2023-2024學(xué)年高二物理人教版2023選擇性必修第一冊(cè) 課時(shí)分層練 第二章 機(jī)械振動(dòng)含解析

第第頁(yè)2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)分層練第二章機(jī)械振動(dòng)（含解析）2.4單擺——2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)分層練

【夯實(shí)基礎(chǔ)】

知識(shí)點(diǎn)單擺

1.關(guān)于單擺，下列說(shuō)法中正確的是()

A.擺球運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是它重力沿切線方向的分力

B.擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的方向始終指向平衡位置

C.擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上的同一點(diǎn)，加速度是改變的

D.擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，加速度為零

2.下列對(duì)單擺的描述正確的是()

A.擺球可以選氣球

B.擺長(zhǎng)是指擺線長(zhǎng)

C.單擺周期跟擺球質(zhì)量有關(guān)

D.擺球的回復(fù)力是擺球的重力沿圓弧切線方向的分力

3.下列有關(guān)單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力，說(shuō)法正確的是()。

A.單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是重力和擺線拉力的合力

B.單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的一個(gè)分力

C.單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)合力為零

D.單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是擺線拉力的一個(gè)分力

【提升能力】

4.惠更斯利用單擺的等時(shí)性原理制成了第一座擺鐘.如圖甲所示為日常生活中我們能見(jiàn)到的一種擺鐘.圖乙所示為單擺的結(jié)構(gòu)示意圖，圓盤(pán)固定在擺桿上，螺母可以沿?cái)[桿上下移動(dòng).在甲地走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到乙地未作其他調(diào)整時(shí)擺動(dòng)加快了，下列說(shuō)法正確的是()

A.甲地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下移動(dòng)

B.甲地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上移動(dòng)

C.乙地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下移動(dòng)

D.乙地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上移動(dòng)

5.如圖所示，三根細(xì)線在O點(diǎn)處打結(jié)，端固定在同一水平面上相距為l的兩點(diǎn)上，使成直角三角形，，.已知長(zhǎng)為l，下端C點(diǎn)系著一個(gè)小球（直徑很?。铝姓f(shuō)法正確的是（以下均指小角度擺動(dòng)）()

A.讓小球在紙面內(nèi)擺動(dòng)，則周期為

B.讓小球在垂直紙面內(nèi)擺動(dòng)，則周期為

C.讓小球在紙面內(nèi)擺動(dòng)，則周期為

D.讓小球在垂直紙面內(nèi)擺動(dòng)，則周期為

6.某一單擺的振動(dòng)圖像如圖所示，則該單擺的()

A.擺長(zhǎng)為0.1mB.周期為1.25sC.頻率為1HzD.振幅是4cm

【綜合素養(yǎng)】

7.如圖所示，單擺的周期為T(mén)，則下列說(shuō)法正確的是()

A.把擺球質(zhì)量增加一倍，則周期變小B.把擺角變小時(shí)，則周期變小

C.此擺由運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D.擺球由運(yùn)動(dòng)時(shí)，勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化

8.如圖所示，兩單擺擺長(zhǎng)相同，平衡時(shí)兩擺球剛好接觸.現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開(kāi)一小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開(kāi)各自做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).以、分別表示擺球的質(zhì)量，則()

A.如果，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)

B.如果，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)

C.無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞不可能在平衡位置

D.無(wú)論兩擺球的質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞一定在平衡位置

答案以及解析

1.答案：A

解析：根據(jù)回復(fù)力的定義，單擺運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是擺球重力沿切線方向的分力，A正確；擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，回復(fù)力產(chǎn)生的加速度的方向始終指向平衡位置，而向心加速度指向懸點(diǎn)，兩個(gè)分加速度合成后，加速度方向不是始終指向平衡位置，B錯(cuò)誤；擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上的同一點(diǎn)，受力情況相同，加速度是不變的，C錯(cuò)誤；擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，加速度不為零，有向心加速度，D錯(cuò)誤。故選A。

2.答案：D

解析：為減小實(shí)驗(yàn)誤差，擺球應(yīng)選擇質(zhì)量較大、體積較小的金屬球，A錯(cuò)誤；擺長(zhǎng)是指擺線長(zhǎng)與擺球半徑之和，B錯(cuò)誤；根據(jù)可知，單擺周期跟擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；擺球的回復(fù)力是擺球所受重力沿圓弧切線方向的分力，D正確.

3.答案：B

解析：?jiǎn)螖[在一段圓弧上運(yùn)動(dòng)，因此單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程不僅有回復(fù)力，而且有向心力，即單擺的合外力不僅要提供回復(fù)力，而且要提供向心力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向的一個(gè)分力，而不是擺線拉力的分力，B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤；單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，回復(fù)力為零，向心力最大，故其合外力不為零，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

4.答案：C

解析：由甲地到乙地?cái)[鐘擺動(dòng)加快即周期變小，由單擺周期公式可知，乙地的重力加速度較大，要使周期不變，則應(yīng)增加擺長(zhǎng)，即將螺母適當(dāng)向下移動(dòng)，C正確.

