第二章機械振動 章末綜合練 （含解析）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁人教版（2019）選擇性必修一第二章機械振動章末綜合練一、單選題1．下列敘述中符合物理學(xué)史實的是（）A．伽利略發(fā)現(xiàn)了單擺的周期公式B．法拉第發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)C．庫侖通過扭秤實驗得出了電荷間相互作用的規(guī)律D．牛頓通過斜面理想實驗得出了維持運動不需要力的結(jié)論2．如圖，甲、乙兩彈簧振子的振動圖像如圖所示，則可知（）A．甲加速度最小時，乙速度最小B．任一時刻兩個振子受到的回復(fù)力都不相同C．兩個振子的振動頻率之比D．兩個振子的振幅之比3．如圖所示，彈簧振子B上放一個物塊A，在A與B一起做簡諧運動的過程中，下列關(guān)于A受力的說法中正確的是（）A．物塊A受重力、支持力及彈簧對它的恒定的彈力B．物塊A受重力、支持力及彈簧對它的大小和方向都隨時間變化的彈力C．物塊A受重力、支持力及B對它的恒定的摩擦力D．物塊A受重力、支持力及B對它的大小和方向都隨時間變化的摩擦力4．如圖所示，彈簧振子在A、B間做簡諧運動，O為平衡位置，A、B間距離是20cm，從A到B運動時間是2s，則（）A．從O→B→O振子做了一次全振動B．從B開始經(jīng)過6s，振子通過的路程是60cmC．振動周期為2s，振幅是10cmD．從O開始經(jīng)過3s，振子處在平衡位置5．質(zhì)點沿軸做簡諧運動，平衡位置為坐標(biāo)原點，質(zhì)點經(jīng)過點和點時速度相同，時間；質(zhì)點由再次回到點所需的最短時間，則質(zhì)點做簡諧運動的頻率為（）A． B． C． D．6．人體內(nèi)部器官的固有頻率為4～12Hz。1986年，法國次聲波實驗室次聲波泄漏，造成30多名農(nóng)民在田間突然死亡。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是（）A．次聲波傳播的速度快B．次聲波頻率和人體內(nèi)部器官固有頻率相同，由于共振造成器官受損而死亡C．人們感覺不到次聲波，次聲波可不知不覺地殺死人D．次聲波穿透能力強，穿過人體時造成傷害7．如圖甲所示在一條張緊的繩子上掛幾個擺，a、c擺的擺長相同且小于b擺的擺長。當(dāng)a擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力，使其余各擺也振動起來。圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動圖像，重力加速度為g，不計空氣阻力，則（）A．a(chǎn)、b、c單擺的固有周期關(guān)系為Ta＝Tc>TbB．b、c擺振動達到穩(wěn)定時，c擺振幅較大C．達到穩(wěn)定時b擺的振幅最大D．由圖乙可知，此時b擺的周期Tb小于t08．某彈簧振子做簡諧運動的振動圖像如圖所示，若、時刻振子所處的位置關(guān)于平衡位置對稱，下列說法正確的是（）A．、時刻，振子的位移相同B．、時刻，振子的速度相同C．、時刻，振子的加速度相同D．至這段時間，振子和彈簧組成的系統(tǒng)機械能先變小后變大9．如圖所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，己知甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的4倍，彈簧振子做簡諧運動的周期，式中m為振子的質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)。當(dāng)細線突然斷開后，兩物塊都開始做簡諧運動，在運動過程中（）A．甲的振幅大于乙的振幅 B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度是乙的最大速度的2倍 D．甲的振動周期是乙的振動周期的2倍10．一位游客在長壽湖邊欲乘游船，當(dāng)日風(fēng)浪很大，游船上下浮動?？砂延瓮Ц雍喕韶Q直方向的簡諧運動，振幅為20cm，周期為3.0s。當(dāng)船到達平衡位置時，甲板剛好與碼頭地面平齊。已知地面與甲板的高度差不超過10cm時，游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi)，游客能舒服地登船的時間是（）A．0.5s B．1.0s C．1.5s D．2.0s11．一個質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示，下列敘述中正確的是（

