高中物理《選擇性必修第一冊》課后習(xí)題 第二章測評

第二章測評(時(shí)間:75分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.(2021北京十四中高二月考)做簡諧運(yùn)動的物體,回復(fù)力和位移的關(guān)系圖是()2.(2021北京交通大學(xué)附屬中學(xué)模擬)有一個在光滑水平面內(nèi)的彈簧振子,第一次用力把彈簧壓縮x后釋放讓它振動,第二次把彈簧壓縮2x后釋放讓它振動,則先后兩次振動的周期之比和振幅之比分別為()A.1∶11∶1 B.1∶11∶2C.1∶41∶4 D.1∶21∶23.(2021北京西城模擬)如圖所示,彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動,以平衡位置O為原點(diǎn),建立Ox軸,向右為x軸正方向。若從物塊位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),則其振動圖像為()4.質(zhì)點(diǎn)沿x軸做簡諧運(yùn)動,平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過a點(diǎn)和b點(diǎn)時(shí)速度相同,所用時(shí)間tab=0.2s;質(zhì)點(diǎn)由b點(diǎn)再次回到a點(diǎn)用的最短時(shí)間tba=0.4s。則該質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的頻率為()A.1Hz B.1.25Hz C.2Hz D.2.5Hz5.(2021浙江高二月考)蜘蛛會根據(jù)絲網(wǎng)的振動情況感知是否有昆蟲“落網(wǎng)”,若絲網(wǎng)的固有頻率為200Hz,下列說法正確的是()A.“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率越大,絲網(wǎng)的振幅越大B.當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率低于200Hz時(shí),絲網(wǎng)不振動C.當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0.005s時(shí),絲網(wǎng)的振幅最大D.昆蟲“落網(wǎng)”時(shí),絲網(wǎng)振動的頻率由絲網(wǎng)自身的結(jié)構(gòu)所決定,與昆蟲翅膀振動頻率無關(guān)6.(2021北京中央民族大學(xué)附屬中學(xué)高二期末)如圖所示為日常生活中的一種擺鐘的結(jié)構(gòu)示意圖,圓盤固定在擺桿上,螺母可以沿?cái)[桿上下移動。在甲地走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到乙地未做其他調(diào)整時(shí)擺動加快了,下列說法正確的是()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7.如圖所示為同一實(shí)驗(yàn)中甲、乙兩個單擺的振動圖像,由圖像可知()A.甲單擺的擺球質(zhì)量是乙的2倍B.甲單擺的擺長是乙的2倍C.甲乙兩單擺相位差為πD.在相同的時(shí)間內(nèi),兩擺球通過的路程總有s甲=2s乙二、多項(xiàng)選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分,在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。8.如圖所示,質(zhì)量為m的小球放在勁度系數(shù)為k的輕彈簧上,小球上下振動而又始終未脫離彈簧。則()A.小球的最大振幅為mgB.在最大振幅下彈簧對小球的最大彈力是mgC.小球在振動過程中機(jī)械能守恒D.彈簧的最大彈性勢能為29.如圖所示,下列說法正確的是()A.振動圖像上的A、B兩點(diǎn)振動物體的速度相同B.在t=0.1s和t=0.3s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的加速度大小相等、方向相反C.振動圖像上A、B兩點(diǎn)的速度大小相等、方向相反D.質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s和t=0.3s時(shí)的動能相等10.(2021江蘇南通如皋中學(xué)高二上段考)甲、乙兩位同學(xué)分別使用圖甲所示的同一套裝置,觀察單擺做簡諧運(yùn)動時(shí)的振動圖像。已知兩人實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的單擺的擺長相同,落在同一木板上的細(xì)沙分別形成的曲線如圖乙中N1、N2所示。下列關(guān)于兩圖線相關(guān)的分析,正確的是()A.N1表示沙擺擺動的幅度較大,N2表示沙擺擺動的幅度較小B.N1對應(yīng)的沙擺與N2對應(yīng)的沙擺擺動的周期相同C.N1對應(yīng)的木板運(yùn)動速度比N2對應(yīng)的木板運(yùn)動速度大D.擺到最低點(diǎn)時(shí),N1對應(yīng)的沙擺擺線的拉力比N2對應(yīng)的沙擺擺線的拉力大三、非選擇題:本題共5小題,共54分。11.(8分)某同學(xué)設(shè)計(jì)了用沙擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示,此裝置可看成擺長為L的單擺,實(shí)驗(yàn)時(shí),擺角小于5°,沿與擺動方向垂直的方向以速度v勻速拉動木板,在木板上留下如圖所示的圖像。(1)為了完成實(shí)驗(yàn),除擺長L外,還需要測出的物理量有下列選項(xiàng)中的。