5.答案：A

解析：當(dāng)小球在紙面內(nèi)做小角度擺動(dòng)時(shí)，懸點(diǎn)是O點(diǎn)，擺長(zhǎng)為l，故周期為，A正確，C錯(cuò)誤.當(dāng)小球在垂直紙面內(nèi)做小角度擺動(dòng)時(shí)，懸點(diǎn)在直線上且在O點(diǎn)正上方，擺長(zhǎng)為，故周期為，故BD錯(cuò)誤.

6.答案：C

解析：由題圖可得單擺的周期，由單擺周期公式，得擺長(zhǎng)為，A、B錯(cuò)誤；頻率為，C正確；由題圖讀出振幅為，D錯(cuò)誤。故選C。

7.答案：D

解析：根據(jù)可知，單擺的周期與擺球質(zhì)量以及擺角均無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；此單擺由運(yùn)動(dòng)了四分之一周期，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；擺球由運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度增大，高度降低，即勢(shì)能向動(dòng)能轉(zhuǎn)化，選項(xiàng)D正確.

8.答案：D

解析：根據(jù)周期公式知，兩單擺的周期相同，與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以相撞后兩球分別經(jīng)過(guò)后回到各自的平衡位置，且中途不會(huì)碰撞，所以不管的質(zhì)量關(guān)系如何，下一次碰撞都在平衡位置，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.2.2簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的描述——2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)分層練

【夯實(shí)基礎(chǔ)】

知識(shí)點(diǎn)振幅頻率周期

1.關(guān)于描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量，下列說(shuō)法正確的是()

A.振幅等于四分之一周期內(nèi)振動(dòng)物體走過(guò)的路程

B.周期是指振動(dòng)物體從任一位置出發(fā)又回到這個(gè)位置所用的時(shí)間

C.一次全振動(dòng)過(guò)程中，振動(dòng)物體的位移大小等于振幅的四倍

D.頻率是50Hz時(shí)，1s內(nèi)振動(dòng)物體速度方向改變100次

2.彈簧振子的振幅增大為原來(lái)的2倍時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()

A.周期增大為原來(lái)的2倍B.周期減小為原來(lái)的

C.周期不變D.以上說(shuō)法都不正確

3.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示，由圖可知()

A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是4Hz，振幅是2cm

B.經(jīng)過(guò)1s質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程總是2cm

C.0~3s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為6cm

D.時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的振幅為零

【提升能力】

4.一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，頻率為25Hz，那么它從一側(cè)最大位移的中點(diǎn)，振動(dòng)到另一側(cè)最大位移的中點(diǎn)所用的時(shí)間()

A.等于0.01sB.一定小于0.01sC.可能大于0.01sD.無(wú)法確定

5.如圖甲所示，彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置，在兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).取向右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是()

A.時(shí)，振子的速度方向向右

B.時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6cm處

C.和時(shí)，振子的加速度完全相同

D.到的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸增大

6.在如圖所示的xOy坐標(biāo)系中，一條彈性繩沿x軸放置，圖中小黑點(diǎn)代表繩上的質(zhì)點(diǎn)，相鄰質(zhì)點(diǎn)的間距為a。時(shí)，處的質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始沿y軸做周期為T(mén)、振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。時(shí)的波形如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.時(shí)，質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B.時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度最大

C.時(shí)，質(zhì)點(diǎn)和相位相同D.該列繩波的波速為

【綜合素養(yǎng)】

7.如圖所示，水平彈簧振子沿x軸在間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，坐標(biāo)原點(diǎn)O為小球的平衡位置，其振動(dòng)方程為。下列說(shuō)法不正確的是()

A.間距離為10cmB.小球的振動(dòng)周期是0.2s

C.時(shí)，小球位于N點(diǎn)D.時(shí)，小球具有最大速度

8.（多選）沿x軸負(fù)方向傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在時(shí)刻的波形如圖所示。P為介質(zhì)中的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，該波的傳播速度為，則時(shí)()

A.質(zhì)點(diǎn)P對(duì)平衡位置的位移一定為負(fù)值

B.質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與速度方向一定相同

C.質(zhì)點(diǎn)P速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相反

D.質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與對(duì)平衡位置的位移方向相同

9.（多選）一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()

A.在任意1s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程都是2cm

B.在5s末，質(zhì)點(diǎn)的速度為零

C.和兩個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移方向相反，速度方向相反

D.從時(shí)刻到時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為

答案以及解析

1.答案：D

解析：由于振動(dòng)物體在平衡位置附近速度較大，因此四分之一周期內(nèi)走過(guò)的路程不一定等于振幅，A錯(cuò)誤；周期指做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間，B錯(cuò)誤；一次全振動(dòng)過(guò)程中，振動(dòng)物體的位移為零，C錯(cuò)誤；振動(dòng)物體一個(gè)周期內(nèi)速度方向改變2次，頻率為50Hz，1s內(nèi)速度方向改變100次，D正確。

2.答案：C

解析：彈簧振子的周期公式為，故周期只與彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量有關(guān)，與振幅無(wú)關(guān)，C正確。故選C。

3.答案：C

解析：由圖像讀出振幅，周期，所以頻率，A錯(cuò)誤；如果不是從平衡位置或最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在1s即個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程不等于2cm，B錯(cuò)誤；由于時(shí)質(zhì)點(diǎn)在最大位移處，則0~3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為，C正確；振幅等于質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大距離，時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，但振幅仍為2cm，D錯(cuò)誤。

