(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
保密★启用前
人教版物理选择性必修一 第二章《机械振动》单元检测A卷（解析版）
班级：___________ 姓名：_________
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单题
1．在图中，弹簧振子从平衡位置向最右位置的运动过程中（ ）
A．加速度不断增大的减速运动 B．加速度不断减小的加速运动
C．加速度不变的加速运动 D．加速度不断减小的减速运动
答案:A
详解:弹簧振子从平衡位置向最右位置的运动过程中合外力逐渐增大，加速度不断增大速度不断减小，即做加速度不断增大的减速运动，A正确，BCD错误；
2．一个单摆做简谐运动，周期为T，振幅为A，振动机械能为E（以摆球通过最低点位置为重力势能参考平面）．若保持摆长不变，将摆球质量变为原来的4倍，而通过平衡位置的速度变为原来的一半，那么关于该单摆做简谐运动的周期、振幅、振动机械能，下列判断正确的是 （ ）
A．周期小于T，振幅仍为A，振动机械能仍为E
B．周期小于T，振幅小于A，振动机械能小于E
C．周期仍为T，振幅仍为A，振动机械能小于E
D．周期仍为T，振幅小于A，振动机械能仍为E
答案:D
详解:由单摆的周期公式可知，单摆摆长不变，则周期不变，即周期仍为T；由可知，当摆球质量变为原来的4倍，通过平衡位置的速度变为原来的一半时经过最低点的动能不变，则振动机械能仍为E，在振动过程中机械能守恒，则有：，解得：，由此可知速度变小，高度减小，所以偏离平衡位置的最大距离变小，即振幅减小，所以振幅小于A，D正确．
3．任何物体都有自己的固有频率。研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下，下列说法正确的是（ ）
A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率
B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率
C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率
D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率
答案:B
详解:AB.物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，可知操作者的实际频率等于机械的振动频率，故A错误，B正确；
C.当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象，所以为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量远离人的固有频率，故C错误；
D.有关部门作出规定：拖拉机、风镐、风铲、铆钉机等各类振动机械的工作频率必须大于20 Hz，操作者的固有频率无法提高，故D错误。
4．关于质点做简谐运动的说法正确的是（ ）
A．在某一时刻，它的速度与加速度的方向相同，与位移的方向相反
B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同
C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大
D．在某一段时间内，它的动能减小，加速度的大小也减小
答案:A
详解:AB．回复力与位移方向总是相反，速度与加速度可能同向也可能反向，所以在某一时刻，质点的速度与回复力的方向相同，与位移的方向相反，A正确，B错误；
C．做简谐运动的弹簧振子，衡位置时，回复力的大小减小，而速度增大，动能增大；远离平衡位置时，回复力的大小增大，速度减小，动能减小，C错误；
D．某一段时间内，它的动能减小，正在远离平衡位置，所以位移的大小在增大，回复力的大小在增大，加速度的大小在增大，D错误。
5．某同学设计了一个用拉力传感器研究单摆在竖直平面内的振动实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录小钢球摆动过程中拉力传感器示数大小F随时间t变化曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．充当单摆回复力的是轻绳的拉力
B．充当单摆回复力的是小钢球的重力
C．单摆的振动周期为
D．小钢球摆动到最低点时，轻绳的拉力大小为
答案:C
详解:AB．充当单摆回复力的是小刚球重力沿轨迹斜线的分力，AB错误；
CD．钢球运动至最低点时，轻绳拉力最大值为，一次全振动由两次经过最低点，则周期为，C正确，D错误。
6．简谐振动属于以下哪种运动（ ）
A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动
C．非匀变速运动 D．以上运动都可能
答案:C
详解:A．简谐运动的速度是变化的，不可能是匀速直线运动，故A错误；
BCD．简谐运动物体的速度随时间也周期性变化，回复力和加速度随时间作周期性变化，是非匀变速运动，故C正确，BD错误。
7．如图是质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像，下列说法错误的是（ ）
A．甲、乙两物体的振幅分别是2m和1m
B．甲的振动频率比乙的大
C．前2s内，两物体的加速度均为负值
D．第2s末，甲的速度最大，乙的加速度最大
答案:A
详解:A．由题图知，甲、乙两物体的振幅分别为2cm和1cm，A错误，符合题意；
