1、单元测试卷(一)时间：90分钟分值：100分第卷(选择题共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分其中19题为单选题，1012题为多选题)1单摆通过平衡位置时，小球受到的回复力()A指向地面 B指向悬点C数值为零 D垂直于摆线【解析】做简谐运动的质点，只有在离开平衡位置时才受到回复力，“平衡位置”的意义就是回复力为零的位置，此处的合力却不一定为零【答案】C2.装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是()【解析】试管在竖直方向上做简谐运动
2、，平衡位置是在重力与浮力相等的位置，开始时，向上提起的距离，就是其偏离平衡位置的位移，为正向最大位移，因此应选D.【答案】D3关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义，有以下几种说法，其中正确的是()A回复力第一次恢复为原来的大小和方向所经历的过程 B速度第一次恢复为原来的大小和方向所经历的过程 C动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程 D速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程【解析】当物体先后两次经过同一位置时，回复力第一次恢复为原来的方向和大小，且经历的过程不是一次全振动，A错，由振动的对称性可知，关于平衡位置对称的两点，速度大小和方向有可能相同，B错，此时的两点，
3、动能和势能相同，C错【答案】D4一个做简谐运动的质点，其振幅是4 cm，频率是2.5 Hz，该质点从平衡位置起经过2.5 s后的位移和路程的大小是()A4 cm,24 cm B4 cm,100 cm C0,24 cm D0,100 cm【解析】由T可知T0.4 s，经过2.5 s时间经过的路程为64A25A100 cm，位移大小为4 cm，B对【答案】B5一根弹簧原长为l0，挂一质量为m的物体时伸长x.当把这根弹簧与该物体套在一光滑水平的杆上组成弹簧振子，且其振幅为A时，物体振动的最大加速度为()A. B.C. D.【解析】振子的最大加速度a，而mgkx，解得a，B项正确【答案】B6如图所示，
4、图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置当盛砂漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间的变化关系已知木板被水平拉动的速度为0.20 m/s，图乙所示的一段木板的长度为0.60 m，则这次实验砂摆的摆长为(取g2)()A0.56 m B0.65 mC1.0 m D2.3 m【解析】由题中条件可得单摆的周期为T s1.5 s，由周期公式T2可得l0.56 m.【答案】A7一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能增大，应选用的驱动力是()【解析】单摆的周期为T2 s，驱动力的频率应尽可能接近系统
5、的固有频率，C对【答案】C8在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为()AT2r BT2r CT DT2l 【解析】单摆摆动时的周期为T2 ，摆球在地球表面受到的万有引力等于重力，即Gmg，得g，因此T2r ，B项正确，A、C、D项错误【答案】B9如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个
6、物块物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是图中的()【解析】根据题意，由能量守恒可知kx2mg(hx)，其中k为弹簧劲度系数，h为物块下落处距O点的高度，x为弹簧压缩量当xx0时，物块速度为0，则kx0mgma，agggg，故正确答案为D.【答案】D10如图所示，乙图图象记录了甲图单摆摆球的动能、势能和机械能随摆球位置变化的关系，下列关于图象的说法正确的是()Aa图线表示势能随位置的变化关系Bb图线表示动能随位置的变化关系Cc图线表示机械能随位置的变化关系D图象表明摆球在势能和动能
7、的相互转化过程中机械能不变【解析】在A点时势能最大，动能为零，故图线a表示动能随位置的变化关系，图线b表示势能随位置的变化关系，AB错，由于单摆摆球在运动过程中机械能守恒，故图线c表示机械能随位置的变化关系，CD对【答案】CD11如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象已知甲、乙两个振子质量相等则()A甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cm B甲、乙两个振子的相位差总为 C前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值 D第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大【解析】两振子的振幅A甲2 cm，A乙1 cm，A对；两振子的频率不相等，相位差为一变量，B错；前2 s内，甲的加速度为负值