4.答案：C

解析：物體振動(dòng)的頻率，則周期，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，越衡位置，物體運(yùn)動(dòng)速度越大，如果經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)時(shí)速度方向相同，物體從一側(cè)最大位移的中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到平衡位置的時(shí)間小于，從平衡位置運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)最大位移的中點(diǎn)所用的時(shí)間也小于，則總時(shí)間小于，即小于0.01s；如果經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)時(shí)速度方向相反，則由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知，物體恰好運(yùn)動(dòng)了半個(gè)周期，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

5.答案：B

解析：由題圖乙可知時(shí)，振子在平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，即向左運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；在0~0.4s時(shí)間內(nèi)，振子從平衡位置向最大位置處運(yùn)動(dòng)，這段時(shí)間內(nèi)的平均速度大于個(gè)周期內(nèi)振子的平均速度，則在0~0.2s由振子位移大于，即大于6cm，故B錯(cuò)誤；當(dāng)和時(shí)，振子分別在兩點(diǎn)，振子的加速度大小相等，方向相反，C錯(cuò)誤；在0.4~0.8s時(shí)間內(nèi)，振子由最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度越來(lái)越大，D正確.

6.答案：D

解析：由圖像知，時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的起振方向沿y軸正方向，則質(zhì)點(diǎn)的起振方向?yàn)閥軸正方向，A錯(cuò)；時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位移為A，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)速度為零，B錯(cuò)；時(shí)，和兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反，相位差為，C錯(cuò)；在時(shí)間內(nèi)，繩波沿x軸傳播距離為，故波速，D對(duì)。

7.答案：D

解析：將小球的振動(dòng)方程與對(duì)照，可知簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅，則間距離為10cm，A正確；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率，所以其周期，B正確；將代入振動(dòng)方程可得，小球位于正向最大位移處，即N點(diǎn)，此時(shí)小球速度為零，C正確，D錯(cuò)誤。故選D。

8.答案：BC

解析：波從內(nèi)的傳播距離為

在P點(diǎn)右側(cè)與之相距1m的質(zhì)點(diǎn)為Q，如圖所示

此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)與P質(zhì)點(diǎn)在時(shí)的狀態(tài)相同。則時(shí)P質(zhì)點(diǎn)在x軸上方，即對(duì)平衡位置的位移方向向上，為正值。且時(shí)P質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，即速度方向向下，再根據(jù)加速與回復(fù)力的關(guān)系

可知加速度方向向下。

故AD錯(cuò)誤，BC正確；

故選BC。

9.答案：BD

解析：如果不是從平衡位置或最大位移處開(kāi)始計(jì)時(shí)，內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程不等于2cm，A錯(cuò)誤；在5s末，質(zhì)點(diǎn)在最大位移處，速度為零，B正確；和兩個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移方向相反，但速度方向相同，C錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程是，將和分別代入，得到質(zhì)點(diǎn)的位移都是，則該段時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為，D正確。2.1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)——2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)分層練

【夯實(shí)基礎(chǔ)】

知識(shí)點(diǎn)一彈簧振子

1.一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，周期為T(mén)，振幅為A。設(shè)振動(dòng)物體第一次從平衡位置運(yùn)動(dòng)到處所經(jīng)歷的最短時(shí)間為，第一次從最大位移處運(yùn)動(dòng)到處所經(jīng)歷的最短時(shí)間為，關(guān)于和，以下說(shuō)法正確的是()

A.B.C.D.無(wú)法判斷

知識(shí)點(diǎn)二位移-時(shí)間圖像

2.在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其振動(dòng)圖像如圖所示，設(shè)向右為正方向，則質(zhì)點(diǎn)的位移向左但速度向右的時(shí)間段是()

A.0~1s內(nèi)B.1~2s內(nèi)C.2~3s內(nèi)D.3~4s內(nèi)

知識(shí)點(diǎn)三簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

3.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬于()

A.直線運(yùn)動(dòng)B.曲線運(yùn)動(dòng)C.勻變速運(yùn)動(dòng)D.變加速運(yùn)動(dòng)

4.關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()

A.位移的方向總指向平衡位置B.加速度方向總和位移方向相反

C.位移方向總和速度方向相反D.速度方向跟位移方向相同

【提升能力】

5.如圖所示，1、2、3、4、…是一個(gè)水平放置松弛狀態(tài)下的彈簧（可認(rèn)為是均勻介質(zhì)）上一系列等間距的質(zhì)點(diǎn)。某時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)1在外力作用下從平衡位置開(kāi)始沿左右方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)2、3、4、…各個(gè)質(zhì)點(diǎn)離開(kāi)平衡位置依次左右振動(dòng)，形成一列縱波。已知質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始振動(dòng)的方向是向左，經(jīng)過(guò)二分之一周期，質(zhì)點(diǎn)9開(kāi)始振動(dòng)，則針對(duì)此時(shí)刻，下列說(shuō)法正確的是()

A.質(zhì)點(diǎn)3向右運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)5所受回復(fù)力為零

C.質(zhì)點(diǎn)6的加速度向左D.質(zhì)點(diǎn)9的振幅為零

6.物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程為，物體B做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程為.比較的運(yùn)動(dòng)()