B．8s内甲完成2次全振动，乙完成1次全振动，甲的振动频率比乙的大，B正确，不符题意；
C．前2s内，甲、乙的位移均为正，所以加速度均为负值，C正确，不符题意；
D．第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，D正确，不符题意。
评卷人得分
二、多选题
8．下列关于弹簧振子的说法中，正确的是（ ）
A．任意的弹簧和任意的小球都可以构成弹簧振子
B．弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度
C．弹簧振子中小球的体积不能忽略
D．弹簧振子的小球一旦振动起来就不能停下
答案:BD
详解:理想弹簧振子中弹簧的质量可以忽略，小球体积忽略不计，可视为质点，不计摩擦阻力，小球一旦振动起来将不会停下来，而小球振动时，弹簧不能超出弹性限度。
9．某物体质量一定，其动量的变化率保持不变，则（ ）
A．物体可能做匀变速直线运动 B．物体可能做匀变速曲线运动
C．物体可能做匀速圆周运动 D．物体中能作简谐运动
答案:AB
详解:动量的变化率
即为合外力，所以动量的变化率保持不变，即为合外力恒定，物体做匀变速运动，所以物体可能做匀变速直线运动，物体也可能做匀变速曲线运动，故AB正确，CD错误。
10．关于在光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子，下列说法正确的是（ ）
A．振子通过同一位置时，速度一定相同
B．振子通过同一位置时，加速度一定相同
C．振子在水平方向受到弹力和回复力作用
D．振子在运动过程中，回复力的方向始终指向平衡位置
答案:BD
详解:A．振子通过同一位置时，速度大小相同，方向不一定相同，故A错误；
B．振子通过同一位置时，位移相同，回复力相同，加速度一定相同，故B正确；
C．弹簧振子做简谐运动，合力总是指向平衡位置，又称回复力，回复力是按照力的作用效果命名的，故C错误；
D．振子在运动过程中，回复力的方向始终指向平衡位置，故D正确。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
11．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：
（1）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 中所示的固定方式。
（2）需要测量悬线长度，现用最小分度为1mm的米尺测量，图中箭头所指位置是拉直的悬线两端在米尺上相对应的位置，测得悬线长度为 mm；用游标卡尺测量小球的直径，则小球的直径d= mm。
（3）在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g= 。
答案: 乙 987.0 14.25
详解:（1）[1]为了保证摆动过程中，摆长保持不变，应采用图乙中所示的固定方式。
（2）[2]用最小分度为1mm的米尺测量，由图可知悬线长度为
[3]20分度游标卡尺的精确值为，由图可知小球的直径为
（3）[4]根据单摆周期公式
可得重力加速度为
12．某实验小组用如图甲所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）为了减小测量误差，下列说法正确的是 （选填字母代号）。
A．将钢球换成塑料球
B．当摆球经过平衡位置时开始计时
C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放
D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g
（2）该同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出L一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图乙所示。则当地重力加速度的表达式g= 。处理完数据后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样 （选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。
答案: B 不影响
详解:（1）[1]A．实验中为了减小阻力的影响，应选择密度大的材质小球。故A错误；
B．为了减小测量误差，应从摆球经过平衡位置时开始计时。故B正确；
C．小球做单摆运动应满足摆角小于5。故C错误；
D．应记录多次全振动的时间求出平均值作为周期，再根据公式计算重力加速度g。故D错误。
（2）[2]根据单摆的周期公式，可得
整理可得
即L-T2图线斜率
由图乙可知，斜率
联立可得
[3]在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，L-T2图线斜率不变，这样不影响重力加速度的计算。
评卷人得分
四、解答题
13．弹簧振子从平衡位置拉长1厘米放手后开始振动，振动频率为2Hz，求：
(1)弹簧振子的振幅；
(2)1秒内振子走过的路程。
答案:(1)1cm；(2)8cm
详解:(1)振幅为偏离平衡位置的最大距离，即A=1cm。
(2)由题意知，周期T=0.5s，每个周期的路程为4A，1s为2个周期，振子走过的路程为8cm。
14．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动.在t＝0时刻，振子从O、B间的P 点以速度v向B点运动；在t=0.20s时，振子速度第一次变为-v；在t=0.50s时，振子速度第二次变为-v.