8、，乙的加速度为正值，C错；第2 s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处加速度最大，D对【答案】AD12如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力频率f的关系，下列说法正确的是()A摆长约为10 cmB此单摆的固有周期是2 sC若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动D若减少摆长，共振曲线的“峰”将向右移动【解析】由图象可知：固有频率f0.5 Hz，所以周期T2 s由单摆的周期公式可得：LT2g/421.0 m若减小摆长，固有频率增大，“峰”将右移，故选项B、D正确【答案】BD第卷(非选择题共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13(6分)某
9、实验小组拟用图甲所示装置研究滑块的运动实验器材有滑块、钩码、纸带、米尺、带滑轮的木板，以及由漏斗和细线组成的单摆等实验中，滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂直于纸带运动方向摆动，漏斗漏出的有色液体在纸带上留下的痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置(1)在图乙中，从_纸带可看出滑块的加速度和速度方向一致(2)用该方法测量滑块加速度的误差主要来源有：_、_.(写出2个即可)【解析】(1)纸带做匀加速直线运动，故单摆摆动一个周期内纸带运动的距离越来越大，所以B纸带符合题意(2)引起误差的因素有：摆长测量、漏斗重心变化，液体的痕迹较粗、各处阻力变化等【答案】(1)B(2)摆长测量漏斗重心变
10、化液体痕迹偏粗阻力变化(写出2个即可)14(9分)(1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当(选填“是”或“否”)把单摆从平衡位置拉开约5释放：_.在摆球经过最低点时启动秒表计时：_.用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期：_.(2)该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据如表所示用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图所示该球的直径为_mm.根据表中数据可以初步判断单摆周期随_的增大而增大.数据组编号摆长/mm摆球质量/g周期/s1999.332.22.02999.316.2.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.1
11、16.51.4【解析】(1)单摆在最大摆角不超过10时可看作是简谐运动摆球经过最低点时速度最大，滞留的时间最短，计时误差最小为减小测量周期时的误差，应测单摆完成3050次全振动所用的时间来求出周期(2)螺旋测微器上的固定刻度读数为20.5 mm，可动部分的读数约为18.50.01 mm.则测量结果为20.5 mm18.50.01 mm20.685 mm.分析表中数据可以看出，摆长不变时周期不变，摆长变化时周期才发生变化【答案】(1)是是否(2)20.685(20.68320.687均可)摆长三、计算题(本题有3小题，共37分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得
12、分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(12分)如图所示，光滑的水平面上放有一弹簧振子，轻弹簧右端固定在滑块上，已知滑块质量m0.5 kg，弹簧劲度系数k240 N/m，将滑块从平衡位置O向左平移，将弹簧压缩5 cm，静止释放后滑块在A、B间滑动，则：(1)滑块加速度最大是在A、B、O三点中哪点？此时滑块加速度多大？(2)滑块速度最大是在A、B、O三点中哪点？此时滑块速度多大？(假设整个系统具有的最大弹性势能为0.3 J)【解析】(1)由于简谐运动的加速度ax，故加速度最大的位置在最大位移处的A或B两点，加速度大小ax0.05 m/s224 m/s2.(2)在平衡位置O滑块的速度
13、最大根据机械能守恒，有Epmmv故vm m/s1.1 m/s.【答案】(1)A点或B点，24 m/s2(2)O点，1.1 m/s16(12分)如图所示，OA为一单摆，B是穿在一根较长细线上的小球，让OA偏离竖直方向一很小的角度，在放手让A球向下摆动的同时，另一小球B从与O点等高处由静止开始下落，A球第一次摆到最低点时两球恰好相遇，求B球下落时受到的细线的阻力与B球重力大小之比(g取10 m/s2，210)【解析】由题意知，A、B相遇需要经时间tT2 ，B做匀加速直线运动lat2，解得a8 m/s2，对B球运用牛顿第二定律Gfma得f2m，故.【答案】17(13分)如图所示是某质点做简谐运动的振
14、动的图象，根据图象中的信息，回答下列问题：(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大？(2)在1.5 s和2.5 s两个时刻，质点向哪个方向运动？(3)质点在第2秒末的位移是多少？在前4秒内的路程是多少？【解析】由图象上的信息，结合质点的振动过程可断定：(1)质点离开平衡位置的最大距离就是1 s末的位移最大值10 cm；(2)在1.5 s以后质点位移减小，因此是向平衡位置运动，在2.5 s以后位移增大，因此是背离平衡位置运动；(3)质点在2秒时在平衡位置，因此位移为0，质点在前4秒内完成一个周期性运动，其路程为10 cm440 cm0.4 m.【答案】(1)10 cm(2)1.5 s时向平衡位置运动2.5 s时背离平衡位置运动(3)00.4 m