A.振幅是矢量，A的振幅是6m，B的振幅是10m

B.周期是標(biāo)量，周期相等，為100s

C.A振動(dòng)的頻率等于B振動(dòng)的頻率

D.A的相位始終落后B的相位

7.一做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為，時(shí)間t的單位為s.則()

A.彈簧振子的振幅為0.4mB.彈簧振子的周期為1.25s

C.在時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度為零D.在任意0.2s時(shí)間內(nèi)，振子的位移均為0.2m

【綜合素養(yǎng)】

8.如圖所示是表示一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說(shuō)法不正確的是()

A.時(shí)刻振子的加速度最大B.時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)

C.時(shí)刻振子的位移最大D.時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)

9.（多選）如圖所示是表示一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說(shuō)法正確的是()

A.時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度最大

B.時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)

C.時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度為負(fù)的最大值

D.時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)

答案以及解析

1.答案：B

解析：以彈簧振子在平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，畫(huà)出振動(dòng)物體的圖像如圖所示，從圖像可知，選B。

2.答案：D

解析：據(jù)題意知向右為正方向，則質(zhì)點(diǎn)的位移向左，位移應(yīng)為負(fù)值，即在2~4s內(nèi)；位移-時(shí)間圖像的斜率表示速度，則質(zhì)點(diǎn)的速度向右時(shí)位移-時(shí)間圖像的斜率為正值，應(yīng)在3~4s內(nèi)，故D正確。

3.答案：D

解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)可能是直線運(yùn)動(dòng)，也可能是曲線運(yùn)動(dòng)A、B錯(cuò)誤；簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，物體的加速度不斷變化，則簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬于變加速運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤，D正確。故選D。

4.答案：B

解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移的初始位置是平衡位置，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中位移的方向總是背離平衡位置的，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；加速度的方向總是指向平衡位置的，即和位移方向相反，故B選項(xiàng)正確；位移方向與速度方向可能相同，也可能相反.故C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.

5.答案：A

解析：經(jīng)過(guò)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)1回到平衡位置，質(zhì)點(diǎn)3振動(dòng)了，即質(zhì)點(diǎn)3在從平衡位置左側(cè)向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中（向右運(yùn)動(dòng)），故A正確；經(jīng)過(guò)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)5運(yùn)動(dòng)到平衡位置左側(cè)最大位移處，根據(jù)回復(fù)力可知質(zhì)點(diǎn)5所受回復(fù)力向右且最大，故B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)6振動(dòng)了，位于平衡位置左側(cè)正在向左運(yùn)動(dòng)，加速度方向向右，故C錯(cuò)誤；在波傳播過(guò)程中，后一個(gè)質(zhì)點(diǎn)重復(fù)前一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)振幅一樣大，所以質(zhì)點(diǎn)9的振幅不為零，故D錯(cuò)誤。

6.答案：C

解析：振幅是標(biāo)量，的振幅分別是3m、5m，A錯(cuò)誤；周期為標(biāo)量，的周期相等，大小為，B錯(cuò)誤；因?yàn)?，故，C正確；為定值，D錯(cuò)誤.

7.答案：C

解析：彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，由振動(dòng)方程可知，振幅，角速度為，則周期為，故A、B錯(cuò)誤；在時(shí)，振子的位移最大，速度為零，故C正確；振子做變速運(yùn)動(dòng)，在任意0.2s時(shí)間內(nèi)，振子僅有從平衡位置或者最大位移處開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，振子的位移為0.2m，故D錯(cuò)誤.

8.答案：B

解析：從圖像可以看出，時(shí)刻，振子在正的最大位移處，此時(shí)振子速度為零，加速度最大，A項(xiàng)正確；時(shí)刻振子的位移為負(fù)，因此該時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；時(shí)刻振子在負(fù)的最大位移處，因此可以說(shuō)是該時(shí)刻位移最大，C項(xiàng)正確；時(shí)刻以后，振子的位移為正，所以該時(shí)刻振子正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)，D項(xiàng)正確.B符合題意.

9.答案：AD

解析：時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度最大，A正確；時(shí)刻以后質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)，因此，時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)在負(fù)的最大位移處，速度為零，C錯(cuò)誤；時(shí)刻以后，質(zhì)點(diǎn)的位移為正，所以時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)，D正確。故選A、D。2.6受迫振動(dòng)共振——2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)分層練

【夯實(shí)基礎(chǔ)】

1.下列振動(dòng)中屬于受迫振動(dòng)的是()

A.用重錘敲擊一下懸吊著的鐘后，鐘的擺動(dòng)

B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源后，振針的振動(dòng)

C.小孩睡在自由擺動(dòng)的吊床上，小孩隨著吊床一起擺動(dòng)

D.彈簧振子在豎直方向上振動(dòng)

2.下列關(guān)于機(jī)械振動(dòng)的說(shuō)法正確的是()

A.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)

B.物體做阻尼振動(dòng)時(shí)，隨振幅的減小，頻率不斷減小

C.物體做受迫振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)頻率與固有頻率無(wú)關(guān)

D.單擺在周期性的外力作用下做受迫振動(dòng)，外力的頻率越大，則單擺的振幅越大

3.做阻尼振動(dòng)的彈簧振子，它的()