A.沙擺做簡諧運(yùn)動的振幅AB.沙擺的質(zhì)量mC.OB的長度l(2)除上述給出的物理量以外,還需要測量(寫出物理量及對應(yīng)符號)。

(3)根據(jù)以上物理量,寫出重力加速度的表達(dá)式g=。

12.(8分)(2021山東濰坊模擬)已知彈簧振子做簡諧運(yùn)動的周期公式為T=2πmk(m為振子的質(zhì)量,k為彈簧的勁度系數(shù))。一探究小組用若干50g的鉤碼和一塊停表來驗(yàn)證T與m①將彈簧上端固定在鐵架臺上,在彈簧下端掛上一個鉤碼,靜止后記錄彈簧下端指針在鐵架臺豎直桿的指示位置,即平衡位置;②將鉤碼向下拉離平衡位置后放手,鉤碼上下往復(fù)運(yùn)動,用停表記錄振子(鉤碼)做30次全振動所用的時(shí)間;③在彈簧下端依次掛上2、3、4、5個鉤碼,重復(fù)以上步驟;④建立T2-m坐標(biāo)系,將所記錄數(shù)據(jù)處理后描點(diǎn)畫出圖像。請回答以下問題:甲乙(1)當(dāng)振子質(zhì)量為150g時(shí),完成全振動30次所用時(shí)間如圖甲所示,則讀數(shù)為s;

(2)將所記錄數(shù)據(jù)處理后在T2-m圖像中描點(diǎn)如圖乙所示,請將(1)中所測數(shù)據(jù)處理后也在坐標(biāo)系中描點(diǎn),并作出圖像。(3)由圖像可得,彈簧的勁度系數(shù)k=N/m(保留兩位有效數(shù)字)。

