高中物理选修 第十一单元机械振动单元测试 （一） 含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精此卷只装订不密封班级姓名此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号物理（一)注意事项:1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、多选题1．如图所示是一做简谐运动的物体的振动图像，下列说法正确的是（)A．振动周期是2×10－2sB．第2个10－2s内物体的位移是－10cmC．物体的振动频率为25HzD．物体的振幅是10cmE．物体位移随时间变化的关系式为x＝10sin4tcm2．如图所示，图甲为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是()A．在t＝0.2s时，弹簧振子可能运动到B位置B．在t＝0。1s与t＝0。3s两个时刻，弹簧振子的速度大小相同C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加D．在t＝0。2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同E．在t＝0.1s与t＝0。5s两个时刻，弹簧振子的动能相同3．关于振子的振动过程，以下说法正确的是()A．振子在平衡位置,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E．振子在平衡位置，弹性势能一定最小4．如图所示为一单摆的振动图像,则()A．t1和t3时刻摆线的拉力等大B．t1和t3时刻摆球速度相等C．t3时刻摆球速度正在减小D．t4时刻摆线的拉力正在减小E．t5时刻摆球加速度正在减小5．一单摆的振动图像如图所示,下列说法中正确的是()A．t＝0。5s时，摆球处于平衡状态B．t＝1.0s时，摆球处于平衡状态C．t＝2.0s时，摆球处于平衡位置D．摆球摆动过程中，在任何位置都不是平衡状态E．t＝1.0s时,摆线所受拉力最大6．下列说法中正确的是（）A．某物体做自由振动时,其振动频率与振幅无关B．某物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关C．某物体发生共振时的频率就是其自由振动的频率D．某物体发生共振时的振动就是无阻尼振动E．当驱动力的频率和物体固有频率相差越大时,物体振幅越大二、解答题7．有一弹簧振子在水平方向上的BC之间做简谐运动，已知BC间的距离为20cm，振子在2s内完成了10次全振动．若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t＝0)，经过14（1)求振子的振幅和周期；（2）在图中作出该振子的位移－时间图象；(3）写出振子的振动表达式．8．如图所示为一弹簧振子的振动图像,求：①从计时开始经多长时间第一次达到弹性势能最大?9．两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为k1、k2,它们与一个质量为m的小球组成弹簧振子，静止时,两弹簧均处于原长，如图所示．试证明弹簧振子做的运动是简谐运动．10．某物体做简谐运动，其位移与时间的变化关系式为x＝10sin5πtcm，由此可知：①物体的振幅为多少？②物体振动的频率为多少？③在t＝0。1s时，物体的位移是多少？11．一质点做简谐运动,其位移和时间关系如图所示．①在t＝1.5×10－2s到t′＝2×10－2s的时间内,质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？②从t＝0到t＝8.5×10－2s的时间内，质点的路程、位移各为多大？12．如图所示为一弹簧振子的振动图像，试完成以下问题:①写出该振子简谐运动的表达式．②该振子在第100s时的位移是多少?前100s内的路程是多少？2018—2019学年高二下学期第十一单元训练卷物理（一）答案1．BCD【解析】（1)由图像可知，物体做简谐运动的振幅为10cm，周期为4×10-2s，A错误；(2）在第二个10－2s内，物体运动方向与正方向相反，从最大位移处回到平衡位置,位移为-10cm，B正确；（4）该简谐运动的表达式为x=10sin2πTt=10故本题正确答案选BCD。2．ABE【解析】（1)弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，若规定OB方向为正方向，则由乙图可知，t=0。2s振子恰好出现在正的最大位移处，即出现在B点。