A.固有周期越來(lái)越小B.位移越來(lái)越小

C.振幅不變D.機(jī)械能越來(lái)越小

【提升能力】

4.一個(gè)單擺在地面附近做受迫振動(dòng)，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系）如圖所示，則下列說(shuō)法不正確的是()

A.此單擺的固有周期約為2s

B.此單擺的擺長(zhǎng)約為1m

C.若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大

D.若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng)

5.由于存在空氣阻力，嚴(yán)格來(lái)講，任何物體的機(jī)械振動(dòng)都不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振動(dòng)過(guò)程中()

A.振幅減小，周期減小，機(jī)械能減小B.振幅減小，周期不變，機(jī)械能減小

C.振幅不變，周期減小，機(jī)械能減小D.振幅不變，周期不變，機(jī)械能減小

6.為了交通安全，常在公路上設(shè)置如圖所示的減速帶，減速帶使路面稍微拱起以達(dá)到使車(chē)輛減速的目的.一排等間距設(shè)置的減速帶，可有效降低車(chē)速，稱為洗衣板效應(yīng).如果某路面上的減速帶的間距為1.5m，一輛固有頻率為2Hz的汽車(chē)勻速駛過(guò)這排減速帶，下列說(shuō)法正確的是()

A.當(dāng)汽車(chē)以5m/s的速度行駛時(shí)，其振動(dòng)頻率為2Hz

B.當(dāng)汽車(chē)以3m/s的速度行駛時(shí)顛簸的最厲害

C.、當(dāng)汽車(chē)以3m/s的速度行駛時(shí)最不顛簸

D.汽車(chē)速度越大，顛簸的就越厲害

【綜合素養(yǎng)】

7.一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系）如圖所示，則()

A.此單擺的固有周期約為0.5s

B.此單擺的擺長(zhǎng)約為1m

C.若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大

D.若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的“峰”將向右移動(dòng)

8.如圖所示，在一根繃緊的橫繩上掛幾個(gè)擺長(zhǎng)不等的單擺，其中的擺長(zhǎng)相等，A擺球的質(zhì)量遠(yuǎn)大于其他各擺球，當(dāng)A擺振動(dòng)起來(lái)后，帶動(dòng)其余各擺球也隨之振動(dòng)起來(lái)，達(dá)到穩(wěn)定后，以下關(guān)于各擺的振動(dòng)，說(shuō)法正確的是()

A.各擺振動(dòng)的振幅都相等B.各擺振動(dòng)的周期都相等

C.四擺中，C擺的振幅最大D.四擺中，C擺振動(dòng)的周期最大

答案以及解析

1.答案：B

解析：受迫振動(dòng)是振動(dòng)系統(tǒng)在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)，故只有B是受迫振動(dòng)。A、C是阻尼振動(dòng)，D是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。

2.答案：C

解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)刻在變，不是勻變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；物體做阻尼振動(dòng)時(shí)，振幅逐漸減小，頻率不變，B錯(cuò)誤；物體做受迫振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相同，與固有頻率無(wú)關(guān)，C正確；單擺在周期性的外力作用下做受迫振動(dòng)，當(dāng)外力頻率等于單擺的固有頻率時(shí)，單擺的振幅最大，外力的頻率大于單擺的固有頻率時(shí)，外力的頻率越大，單擺的振幅越小，D錯(cuò)誤。故選C。

3.答案：D

解析：彈簧振子的固有周期是由它本身的性質(zhì)決定的，即使做阻尼振動(dòng)，固有周期也不變，故A錯(cuò)誤；由題意可知，彈簧振子做阻尼振動(dòng)，振子振動(dòng)的幅度逐漸減小，但不能說(shuō)彈簧振子的位移越來(lái)越小，故B、C錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律可知，由于阻力做負(fù)功，所以機(jī)械能越來(lái)越小，故D正確.

4.答案：CD

解析：?jiǎn)螖[做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于單擺固有頻率時(shí)，發(fā)生共振，振幅最大，由題圖可知單擺的固有頻率為0.5Hz，固有周期為，A正確；由單擺周期公式可得單擺的擺長(zhǎng)，B正確；若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動(dòng)，C、D錯(cuò)誤。故選C、D。

5.答案：B

解析：由于存在空氣阻力，振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能減小，振幅減小，但其周期為固有周期，故周期不變，選B。

6.答案：B

解析：當(dāng)汽車(chē)以5m/s的速度行駛時(shí)，其振動(dòng)頻率為，故A錯(cuò)誤；由可知，汽車(chē)的固有周期為，則汽車(chē)的速度時(shí)，汽車(chē)達(dá)到共振，顛簸的最厲害；故C、D錯(cuò)誤，B正確.

7.答案：B

解析：?jiǎn)螖[發(fā)生共振時(shí)的頻率與固有頻率相等，由題圖可知固有頻率為0.5Hz，則周期為2s，由，可得，，故A錯(cuò)誤，B正確；若擺長(zhǎng)增大，則單擺的固有周期增大，固有頻率減小，其共振曲線的“峰”將向左移動(dòng)，故C、D錯(cuò)誤.

