2023版新教材高中物理第二章机械振动素养检测教科版选择性必修第一册

这是一份2023版新教材高中物理第二章机械振动素养检测教科版选择性必修第一册，共8页。

第二章素养检测考试时间：75分钟，满分：100分一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是(　　)A．位移减小时，加速度减小，速度也减小B．位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同C．物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同D．物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，加速度方向与速度方向相反2.如图所示，在光滑的水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O，把它拉到A点，OA＝1 cm，自由释放振子，经过0.2 s振子第一次到达O点．如果把它拉到A′点，OA′＝2 cm，则自由释放振子后，振子第一次到达O点所需的时间为(　　)A．0.2 s B．0.4 s C．0.1 s D．0.3 s3.如图所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是(　　)A．只有E摆的振动周期与A摆相同B．其他各摆的振幅都相等C．其他各摆的振幅不同，E摆的振幅最大D．其他各摆的振动周期不同，D摆周期最大4.一质点做简谐运动，质点的位移随时间变化的规律如图所示，则下列判断错误的是(　　)A．质点做简谐运动的周期为4 sB．质点做简谐运动的振幅为2 cmC. t＝3 s时，质点的速度为零D. t＝3 s时，质点沿y轴正向运动5.某简谐振子自由振动时的振动图像如图甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中共振曲线的(　　)A．a点 B．b点C．c点 D．都有可能6.劲度系数为20 N/cm的弹簧振子，它的振动图像如图所示，则(　　)A．在图中A点对应的时刻，振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴的负方向B．在图中A点对应的时刻，振子的速度方向指向x轴的正方向C．在0～4 s内振子做了1.75次全振动D．在0～4 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为07.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处(如图所示)，树枝在10 s内上下振动了6次．鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次．将50 g的砝码换成500 g的砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次．试估计鸟的质量最接近(　　)A．50 g B．200 gC．500 g D．550 g二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8．弹簧振子在水平方向做简谐运动，下列说法中正确的是(　　)A．振子在平衡位置时，动能最大，势能最小B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小C．振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变9．如图为质点做简谐运动的图像，下列说法正确的是(　　)A.该质点振动的周期为0.8 sB．t＝0.3 s时，质点的速度方向沿x轴的负方向C．质点在一个周期内通过的路程为0.8 mD．在t＝0和t＝0.4 s时，质点所受的回复力大小相同，方向不同10．一钩码和一轻弹簧构成弹簧振子，可用如图甲所示的装置研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子一驱动力，使振子做受迫振动．若保持把手不动，给钩码一向下的初速度，钩码便做简谐运动，振动图像如图乙所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，钩码的振动图像如图丙所示．下列说法正确的是(　　)A．弹簧振子的固有周期为8 sB．驱动力的周期为8 sC．减小驱动力的周期，弹簧振子的振幅一定减小D．增大驱动力的周期，弹簧振子的振幅一定减小三、非选择题(本题共5小题，共54分)11．(7分)实验小组的同学们用如图1所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验．(1)用l表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，重力加速度g＝________．(2)(多选)实验时除用到停表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的________(选填选项前的字母).A.长约1 m的细线 B．长约1 m的橡皮绳C．直径约1 cm的均匀铁球 D．直径约10 cm的均匀木球(3)选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图2中______中所示的固定方式．(4)(多选)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是________(选填选项前的字母).A．测出摆线长作为单摆的摆长B．把单摆从平衡位置拉开—个很小的角度释放，使之做简谐运动C．在摆球经过平衡位置时开始计时D．用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期(5)甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是________(选填“l2”“l”或“ eq \r(l)”)，若图线斜率为k，则重力加速度g＝________(用k表示).(6)乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________(选填选项前的序号).A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下停表C．测量周期时，误将摆球(n－1)次全振动的时间记为n次全振动的时间12．(9分)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，(1)下列说法正确的是________．A．摆线偏离平衡位置的角度越大越好B．摆球尽量选择质量大些的、体积小些的C．摆球摆动时要使之在同—个竖直平面内振动D．单摆悬线的上端不可随意卷在横杆上，应夹紧在铁夹中(2)为了提高周期的测量精度，应该将摆球到达________(填“最高点”或“平衡位置”)作为计时开始与停止的时刻．(3)用20分度的游标卡尺测量摆球的直径，测量情况如图甲所示，由此可知摆球的直径为________ mm.(4)根据实验获得的T2­L图像如图乙所示，T为周期，L为摆长，实验中应该在________(填“OA”“AB”或“BC”)区间多采集数据，由图线求得当地重力加速度为________ m/s2.(取π＝3.14，结果保留三位有效数字)13．(10分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间的关系如图所示．(1)写出这个简谐运动的位移随时间变化的关系式(用正弦函数表示).(2)从t＝0到t＝6.5×10－2 s的时间内，振子通过的路程为多大？14.(12分)弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20 cm.某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点，设向右为正方向，求：(1)振动的周期和频率．(2)振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小．(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处P点的加速度大小的比值．15．(16分)如图所示，倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块，压缩弹簧使其长度为 eq \f(3,4)L时将物块由静止开始释放(物块做简谐运动)，重力加速度为g.(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度；(2)物块做简谐运动的振幅是多少；(3)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标系，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动．(已知做简谐运动的物体所受的回复力满足F＝－kx)第二章素养检测1．答案：C解析：位移减小时，加速度减小，速度增大，A错误；位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向有时相同，有时相反，B、D错误，C正确．2．答案：A解析：简谐运动的周期只跟振动系统本身有关，与振幅无关，所以振子两次到达O点所需时间相等，均为0.2 s，故选A.3．答案：C解析：受迫振动的频率等于驱动力的频率，图中各摆的振动周期都与A摆相同；E摆与驱动摆A频率相等，达到共振，E摆振幅最大，选项C正确．4．答案：C解析：由图像可知，质点做简谐运动的周期为4 s，振幅为2 cm，故A、B正确；t＝3 s时，质点处于平衡位置，此时速度最大，故C错误；t＝3 s时，质点处于平衡位置，下一个时刻，质点处于y轴的正方向，故t＝3 s时，质点沿y轴正向运动，故D正确．5．答案：A解析：某简谐振子，自由振动时的振动图像如图甲中的曲线Ⅰ所示，设周期为T1，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图像如图甲中的曲线Ⅱ所示，设周期为T2; T1f2，图乙中c点是发生共振，驱动力频率等于固有频率f1，当受迫振动时，驱动力频率为f2