）A．質(zhì)點的振動頻率為0.5HzB．在5s末，質(zhì)點做簡諧運動的相位為C．在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程為10cmD．和兩時刻質(zhì)點的位移大小相等，都是cm12．2020年伊始出現(xiàn)了罕見的新型冠狀病毒，感染患者在醫(yī)院進行治療時，需要打吊瓶。如圖所示，該病人正在輸b吊瓶中的液體，輸了一半時他的左手動了一下，這個動作拉扯到了輸液管，使b吊瓶晃動了起來，緊接著待輸?shù)腶、c吊瓶（液體均滿瓶）也跟著晃動起來，假設(shè)懸掛三個吊瓶的細繩長度相同，b、c兩吊瓶大小相同，則（）A．b、c兩吊瓶發(fā)生共振B．a(chǎn)、b、c三個吊瓶均做自由振動C．只有b、c兩吊瓶的振動周期相同D．a(chǎn)、b、c三個吊瓶的振動周期相同二、填空題13．相位差：兩個相同_______的簡諧運動的相位的差值，Δφ＝_______。14．一單擺的擺長為L，將擺球向左拉至水平標(biāo)志線上（圖中虛線）。由靜止釋放擺球，當(dāng)擺球運動至最低點時，擺線碰到障礙物P，擺球繼續(xù)擺動。用頻閃相機長時間拍攝，得到圖示照片，則擺線的懸點O與障礙物P在豎直方向之間的距離為________。不計空氣阻力，擺線向右碰到障礙物的瞬間，擺球的角速度突然增大，其原因是：________。15．中國載人登月工程計劃在2030年前后實現(xiàn)航天員登月。已知月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的，航天員若將地球上的單擺帶到月球上去，此單擺的周期會變?yōu)樵瓉淼腳_____倍。16．判斷下列說法的正誤。（1）回復(fù)力的方向總是與位移的方向相同。()（2）回復(fù)力的方向總是與加速度的方向相反。()（3）水平彈簧振子運動到平衡位置時，回復(fù)力不為零，能量為零。()（4）回復(fù)力的大小與速度大小無關(guān)，速度增大時，回復(fù)力可能增大，也可能減小。()17．如圖甲所示，一彈簧振子在A、B之間做簡諧運動，O點為振子靜止的位置，其振動圖像如圖乙所示，規(guī)定向右的方向為正方向，試根據(jù)圖像分析以下問題：（1）振子在前674s內(nèi)走過的路程為______cm；（2）振子在1s內(nèi)走過的最小路程為______cm。三、解答題18．做簡諧運動的物體經(jīng)過點時，加速度的大小是，方向指向點；當(dāng)它經(jīng)過點時，加速度的大小是，方向指向點。若之間的距離是，請確定它的平衡位置。19．如圖所示，某質(zhì)點做簡諧運動的圖像上有a、b、c、d、e、f六個點，其中：（1）與a位移相同的點有哪些？（2）與a速度相同的點有哪些？（3）質(zhì)點離平衡位置的最大距離為多大？20．如圖所示為水平放置的兩個彈簧振子和的振動圖象，已知兩個振子質(zhì)量之比為，彈簧的勁度系數(shù)之比為，求：（1）它們的周期之比；（2）它們的最大加速度之比為；（3）它們在內(nèi)的路程之比。21．一個周期的理想單擺叫秒擺。如果將此單擺的擺長變?yōu)椋敲磫螖[的周期變?yōu)槎嗌?？如果不改變擺長，將這個單擺拿到月球上，已知月球上自由落體的加速度為，那么此單擺在月球上1分鐘能做多少次全振動呢？已知地球表面重力加速度。22．如圖所示，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，下端被固定在水平地面上，上端與質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）相連，開始時小球靜止于O點。現(xiàn)用一豎直向上的拉力將小球緩慢拉至P點，此時彈簧恢復(fù)原長。t=0時刻撤去拉力，小球由靜止開始做簡諧運動，經(jīng)時間第一次回到O點，已知彈簧的形變量為x時，彈性勢能為，重力加速度為g。求：（1）小球的振幅A；（2）小球的振動方程（選豎直向上為正方向）；（3）小球振動速度的最大值vm。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【詳解】A．伽利略發(fā)現(xiàn)了單擺的等時性，惠更斯得出了單擺的周期公式，A錯誤。B．奧斯特發(fā)現(xiàn)了電生磁，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，B錯誤。C．庫侖首先通過扭秤實驗得出了電荷間相互作用的規(guī)律，C正確。D．伽利略通過斜面理想實驗得出了維持運動不需要力的結(jié)論，D錯誤。故選C。2．D【詳解】A．甲在平衡位置時加速度最小，此時乙速度也可能最大，例如在t=1.0s時刻，選項A錯誤；B．某時刻當(dāng)兩振子都在平衡位置時，回復(fù)力都為零，選項B錯誤；C．兩個振子的周期之比為振動頻率之比選項C錯誤；D．兩個振子的振幅之比選項D正確。故選D。3．D【詳解】對A受力分析可知，受重力、支持力、摩擦力，其中重力和支持力是一對平衡力，摩擦力作為A做簡諧運動的回復(fù)力，與位移成正比，方向與位移方向相反，所以，摩擦力大小和方向都隨時間變化，故ABC錯誤，D正確。故選D。4．B【詳解】A．從O→B→O振子完成了半個全振動，故A錯誤；BC．A到B運動時間是2s，周期因為t=6s=1.5T根據(jù)振子完成一次全振動通過的路程是4A，故從B開始經(jīng)過6s，振子通過的路程是S=1.5×4A=6A=6×10cm=60cm故B正確C錯誤；D．從O開始經(jīng)過3s即，振子處在位移最大的位置，故D錯誤；故選B。5．A【詳解】設(shè)從a點到b點第一次到的最大振幅處為c點，平衡位置為o點，因為，由對稱性可得又因為，所以故所以質(zhì)點做簡諧運動的頻率為故選A。6．B【詳解】A．次聲波的傳播速度與可聞聲波的傳播速度在同種介質(zhì)中相同，A錯誤；B．次聲波和人體器官的固有頻率相近，會引起器官共振，即次聲波將能量傳遞給人的器官，引起器官的振動，造成人死亡，B正確；C．次聲波和人體器官固有頻率相近，會引起器官共振，說明次聲波將能量傳遞給人的器官，引起器官的振動而死，C錯誤；D．相對超聲波而言，次聲波定向性差、穿透能力較弱，D錯誤。故選B。7．B【詳解】A．由單擺周期公式T＝可知，a、b、c單擺的固有周期關(guān)系為Ta=Tc<TbA錯誤；BC．因為Ta＝Tc，所以c擺發(fā)生共振，達到穩(wěn)定時，c擺振幅較大，b擺的振幅最小，B正確，C錯誤；D．受迫振動的周期等于驅(qū)動力的周期，所以三個單擺的周期相同，故Tb等于t0，D錯誤。故選B。8．B【詳解】A．時刻振子的位移為正值，時刻振子的位移為負(fù)值，因此位移大小相等，方向相反，A錯誤；B．、時刻，振子的速度大小相等，方向均為負(fù)值，因此速度相同，B正確；C．時刻振子的加速度為負(fù)值，時刻振子的加速度為正值，因此加速度大小相等，方向相反，C錯誤；D．至這段時間，振子和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，D錯誤。故選B。9．D【詳解】AB．細線斷開前，兩根彈簧伸長的長度相同，離開平衡位置的最大距離相同，即兩物塊的振幅一定相同，故AB錯誤；C．細線斷開的瞬間，兩根彈簧的彈性勢能相同，到達平衡位置時，甲、乙的動能最大且相同，由于甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的4倍，根據(jù)可知，甲的最大速度一定是乙的最大速度的，故C錯誤；D．根據(jù)可知，甲的振動周期是乙的振動周期的2倍，故D正確。故選D。10．C【詳解】假設(shè)t=0時刻船剛好到達平衡位置且向上運動，則船的振動方程可寫為在一個周期內(nèi)的時刻為，，，其中滿足題意要求的時間范圍是、、，所以在一個周期內(nèi)，游客能舒服地登船的時間是故選C。11．D【詳解】A．由圖可知，質(zhì)點振動的周期為4s，故頻率為0.25Hz，A錯誤；B．在5s末，質(zhì)點做簡諧運動的相位為B錯誤；C．10s相當(dāng)于2.5T，每個周期的路程為4A，故在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程為20cm，C錯誤；D．由圖可得，質(zhì)點的振動方程為和兩時間代入，可知兩時刻質(zhì)點的位移大小相等，都是cm，D正確。故選D。12．D【詳解】A．由題知b、c兩吊瓶重心高度不同，導(dǎo)致有效擺長不同，所以二者不會發(fā)生共振，故A錯誤；B．只有b吊瓶做自由振動，a、c兩吊瓶均做受迫振動，故B錯誤；CD．因為a、c兩吊瓶在b吊瓶的驅(qū)動力作用下做受迫振動，所以振動周期等于驅(qū)動力的周期，所以a、b、c三個吊瓶的振動周期相同，故C錯誤，D正確。故選D。13．