8.答案：B

解析：受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，振幅最大，即發(fā)生共振.A擺振動(dòng)起來(lái)后，使得做受迫振動(dòng)，達(dá)到穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率都等于A擺振動(dòng)的頻率，所以各擺振動(dòng)的周期都相等，B正確，D錯(cuò)誤；E擺的擺長(zhǎng)與A擺相等，即固有頻率相等，A擺振動(dòng)的頻率為A的固有頻率，則E擺發(fā)生共振，振幅最大，A、C錯(cuò)誤.2.5實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)量重力加速度——2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)分層練

【夯實(shí)基礎(chǔ)】

1.如圖所示為用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置，下列說(shuō)法正確的是()

A.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，擺線應(yīng)接好擺球，使擺線處于自然下垂?fàn)顟B(tài)

B.擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上擺球的直徑

C.測(cè)單擺的周期時(shí)，應(yīng)從擺球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)速度為0時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)

D.如果有兩個(gè)大小相等且都帶孔的銅球和木球，應(yīng)選用木球作擺球

2.在“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”的實(shí)驗(yàn)中，擺球擺動(dòng)穩(wěn)定后，當(dāng)它到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)啟動(dòng)停表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并記錄此后擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的次數(shù)n，當(dāng)時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)停表讀數(shù)為t。則該單擺的周期為()

A.B.C.D.

【提升能力】

3.一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，上端懸掛在O點(diǎn)，下端系一個(gè)小球，如圖甲所示，某同學(xué)利用此裝置來(lái)探究周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系.該同學(xué)用米尺測(cè)得細(xì)線的長(zhǎng)度，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑，二者相加為l，通過(guò)改變細(xì)線的長(zhǎng)度，測(cè)得對(duì)應(yīng)的周期T，得到該裝置的圖像如圖乙所示.則下列說(shuō)法不正確的是（取）()

A.時(shí)擺長(zhǎng)為1mB.時(shí)擺長(zhǎng)為0.994m

C.擺球半徑為0.006mD.當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/p>

4.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）某同學(xué)分別選用四種材料不同、直徑相同的實(shí)心球做實(shí)驗(yàn)，各組實(shí)驗(yàn)的測(cè)量數(shù)據(jù)如下。若要計(jì)算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎担瑧?yīng)選用第_______組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

組別擺球材料擺長(zhǎng)最大擺角全振動(dòng)次數(shù)N/次

1銅0.4015°20

2鐵1.005°50

3鋁0.4015°10

4木1.005°50

（2）甲同學(xué)選擇了合理的實(shí)驗(yàn)裝置后，測(cè)量出幾組不同擺長(zhǎng)L和周期T的數(shù)值，畫(huà)出如圖（a）的圖像中的實(shí)線OM，并算出圖線的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萠______。

（3）乙同學(xué)也進(jìn)行了與甲同學(xué)同樣的實(shí)驗(yàn)，并在圖（a）中用虛線畫(huà)出了圖線，然后他發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)忘了加上擺球的半徑，則該同學(xué)作出的圖線為_(kāi)______。

A.虛線①，不平行OMB.虛線②，平行OM

C.虛線③，平行OMD.虛線④，不平行OM

（4）有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北京大學(xué)和南京大學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)室，各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)L的關(guān)系”，他們交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了圖像，如圖（b）所示。去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是_______（選填“A”或“B”）。

5.某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為97.50cm，擺球直徑為2.00cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間如圖所示.則：

（1）該擺擺長(zhǎng)為_(kāi)_______cm，秒表的示數(shù)為_(kāi)_______；

（2）如果他測(cè)得的g值偏小，可能的原因是_________.

A.測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊

B.擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了

C開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下

6.某實(shí)驗(yàn)小組在“用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣取钡膶?shí)驗(yàn)中：

（1）擺動(dòng)時(shí)偏角滿足的條件是偏角小于5°，為了減小測(cè)量周期的誤差，計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)是擺球經(jīng)過(guò)最________（填“高”或“低”）點(diǎn)的位置.若用L表示擺長(zhǎng)，T表示周期，那么重力加速度的表達(dá)式為_(kāi)______.

（2）考慮到單擺振動(dòng)時(shí)受空氣浮力的影響后，學(xué)生甲說(shuō)：“因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反，它對(duì)球的作用相當(dāng)于使重力加速度變小，因此振動(dòng)周期變大.”學(xué)生乙說(shuō)：“浮力對(duì)擺球的影響好像用一個(gè)輕一些的擺球做實(shí)驗(yàn)，因此振動(dòng)周期不變”，這兩個(gè)學(xué)生中________.

A.甲的說(shuō)法正確

B.乙的說(shuō)法正確

C.兩學(xué)生的說(shuō)法都是錯(cuò)誤的

（3）某同學(xué)用單擺測(cè)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?他測(cè)出了擺線長(zhǎng)度L和擺動(dòng)周期T，如圖甲所示.通過(guò)改變擺線長(zhǎng)度L，測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T，獲得多組T與L，再以為縱軸、L為橫軸畫(huà)出函數(shù)關(guān)系圖像如圖乙所示.由圖像可知，擺球的半徑________m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萠________（取，結(jié)果均保留兩位小數(shù)）；由此種方法得到的重力加速度值與實(shí)際的重力加速度值相比會(huì)_______.（填“偏大”“偏小”或“一樣”）