A正确；（2）根据图像可知,在t＝0。1s与t＝0.3s两个时刻，振子恰好出现在同一位置，速度大小必然相等,B正确；（3）从t＝0到t＝0。2s的时间内，振子正远离平衡位置，速度越来越小,动能逐渐较小，C错误；(4）在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻,两个位置关于平衡位置左右对称，加速度大小相等,方向相反,D错误；（5）在t＝0。1s与t＝0.5s两个时刻，振子所处的两个位置关于平衡位置对称，动能必然相同,E正确。故本题选ABE。3．ABD【解析】振子在平衡位置两侧往复振动，到平衡位置处速度达到最大,动能最大，势能最小，所以A正确;在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B正确；在任意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，D正确;振幅的大小与振子的位置无关,所以选项C错误;振子在平衡位置时,弹簧不一定处于原长，弹性势能不一定最小,如竖直放置的弹簧振子,故E选项错误;故选ABD.4．ADE【解析】（1)由图像可知，t1和t3时刻，摆球所处位置重合，绳子拉力等大，A正确;（2)由图像可知，t1和t3两个时刻,摆球恰好经过同一位置，速度大小相等，方向相反，B错误；(3)在t3时刻,摆球正向着平衡位置运动，速度正在增大，C错误；（4）在t4时刻,摆球正在远离平衡位置，速度正在减小，绳子拉力正在减小，D正确；(5）在t5时刻，摆球正在靠近平衡位置，回复力正在减小，加速度正在减小，E正确.故本题正确答案选ADE。5．CDE【解析】（1)由图像可知，t＝0。5s时，摆球出现在最大位移处,回复力最大，加速度不为零,A错误;(2）t＝1。0s时，摆球处于平衡位置，水平方向不受外力，但由于摆球处于竖直平面圆周轨道的最低点,绳子拉力和重力的合力提供向心力，故合力不为零，B错误；(3)t＝2。0s时，摆球恰好经过平衡位置，C正确；（4)摆球摆动过程中，受到的外力的合力始终不能为零，故在任何位置都不是平衡状态，D正确;（5）t＝1。0s时,摆球恰好出现在圆周轨道的最低点，速度最大，摆线所受拉力最大，E正确.故本题正确答案为CDE.6．ABC【解析】(2）物体做受迫振动时，振动频率始终等于外界驱动力的频率，与固有频率无关，B正确；（3）物体发生共振时，系统的振动频率和固有频率相等，C正确；(4）物体共振时，同样受到阻力作用,故D错误；故本题正确答案选ABC.7．（1）A=”10cm"（1分）T="0。2s"（2分）（2）如下图所示。(3）x=”10"sin(10πt-π）cm（3分)8．(1)从计时开始，经过1s,弹性势能最大（2）加速度变大，速度减小,动能减小【解析】（1）由题图知,在计时开始的时刻振子恰好以沿x轴正方向的速度通过平衡位置，此时弹簧振子有最大动能,随着时间的延长,速度不断减小，而位移逐渐增大，经14T，即1s，其位移达到最大,此时弹性势能最大（2）由题图知，t＝2s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零；随着时间的延长，位移不断增大,加速度也变大，速度不断减小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大；当t＝3s时，加速度达到最大,速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值.9．证明过程见解析【解析】以平衡位置为坐标原点建立坐标轴,设左右两边弹簧的弹力分别为F1、F2，振子在平衡位置时F合＝F1＋F2＝0，当振子离开平衡位置时，因两弹簧发生形变而使振子受到指向平衡位置的力。设离开平衡位置的正位移为x，则振子所受的合力为F＝－（k1x＋k2x）＝－(k1＋k2)x＝－kx，所以，弹簧振子的运动为简谐运动。10．（1)10cm（2）2。5Hz（3）10cm【解析】①、②由简谐运动的表达式可知，振幅A=10cm，ω=2πT=2πf=5π，③该简谐运动的周期T=0.4s，所以在t=0。1s=14T，故t＝0。1s，物体刚好到达正的最大位移处，位移为11．(1）变大，变大，变小，变小，变大；（2）34cm，2cm【解析】（1）有位移时间关系图像可知，t＝1.5×10－2s到t′＝2×10－2s的时间内,质点从平衡位置向负向最大位移处运动，故质点的位移逐渐变大，回复力逐渐变大，速度逐渐变小，动能逐渐变小，势能逐渐逐渐增大（2）该简谐运动的周期为T=2.0×10-2s，振幅为A=2cm，故T=8.5×1012．(1