頻率

φ1－φ2【詳解】略14．

水平方向沒有力的作用，線速度大小不變，但半徑減小，故角速度突然增大【詳解】[1]設(shè)頻閃相機閃光周期為?T，則由圖可知，單擺在左半部分?jǐn)[動時在右半部分?jǐn)[動時根據(jù)單擺周期公式解得[2]擺線向右碰到障礙物的瞬間，擺球水平方向沒有力的作用，線速度大小不變，但半徑減小，故角速度突然增大。15．【詳解】依題意，根據(jù)單擺周期公式可得所以，此單擺的周期會變?yōu)樵瓉淼谋丁?6．

錯誤

錯誤

錯誤

錯誤【詳解】（1）[1]，回復(fù)力的方向總是與位移的方向相反，故錯誤；（2）[2]根據(jù)牛頓第二定律回復(fù)力的方向總是與加速度的方向相同。故錯誤；（3）[3]水平彈簧振子運動到平衡位置時，位移為零，回復(fù)力為零，能量不為零。故錯誤；（4）[4]在簡諧運動中，速度增大時，位移必然減小，而根據(jù)回復(fù)力公式F=-kx可知，回復(fù)力一定減小，故錯誤；17．

2022

【詳解】（1）[1]振子的周期為T=4s，而674÷4=168.5則振子在前674s內(nèi)走過的路程為s=168.5×4A=168.5×4×3cm=2022cm（2）[2]找速度最小的四分之一周期，如0.5s-1.5s，即smin=18．A到平衡位置的距離為4cm【詳解】兩點加速度方向相反，故二者位于平衡位置的兩側(cè)；根據(jù)即加速度大小與彈簧的形變量成正比，由題可知則又聯(lián)立得19．(1)b、e、f；(2)d、e；(3)2cm【詳解】(1)位移是矢量，位移相同意味著位移的大小和方向都要相同，由題圖可知與a位移相同的點有b、e、f.(2)