【綜合素養(yǎng)】

7.在“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：

（1）實(shí)驗(yàn)中待小鋼球擺動(dòng)穩(wěn)定后，測(cè)量小鋼球運(yùn)動(dòng)的周期。

甲同學(xué)從小鋼球某次通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，數(shù)出以后小鋼球通過(guò)平衡位置的次數(shù)n，用停表記下所用的時(shí)間t；

乙同學(xué)從小鋼球某次通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，并將這次通過(guò)平衡位置時(shí)記為1，將小鋼球第二次沿同一方向通過(guò)平衡位置時(shí)記為2，第三次沿同一方向通過(guò)平衡位置時(shí)記為3，以此類(lèi)推，一直數(shù)到，同時(shí)按下停表，停表的顯示時(shí)間為。

甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法對(duì)應(yīng)的單擺的周期表達(dá)式分別為_(kāi)______。

（2）如圖所示，某同學(xué)用一塊外形不規(guī)則的長(zhǎng)條狀的大理石塊代替了擺球，N為石塊上端。先使間尼龍線長(zhǎng)度為某個(gè)值，測(cè)出周期；后使間尼龍線長(zhǎng)度比原來(lái)長(zhǎng)，再測(cè)出周期。那么重力加速度的值可以表示為_(kāi)______（用表示）。

8.在利用“單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，由單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式得到，只要測(cè)出多組單擺的擺長(zhǎng)L和運(yùn)動(dòng)周期T，作出圖像，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋碚撋蠄D像是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖像如圖甲所示：

（1）由圖像求出的重力加速度_______（?。?；

（2）由于圖像沒(méi)有通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，求出的重力加速度g值與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比______；若利用，采用公式法計(jì)算，則求出重力加速度g值與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比_______（均填“偏大”“偏小”或“不變”）；

（3）某同學(xué)在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有合適的擺球，他找到了一塊外形不規(guī)則的長(zhǎng)條狀的大理石塊代替了擺球（如圖乙），以下實(shí)驗(yàn)步驟中有在錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牟襟E是_________（只填寫(xiě)相應(yīng)的步驟即可）.

A.將石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為N，將尼龍線的上端固定于O點(diǎn)

B.用刻度尺測(cè)量間尼龍線的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)

C.將石塊拉開(kāi)一個(gè)大約的角度，然后由靜止釋放

D.從石塊擺到最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并記為，當(dāng)石塊第次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)結(jié)束記錄總時(shí)間t，由得出周期

E.改變間尼龍線的長(zhǎng)度再做幾次實(shí)驗(yàn)，記下相應(yīng)的L和T

F.求出多次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的L和T的平均值作為計(jì)算時(shí)使用的數(shù)據(jù)，代入公式求出重力加速度g

答案以及解析

1.答案：A

解析：測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，擺線應(yīng)接好擺球，使擺線處于自然下垂?fàn)顟B(tài)，否則擺長(zhǎng)的測(cè)量不準(zhǔn)確，A正確；擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上擺球的半徑，B錯(cuò)誤；測(cè)周期時(shí)，應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)多次全振動(dòng)后求出周期的平均值，C錯(cuò)誤；擺球應(yīng)選擇質(zhì)量大一些、體積小一些的小球，D錯(cuò)誤。故選A。

2.答案：C

解析：?jiǎn)螖[完成全振動(dòng)的次數(shù)為，單擺的周期為，C正確。

3.答案：A

解析：設(shè)擺長(zhǎng)為，小球半徑為r，由單擺的周期公式，推導(dǎo)得，可知為圖像的斜率，所以有，解得，故D正確.由題圖乙可知，圖像的縱軸截距為小球的半徑r，則，時(shí)擺長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤，B、C正確.

4.答案：(1)2

(2)

(3)B

(4)B

解析：(1)擺球應(yīng)該選擇密度大一些的材料，這樣可以使得擺球在體積相同時(shí)質(zhì)量較大，使擺球擺動(dòng)時(shí)阻力的影響較小。同時(shí)應(yīng)使擺線長(zhǎng)1m左右，最大擺角小于5°，全振動(dòng)次數(shù)應(yīng)為幾十次(一般為30次以上)。

(2)由單擺周期公式，得關(guān)系式為，所以圖線斜率，解得。

(3)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)忘了加上擺球的半徑，則L為擺線長(zhǎng)度，設(shè)擺球的半徑為r，則有關(guān)系式為，則乙同學(xué)畫(huà)出的圖線的斜率等于甲同學(xué)畫(huà)的圖線的斜率，即乙同學(xué)畫(huà)的圖線與OM平行，且與縱軸的交點(diǎn)在縱軸的正半軸。故選B。

(4)由上述分析，當(dāng)?shù)刂亓铀俣仍叫。瑒t圖線斜率k越大，北京大學(xué)與南京大學(xué)相比，北京大學(xué)所在地緯度較高，重力加速度較大，對(duì)應(yīng)圖線的斜率較小，故去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是B。

5.答案：（1）98.50;99.8s（2）B

解析：（1）由擺長(zhǎng)公式，知，秒表的讀數(shù)方法為：短針讀數(shù)（）+長(zhǎng)針讀數(shù)（）.

（2）通過(guò)，可知g偏小的可能原因有二：一是擺長(zhǎng)l的測(cè)量值偏小，即測(cè)量值小于實(shí)際值，A錯(cuò)誤，B正確；二是周期T的測(cè)量值偏大，如開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，過(guò)早按下秒表；停止計(jì)時(shí)時(shí)，過(guò)遲按下秒表；誤把次全振動(dòng)數(shù)為n次等，C錯(cuò)誤.

