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2018-2019学年高二下学期第十一单元训练卷
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2×10－2 s
B．第2个10－2 s内物体的位移是－10cm
C．物体的振动频率为25 Hz
D．物体的振幅是10cm
E．物体位移随时间变化的关系式为x＝10sin 4t cm
2．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＝0.2 s时，弹簧振子可能运动到B位置
B．在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度大小相同
C．从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加
D．在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同
E．在t＝0.1 s与t＝0.5 s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＝0.5 s时，摆球处于平衡状态
B．t＝1.0 s时，摆球处于平衡状态
C．t＝2.0 s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＝1.0 s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20 cm，振子在2 s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周期振子到达正向最大位移处．
(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？
②在2～3 s这段时间内弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各怎样变化？
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＝10sin5πt cm，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＝0.1 s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＝1.5×10－2 s到t′＝2×10－2 s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＝8.5×10－2 s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100 s时的位移是多少？前100 s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；D正确；
（2）在第二个10－2 s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；
（3）由周期和频率的关系可知，物体振动的频率f=14×10-2Hz=25Hz，C正确；
（4）该简谐运动的表达式为x=10sin2πTt=10sin50πt cm，E错误。
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＝0.1 s与t＝0.3 s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＝0.2 s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＝0.2 s与t＝0.6 s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＝0.1 s与t＝0.5 s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＝0.5 s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＝1.0 s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＝2.0 s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＝1.0 s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】（1）物体做自由振动时，振动频率为固有频率与振幅无关，A正确；
（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；
（5）当驱动力的频率和物体的固有频率相差越大时，物体的振幅越小，E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1 s，其位移达到最大，此时弹性势能最大；
(2) 由题图知，t＝2 s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＝3 s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，故频率f=2.5Hz
③该简谐运动的周期T=0.4s，所以在t=0.1s=14T，故t＝0.1 s，物体刚好到达正的最大位移处，位移为10cm。
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＝1.5×10－2 s到t′＝2×10－2 s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=8.5×10-2s=414T，故质点的路程为s=4×4A+A=34cm，位移为2cm。
12．(1)5sinπ2t(cm) (2)位移为0，路程为5m
【解析】（1）由振动图像可知，该弹簧振子做简谐运动的振幅为A=5cm，周期T=4s，ω=2πT=π2，初相位为零，故该振子做简谐运动的表达式x=5sinπ2t(cm)；
（2）t=100s=25T，故在第100s时的位移为零，在前100s内的路程为s=25×4A=500cm=5m。
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