2020-2021学年高中物理教科版第一章机械振动 单元测试题 Word版含解析.doc

单元素养评价（一)
(第一章)
(90分钟　100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)
1.(2020·遂宁高二检测)一个质点做简谐运动,它的振动图像如图所示,则 (　　)
A.图中的曲线部分是质点的运动轨迹
B.有向线段OA是质点在t1时间内的位移
C.有向线段OA在x轴的投影是质点在t1时刻的位移
D.有向线段OA的斜率是质点在t1时刻的速率
【解析】选C。图中的曲线部分是质点的位移与时间的对应关系,不是质点的运动轨迹,故A错;质点在t1时间内的位移,应是曲线在t1时刻的纵坐标,故B错,C对;质点在t1时刻的速率应是曲线在t1时刻所对应的曲线的斜率,故D错。
2.做简谐运动的弹簧振子质量为0.2 kg,当它运动到平衡位置左侧20 cm时,受到的回复力是4 N;当它运动到平衡位置右侧40 cm处时,它的加速度为 (　　)
A.20 m/s2,向右　　　　B.20 m/s2,向左
C.40 m/s2,向右 D.40 m/s2,向左
【解析】选D。加速度方向指向平衡位置,因此方向向左。由力和位移的大小关系可知,当x=40 cm时,F=8 N,a==40 m/s2。
3.(2020·广元高二检测)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=10sin(t)(cm),则下列关于质点运动的说法中正确的是 (　　)
A.质点做简谐运动的振幅为5 cm
B.质点做简谐运动的周期为4 s
C.在t=4 s时质点的速度最大
D.在t=4 s时质点的位移最大
【解析】选C。根据简谐运动的表达式x=Asin(ωt+φ),知振幅为10 cm,周期T==8 s,故A、B错误;在t=4 s时可得位移x=0,物体在平衡位置,速度最大,故C正确,D错误。
4.如图为一水平弹簧振子的振动图像,由此可知 (　　)
A.在t1时刻,振子的动能最大,所受的弹力最大
B.在t2时刻,振子的动能最大,所受的弹力最小
C.在t3时刻,振子的动能最大,所受的弹力最小
D.在t4时刻,振子的动能最大,所受的弹力最大
【解析】选B。题图描述的是振子在不同时刻的位置,t2和t4是在平衡位置处,t1和t3是在最大位移处,头脑中应出现弹簧振子运动的实物图形。根据弹簧振子运动的特征
,弹簧振子在平衡位置时的速度最大,加速度为零,即弹力为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大,即弹力最大,所以B项正确。
【总结提升】简谐运动图像的解题技巧
(1)振幅A:图像的峰值。
(2)周期T(频率f):完成一次全振动经历的时间为周期,图像上相邻两个位移为正的最大值或负的最大值之间的时间间隔等于一个周期。周期与频率的关系:f=。
(3)任一时刻振动物体的位移:对应图像上点的纵坐标。
(4)任一时刻振动物体的加速度:大小与位移成正比,方向与位移方向相反,即总是指向平衡位置(即平行于x轴且指向t轴)。当振动物体运动到平衡位置时,加速度为零;当位移最大时,加速度最大。
(5)任一时刻振动物体的速度:图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,斜率的绝对值表示振动速度的大小。
(6)未来任一时刻的振动状态:将图像直接延长即可,若未来时间多于一个周期,则利用周期性只需延长去除整数周期后的剩余时间即可。
5.(多选)一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子,图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时,曲杆给弹簧振子以驱动力,使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期,改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动,给砝码一向下的初速度,砝码便做简谐运动,振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动,受迫振动达到稳定时,砝码的振动图像如图丙所示。若用
T0表示弹簧振子的固有周期,T表示驱动力的周期,Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅,则 (　　)
A.由图线可知T0=4 s
B.由图线可知T0=8 s
C.当T在4 s附近时,Y显著增大,当T比4 s小得多或大得多时,Y很小
D.当T在8 s附近时,Y显著增大,当T比8 s小得多或大得多时,Y很小
【解析】选A、C。由题中图乙可知,弹簧振子的固有周期T0=4 s,故A选项正确,B选项错误。根据受迫振动的特点:当驱动力的周期与系统的固有周期相同时发生共振,振幅最大;当驱动力的周期与系统的固有周期相差越多时,受迫振动物体振动稳定后的振幅越小,故C选项正确,D选项错误。
6.如图所示是用频闪照相的方法获得的弹簧振子的位移—时间图像,下列有关该图像的说法不正确的是 (　　)
A.该图像的坐标原点是建立在弹簧振子小球的平衡位置
B.从图像可以看出小