(1)求弹簧振子振动的周期T；
(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程.
答案:(1) 1.00 s；(2) 200 cm
详解:(1)由对称性
tPB＝tBP＝0.10s
同理
tPO＝tOP′=×0.30s=0.15s
故
tBO=tBP+tPO=
所以
T＝4×(0.10+0.15) s＝1.00s
即周期为1.00 s。
(2) =2A=25cm，振幅A＝12.5 cm，因振子1个周期通过4A的路程，故在
4.0s＝4T
内通过
s＝4×4A＝200cm
15．如图，将小球P拴于L = 1.0m的轻绳上，mP= 0.15kg向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块Q，mQ= 0.1kg。小球P于最低点A与物块Q碰撞，P与Q碰撞前瞬间向心加速度为1.44m/s2，假设小球P与物块Q的碰撞是弹性的。
（1）求碰撞后瞬间物块Q的速度vQ；
（2）若物块Q与水平地面动摩擦因数μ = 0.24，求P与Q碰撞后再次回到A点的时间内，物块Q运动的距离。（重力加速度g取10m/s2）
答案:（1）1.44m/s，方向水平向右；（2）0.432m
详解:（1）由题意可知当P运动到A点时有
代入数据可得P碰撞前的速度为
v = 1.2m/s
由于小球P与物块Q的碰撞是弹性的，则P与Q碰撞瞬间，P与Q组成的系统内力远大于外力，动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律得
代入数据解得
vQ= 1.44m/s
vP= 0.24m/s
方向均水平向右。
（2）P与Q碰撞后，P继续向前做圆周运动，有
代入数据解得
cosα = 0.99712
α ≈ 4.3°
则说明此后P做简谐运动，则P与Q碰撞后再次回到A点的时间为
代入数据有
t ≈ 1s
对于Q有
a = μg = 2.4m/s2
Q从开始运动到停下的时间有
0 = vQ－at0
解得
t0= 0.6s
则P与Q碰撞后再次回到A点的时间内，物块Q有
－vQ2= －2ax
解得
x = 0.432m
16．如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取10m/s ，。求∶
（1）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。
（2）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。
答案:（1）；（2）1s
详解:（1）以水平向右为正方向，子弹和小球组成的系统动量守恒
解得
碰撞后，小球向右摆动到最高点，由机械能守恒定律
解得最高点相对于A点的高度
（2）由于最高点的高度和绳长相比，所以小球被碰撞后的运动属于单摆运动，由单摆周期公式
解得
所以从碰撞后，小球经过多长时间第一次回到A点的时间
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
版权所有@21世纪教育(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
保密★启用前
人教版物理选择性必修一 第二章《机械振动》单元检测A卷（学生版）
班级：___________ 姓名：_________
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单题
1．在图中，弹簧振子从平衡位置向最右位置的运动过程中（ ）
A．加速度不断增大的减速运动 B．加速度不断减小的加速运动
C．加速度不变的加速运动 D．加速度不断减小的减速运动
2．一个单摆做简谐运动，周期为T，振幅为A，振动机械能为E（以摆球通过最低点位置为重力势能参考平面）．若保持摆长不变，将摆球质量变为原来的4倍，而通过平衡位置的速度变为原来的一半，那么关于该单摆做简谐运动的周期、振幅、振动机械能，下列判断正确的是 （ ）
A．周期小于T，振幅仍为A，振动机械能仍为E
B．周期小于T，振幅小于A，振动机械能小于E
C．周期仍为T，振幅仍为A，振动机械能小于E
D．周期仍为T，振幅小于A，振动机械能仍为E
3．任何物体都有自己的固有频率。研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz。当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动。在这种情况下，下列说法正确的是（ ）
A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率
B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率
C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率
D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率
4．关于质点做简谐运动的说法正确的是（ ）
A．在某一时刻，它的速度与加速度的方向相同，与位移的方向相反
B．在某一时刻，它的速度、位移和加速度的方向都相同
C．在某一段时间内，它的回复力的大小增大，动能也增大