13.(12分)(2021山東滕州第一中學(xué)高二月考)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊A和質(zhì)量為M的木塊B用細(xì)線捆在一起,木塊B與豎直懸掛的輕彈簧相連,它們一起在豎直方向上做簡諧運(yùn)動。在振動中兩物體的接觸面總處在豎直平面上,設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,當(dāng)它們經(jīng)過平衡位置時(shí),A、B之間的靜摩擦力大小為Ff1。當(dāng)它們向下離開平衡位置的位移為x時(shí),A、B間的靜摩擦力為Ff2。細(xì)線對木塊的摩擦不計(jì)。求:(1)Ff1的大小;(2)Ff2的大小。14.(12分)一位游客在湖邊欲乘坐游船,當(dāng)日風(fēng)浪較大,游船上下浮動?？砂延未雍喕韶Q直方向的簡諧運(yùn)動,振幅為20cm,周期為3.0s。當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時(shí),甲板剛好與碼頭地面平齊。碼頭地面與甲板的高度差不超過10cm時(shí),游客能舒服地登船。求:在游船浮動一個周期內(nèi),游客能舒服登船的時(shí)間。15.(14分)(2021上海楊浦高三上模擬)兩個擺長不同的單擺1、2同軸水平懸掛,兩單擺擺動平面相互平行,振動圖像如圖甲所示。t=0時(shí)把單擺1的擺球向左、單擺2的擺球向右拉至擺角相同處,如圖乙所示。求:(1)兩單擺擺長之比l1∶l2;(2)同時(shí)釋放兩擺球,兩擺球同時(shí)擺到最右端所經(jīng)歷的時(shí)間。參考答案第二章測評1.D回復(fù)力和位移的關(guān)系式F=-kx,圖像為一次函數(shù),且F與x方向相反,故選D。2.B彈簧的壓縮量即為振子振動過程中偏離平衡位置的最大距離,即振幅,故振幅之比為1∶2,而對同一振動系統(tǒng),其周期與振幅無關(guān),則周期之比為1∶1,B正確。3.A在N點(diǎn)時(shí),其位移為正向最大,故選項(xiàng)A正確。4.B由題意知a、b兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱,由tab=0.2s、tba=0.4s知,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過b點(diǎn)后還要繼續(xù)向最大位移處運(yùn)動,直到最大位移處,然后再回來經(jīng)b點(diǎn)到a點(diǎn),則質(zhì)點(diǎn)由b點(diǎn)到最大位移處再回到b點(diǎn)所用時(shí)間為0.2s,則T4=12tab+12(tba-tab),解得周期T=0.8s,頻率f=1T=5.C根據(jù)共振的條件可知,系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時(shí),系統(tǒng)達(dá)到共振,振幅達(dá)最大,故A、B錯誤;當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0.005s時(shí),其頻率f=1T=10.005Hz=200Hz,與絲網(wǎng)的固有頻率相等,所以絲網(wǎng)的振幅最大,故C正確;受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,所以昆蟲“落網(wǎng)”時(shí),絲網(wǎng)振動的頻率由“落網(wǎng)6.C由甲地到乙地?cái)[動加快則說明周期變小,因T=2πl(wèi)g,故重力加速度變大,要使周期不變小,則應(yīng)增加擺長,即將螺母適當(dāng)向下移動,A、B、D錯誤,C7.C由題圖知T甲=T乙,則擺長相等,但A甲=2A乙,B項(xiàng)錯誤;x甲=2sinωt+π2cm,x乙=sinωtcm,故C項(xiàng)正確;而單擺周期與擺球質(zhì)量無關(guān),A項(xiàng)錯誤;由題圖可知,在任何相等的時(shí)間內(nèi),兩擺球通過的路程不一定具有s甲=2s乙的關(guān)系,8.AD最大振幅滿足kA=mg,即A=mgk,選項(xiàng)A正確;在A=mgk的條件下小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)所受回復(fù)力大小相同,在最低點(diǎn)有Fm-mg=mg,得Fm=2mg,選項(xiàng)B錯誤;小球和彈簧組成的系統(tǒng)中只有重力和彈簧彈力做功,其機(jī)械能守恒,但小球的機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)C錯誤;當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)彈簧的形變量最大,則彈性勢能最大,根據(jù)機(jī)械能守恒得最大彈性勢能為2mgA=2m29.BCA、B兩點(diǎn)位移相同,速度大小相等,但方向相反,故選項(xiàng)A錯誤,選項(xiàng)C正確;t=0.1s和t=0.3s質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移最大,方向相反,由F=-kx,a=-kxm可知選項(xiàng)B正確;t=0.2s時(shí),物體通過平衡位置,速度最大,動能最大,而t=0.3s時(shí),速度為零,動能最小,故選項(xiàng)D10.BC由圖乙知兩沙擺振幅相同,選項(xiàng)A錯誤;由T=2πl(wèi)g知兩沙擺周期相同,選項(xiàng)B正確;由圖乙知N1和N2對應(yīng)木板運(yùn)動速度之比為v1∶v2=xT∶x2T=2∶1,選項(xiàng)C正確;在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得F拉=mg+mv2l,因?yàn)镹1、N2擺動幅度相同,所以在最低點(diǎn)時(shí)的速度相等11.答案(1)C(2)拉動木板的速度v(3)4解析(1)由單擺周期公式T=2πLg可知,為了測得重力加速度,還應(yīng)測量單擺周期,由題圖可知,T=lv,即需測量OB的長度l,故選(2)由(1)的分析可知,還需要測量拉動木板的速度v。(3)由單擺周期公式T=2πLg可知g=412.答案(1)10.3(2)如圖所示(3)49解析(1)讀數(shù)為10.3s。(2)根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖,如答案圖所示。(3)由公式T=2πmk可得T2=4π2km,圖線斜率k'=4π2k,由答案圖可得k'=0.8s213.答案(1)mg(2)mg+mkx解析(1)當(dāng)通過平衡位置時(shí),兩個物塊的加速度都是0,其中A受到重力和靜摩擦力的作用,所以A受到的靜摩擦力大小為Ff1=mg。(2)物體A和物體B一起在豎直方向上做簡諧運(yùn)動,回復(fù)力F=-kx;整體的加速度大小為a=kxM對物體A受力分析,受重力和B對A向上的摩擦力,加速度向上,根據(jù)牛頓第二定律,有Ff2-mg=ma,解得Ff2=mg+ma=mg+mkxM14.答案1.0s解析當(dāng)游船在平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),則振動方程為y=Asin2πT振幅A=20cm,周期T=3.0s,即y=20sin2πTt(cm),由于高度差不超過10cm,游客能舒服地登船,即y=10cm,代入數(shù)據(jù)可知,t1=T12,t2在一個周期內(nèi)舒服