6.答案：（1）低;（2）A（3）0.01;9.86;一樣

解析：（1）測(cè)單擺周期時(shí)，計(jì)時(shí)起點(diǎn)應(yīng)該選取平衡位置，即最低點(diǎn)，因?yàn)樵谧罡唿c(diǎn)時(shí)，速度為零，誤差較大；根據(jù)單擺周期公式，可得.

（2）根據(jù)題意分析，空氣對(duì)擺球有一個(gè)豎直向上的浮力，所以導(dǎo)致豎直方向的合力比重力小，即相當(dāng)于減小了重力加速度，根據(jù)公式，可知單擺的周期變大，甲的說(shuō)法正確，B、C錯(cuò)誤，A正確.

（3）根據(jù)可知，所以圖像與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)絕對(duì)值為擺球的半徑大小，即，根據(jù)解析式并結(jié)合圖像可知，圖像斜率為，解得；根據(jù)解析式可知，不論選取哪一部分的長(zhǎng)度記為擺長(zhǎng)只會(huì)使圖像在坐標(biāo)系中沿y軸上下平移，所以由此種方法得到的重力加速度值與實(shí)際的重力加速度值相同.

7.答案：(1)；

(2)

解析：(1)甲同學(xué)：小鋼球n次經(jīng)過(guò)平衡位置，完成次全振動(dòng)，用時(shí)t，則周期為。

乙同學(xué)：小鋼球次沿同一方向通過(guò)平衡位置，完成次全振動(dòng)，用時(shí)，則周期為。

(2)設(shè)兩次實(shí)驗(yàn)中擺線長(zhǎng)分別為，對(duì)應(yīng)的周期分別為，大理石塊重心到N點(diǎn)的距離為x，則

聯(lián)立解得

8.答案：（1）9.87（2）不變;偏小（3）BDF

解析：（1）由，知圖像的斜率等于，結(jié)合題圖甲可得，解得；

（2）無(wú)論圖像是否經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，圖像的斜率等于，該斜率不變，所以g不變；

若利用，采用公式法計(jì)算，代入的擺長(zhǎng)比實(shí)際擺長(zhǎng)小，則求出重力加速度g值與當(dāng)?shù)卣鎸?shí)值相比偏?。?/p>

（3）B選項(xiàng)：用刻度尺測(cè)量間尼龍線的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)是錯(cuò)誤的，擺長(zhǎng)等于懸點(diǎn)到石塊重心的距離；D選項(xiàng)：從石塊擺到最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并記為，當(dāng)石塊第次到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)結(jié)束記錄總時(shí)間t，由得出周期；F選項(xiàng)：求出多次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的L和T的值，作出圖像，根據(jù)圖像的斜率求出重力加速度g.2.3簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量——2023-2024學(xué)年高二物理人教版（2023）選擇性必修第一冊(cè)課時(shí)分層練

【夯實(shí)基礎(chǔ)】

知識(shí)點(diǎn)一簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

1.下列關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法，正確的是()

A.只要有回復(fù)力，物體就會(huì)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

B.物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度最大時(shí)，速度也最大

C.物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向有時(shí)與位移方向相反，有時(shí)與位移方向相同

D.物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度和速度方向總是與位移方向相反

知識(shí)點(diǎn)二簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力

2.關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力的含義，下列說(shuō)法正確的是()

A.k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的長(zhǎng)度

B.k是回復(fù)力跟位移的比值，x是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體離開(kāi)平衡位置的位移

C.根據(jù)，可以認(rèn)為k與F成正比

D.表達(dá)式中的“-”號(hào)表示F始終阻礙物體的運(yùn)動(dòng)

【提升能力】

3.一穿在水平細(xì)桿上的彈簧振子沿水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，關(guān)于彈簧振子的小球所受的力，下列說(shuō)法正確的是()

A.受重力、支持力、彈簧的彈力

B.受重力、支持力、彈簧的彈力、回復(fù)力

C.受重力、支持力、回復(fù)力、摩擦力

D.受重力、支持力、摩擦力

4.下列關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的說(shuō)法正確的是()

A.回復(fù)力是使物體回到平衡位置的力

B.回復(fù)力可以是恒力

C.回復(fù)力的方向總是跟物體離開(kāi)平衡位置的位移方向相同

D.回復(fù)力的方向總是跟物體的速度方向相反

5.一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，上端固定，下端掛一質(zhì)量為m的物體，讓物體上下振動(dòng)，振幅為A。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，其回復(fù)力大小為()

A.B.C.D.

6.如圖所示，質(zhì)量為的物體A放置在質(zhì)量為的物體B上，物體B與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)過(guò)程中始終保持相對(duì)靜止。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，當(dāng)它們離開(kāi)平衡位置的位移為x時(shí)，A受到的摩擦力大小為()

A.B.C.D.

7.把一個(gè)小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子，小球沿桿在水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它圍繞平衡位置O在A、B間振動(dòng)，如圖所示，下列結(jié)論正確的是()

A.小球在O位置時(shí)，動(dòng)能最大，加速度最大

B.小球在A