D．在某一段时间内，它的动能减小，加速度的大小也减小
5．某同学设计了一个用拉力传感器研究单摆在竖直平面内的振动实验。一根轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接小钢球，如图甲所示。拉起小钢球至某一位置由静止释放，使小钢球在竖直平面内摆动，记录小钢球摆动过程中拉力传感器示数大小F随时间t变化曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．充当单摆回复力的是轻绳的拉力
B．充当单摆回复力的是小钢球的重力
C．单摆的振动周期为
D．小钢球摆动到最低点时，轻绳的拉力大小为
6．简谐振动属于以下哪种运动（ ）
A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动
C．非匀变速运动 D．以上运动都可能
7．如图是质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图像，下列说法错误的是（ ）
A．甲、乙两物体的振幅分别是2m和1m
B．甲的振动频率比乙的大
C．前2s内，两物体的加速度均为负值
D．第2s末，甲的速度最大，乙的加速度最大
评卷人得分
二、多选题
8．下列关于弹簧振子的说法中，正确的是（ ）
A．任意的弹簧和任意的小球都可以构成弹簧振子
B．弹簧振子中小球的振动范围不能超出弹簧的弹性限度
C．弹簧振子中小球的体积不能忽略
D．弹簧振子的小球一旦振动起来就不能停下
9．某物体质量一定，其动量的变化率保持不变，则（ ）
A．物体可能做匀变速直线运动 B．物体可能做匀变速曲线运动
C．物体可能做匀速圆周运动 D．物体中能作简谐运动
10．关于在光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子，下列说法正确的是（ ）
A．振子通过同一位置时，速度一定相同
B．振子通过同一位置时，加速度一定相同
C．振子在水平方向受到弹力和回复力作用
D．振子在运动过程中，回复力的方向始终指向平衡位置
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
11．在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中：
（1）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 中所示的固定方式。
（2）需要测量悬线长度，现用最小分度为1mm的米尺测量，图中箭头所指位置是拉直的悬线两端在米尺上相对应的位置，测得悬线长度为 mm；用游标卡尺测量小球的直径，则小球的直径d= mm。
（3）在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g= 。
12．某实验小组用如图甲所示实验装置做“用单摆测重力加速度”的实验。
（1）为了减小测量误差，下列说法正确的是 （选填字母代号）。
A．将钢球换成塑料球
B．当摆球经过平衡位置时开始计时
C．把摆球从平衡位置拉开一个很大的角度后释放
D．记录一次全振动的时间作为周期，根据公式计算重力加速度g
（2）该同学经测量得到6组摆长L和对应的周期T，画出L一T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图乙所示。则当地重力加速度的表达式g= 。处理完数据后，该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径，这样 （选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算。
评卷人得分
四、解答题
13．弹簧振子从平衡位置拉长1厘米放手后开始振动，振动频率为2Hz，求：
(1)弹簧振子的振幅；
(2)1秒内振子走过的路程。
14．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动.在t＝0时刻，振子从O、B间的P 点以速度v向B点运动；在t=0.20s时，振子速度第一次变为-v；在t=0.50s时，振子速度第二次变为-v.
(1)求弹簧振子振动的周期T；
(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程.
15．如图，将小球P拴于L = 1.0m的轻绳上，mP= 0.15kg向左拉开一段距离释放，水平地面上有一物块Q，mQ= 0.1kg。小球P于最低点A与物块Q碰撞，P与Q碰撞前瞬间向心加速度为1.44m/s2，假设小球P与物块Q的碰撞是弹性的。
（1）求碰撞后瞬间物块Q的速度vQ；
（2）若物块Q与水平地面动摩擦因数μ = 0.24，求P与Q碰撞后再次回到A点的时间内，物块Q运动的距离。（重力加速度g取10m/s2）
16．如图，轻绳上端固定在O点，下端将质量的小球悬挂在A点。质量的玩具子弹，以的速度射向小球，与小球碰撞后，又以的速度弹回。已知绳长为，g取10m/s ，。求∶
（1）碰撞后，小球向右摆动到最高点时相对于A点的高度。
（2）从碰撞后瞬间开始计时，小球经过多长时间第一次回到A点。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
版权所有@21世纪教育
