線長當(dāng)作擺長,那么畫出的圖線將不通過原點,由圖線斜率得到的重力加速度與原來相比,其大小________。A.偏大   B.偏小C.不變   D.都有可能答案 (1)ACF (2)AD (3) (4)C (5)C(每空2)解析 (1)單擺的擺角較小,所以所用細(xì)繩需要適當(dāng)長一些,這樣擺幅較大,便于觀察,選擇長1 m左右的細(xì)繩,即A;為減小空氣阻力對實驗的影響,應(yīng)選擇質(zhì)量較大,體積較小的鋼球,即C;測量長度需要盡量精確,選擇分度值是1 mm的米尺,即F.故選ACF。(2)單擺的擺角不超過,把擺球從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放,使之做簡諧運動,A正確;擺球在最高點速度為零,停滯時間較大,從最高點計時誤差較大,擺球在最低點速度最大,所以應(yīng)從最低點開始計時,B錯誤;用1次全振動的時間作為周期誤差較大,應(yīng)用停表測量單擺完成30次全振動所用的總時間,用總時間除以全振動的次數(shù)得到單擺的周期,C錯誤,D正確。(3)根據(jù)單擺的周期公式T,其中Ll,可知重力加速度g。(4)根據(jù)單擺的周期公式T,變形得T2L斜率為,A、BD錯誤,C正確。(5)結(jié)合(4)可知斜率與擺長無關(guān),所以斜率不變,A、B、D錯誤,C正確。15(8)(2023·聊城市月考)一水平彈簧振子做簡諧運動的位移與時間的關(guān)系如圖。(1)該簡諧運動的周期和振幅分別是多少;(2)寫出該簡諧運動的表達(dá)式;(3)t0.25×102 s時振子的位移。答案 (1)2×102 s 2 cm(2)x2sin (100πt) cmx2sin (100πt) cm(3) cm解析 (1)由題圖知,T2×102 s,A2 cm。(2)(2)ω100π rad/s,φφ=-(2)振子做簡諧運動的表達(dá)式為x2sin (100πt) cm x2sin (100πt) cm。(2)(3)當(dāng)t0.25×102 s時位移為x2sin (100π×0.25×102)cm=- cm。(2)16(10)(2022·常州市高二期中)如圖甲所示,O點為單擺的固定懸點,將力傳感器接在擺球與O點之間?,F(xiàn)將擺球拉到A點,釋放擺球,擺球?qū)⒃谪Q直面內(nèi)的A、C之間來回擺動,其中B點為運動中的最低位置。圖乙表示細(xì)線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線,圖中t0為擺球從A點開始運動的時刻,g10 m/s2。求:(1)單擺的振動周期和擺長;(2)擺球的質(zhì)量;(3)擺球運動過程中的最大速度。答案 (1)0.4π s 0.4 m (2)0.05 kg (3) m/s解析 (1)小球在一個周期內(nèi)兩次經(jīng)過最低點,可得周期T0.4π s(1)根據(jù)單擺周期公式T(2)解得l m0.4 m(1)(2)(3)擺球受力分析如圖所示,在最高點A,有Fminmgcos α0.495 N(1)在最低點B,有Fmaxmgm0.510 N(1)AB,機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得mgl(1cos α)mv2(2)解得m0.05 kg,v m/s。(2)17(12)如圖所示,傾角為α的斜面體(斜面光滑且足夠長)固定在水平地面上,斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連,彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊。壓縮彈簧使其長度為L時將物塊由靜止開始釋放(物塊做簡諧運動),重力加速度為g。(1)求物塊處于平衡位置時彈簧的長度;(2)物塊做簡諧運動的振幅是多少;(3)選物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點,沿斜面向下為正方向建立坐標(biāo)系,用x表示物塊相對于平衡位置的位移,證明物塊做簡諧運動。(已知做簡諧運動的物體所受的回復(fù)力滿足F=-kx)答案 (1)L (2)(3)見解析解析 (1)物塊平衡時,受重力、支持力和彈簧的彈力。根據(jù)平衡條件,有:mgsin αk·Δx(2)解得Δx故物塊處于平衡位置時彈簧的長度為L。(2)(2)物塊做簡諧運動的振幅為AΔxL(3)(3)物塊到達(dá)平衡位置下方x位置時,彈力為k(xΔx)k(x)(2)故合力為Fmgsin αk(x)=-kx(3)故物塊做簡諧運動。18(12)如圖所示,將質(zhì)量為mA100 g的平臺A連接在勁度系數(shù)k200 N/m的彈簧上端,彈簧下端固定在地面上,形成豎直方向的彈簧振子,在A的上方放置mBmA的物塊B,使A、B一起上下振動,彈簧原長為5 cm。A的厚度可忽略不計,g10 m/s2。則:(1)當(dāng)系統(tǒng)做小振幅簡諧振動時,A的平衡位置離地面C多高?(2)當(dāng)振幅為0.5 cm時,BA的最大壓力有多大?(3)為使B在振動中始終與A接觸,振幅不能超過多大?為什么?答案 (1)4 cm (2)1.5 N (3)振幅不能大于1 cm 理由見解析解析 (1)振幅很小時,A、B間不會分離,將AB作為整體,當(dāng)它們處于平衡位置時,根據(jù)平衡條件得kΔx0(mAmB)g(1)Δx01 cm(1)平衡位置距地面高度hl0Δx04 cm。(1)(2)當(dāng)A、B運動到最低點時,有向上的最大加速度,此時A、B間相互作用力最大,設(shè)振幅為A,最大加速度am5 m/s2 (2)B為研究對象,有FNmBgmBam (1)A、B間相互作用力FNmB(gam)1.5 N(1)由牛頓第三定律知,BA的最大壓力大小為1.5 N(1)(3)為使B在振動中始終與A接觸,在最高點時相互作用力應(yīng)滿足:FN0 (1)B為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律,有mBgFNmBa 當(dāng)FN0時,B振動的加速度達(dá)到最大值,且最大值amBg10 m/s2(方向豎直向下) (1)amAamBg,表明A、B僅受重力作用,此刻彈簧的彈力為零,即彈簧處于原長(1)A1 cm,振幅不能大于1 cm(1)

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