2025高考物理 人教版選擇性必修第1冊(cè)專項(xiàng)復(fù)習(xí)第2章　5含答案

2025高考物理人教版選擇性必修第1冊(cè)專項(xiàng)復(fù)習(xí)第2章5含答案第二章5基礎(chǔ)強(qiáng)化練(時(shí)間25分鐘滿分60分)一、選擇題(本題共4小題，每題8分，共32分)1．利用如圖所示裝置進(jìn)行單擺實(shí)驗(yàn)。將小球拉離平衡位置釋放，擺角小于5°。借助傳感器可知曉最大拉力為F1，最小拉力為F2，這兩個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的時(shí)間間隔為t。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。下列說(shuō)法正確的是(C)A．單擺的振動(dòng)周期為2tB．單擺擺長(zhǎng)為eq\f(gt2,π2)C．用所給數(shù)據(jù)可以表示出最大偏角D．傳感器示數(shù)增大時(shí)，小球的重力勢(shì)能在變大解析：由單擺的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)知，周期為4t，故A錯(cuò)誤；由周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可得擺長(zhǎng)l＝eq\f(4gt2,π2)，故B錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)時(shí)F2＝mgcosθ，在最低點(diǎn)F1－mg＝meq\f(v\o\al(2,m),l)，據(jù)動(dòng)能定理知mgl(1－cosθ)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)，解得cosθ＝eq\f(3F2,F1＋2F2)，可知最大偏角θ，故C正確；傳感器示數(shù)變大時(shí)，小球正向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度變大，重力勢(shì)能減小，故D錯(cuò)誤。2．(多選)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是(AC)A．制作單擺時(shí)，應(yīng)選用密度較大的實(shí)心金屬小球B．記錄擺長(zhǎng)時(shí)，將擺線長(zhǎng)與小球直徑相加C．小球擺角應(yīng)較小，近似滿足簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)條件D．測(cè)出一次擺長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的周期，計(jì)算推導(dǎo)得出周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系解析：在制作單擺時(shí)，擺球直徑要盡量遠(yuǎn)小于擺線長(zhǎng)，擺球質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于擺線質(zhì)量，則應(yīng)選用密度較大的實(shí)心金屬小球，A正確；擺長(zhǎng)為懸點(diǎn)到球心的距離，即擺長(zhǎng)等于擺線長(zhǎng)加小球半徑，B錯(cuò)誤；要保證單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，擺角要小于5°，C正確；實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)出多組擺長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的周期，然后探究?jī)烧咧g的關(guān)系，D錯(cuò)誤。3．(多選)一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，上端懸掛在O點(diǎn)，下端系一個(gè)小球，如圖甲所示，某同學(xué)利用此裝置來(lái)探究周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系。該同學(xué)用米尺測(cè)得細(xì)線的長(zhǎng)度，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑，二者相加為l，通過(guò)改變細(xì)線的長(zhǎng)度，測(cè)得對(duì)應(yīng)的周期T，得到該裝置的l－T2圖像如圖乙所示。則下列說(shuō)法正確的是(取π2＝9.86)(BCD)A．T＝2s時(shí)擺長(zhǎng)為1mB．T＝2s時(shí)擺長(zhǎng)為0.994mC．?dāng)[球半徑為0.006mD．當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80m/s2解析：設(shè)擺長(zhǎng)為l′，小球半徑為r，由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l′,g))＝2πeq\r(\f(l－r,g))，推導(dǎo)得l＝eq\f(g,4π2)T2＋r，可知eq\f(g,4π2)為l－T2圖像的斜率，所以有eq\f(g,4π2)＝eq\f(1.000－0.006,4)m/s2，解得g≈9.80m/s2，故D正確；由題圖乙可知，l－T2圖像的縱軸截距為小球的半徑r，則r＝0.006m，T＝2s時(shí)擺長(zhǎng)l′＝l－r＝0.994m，故A錯(cuò)誤，B、C正確。4.(多選)用多組單擺實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的T2－L圖像可以求出重力加速度g，已知三位同學(xué)作出的T2－L圖線的示意圖如圖中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過(guò)原點(diǎn)，圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹?，則相對(duì)于圖線b，下列分析正確的是(BD)A．出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)LB．出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次C．圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值D．圖線a對(duì)應(yīng)的g值等于圖線b對(duì)應(yīng)的g值解析：由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得T2＝eq\f(4π2,g)L，則T2－L圖線的斜率為k＝eq\f(4π2,g)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝eq\f(4π2,k)。若測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)忘了加上擺球的半徑，則擺長(zhǎng)變成擺線的長(zhǎng)度L，則有T2＝eq\f(4π2,g)L＋eq\f(4π2,g)r，其中eq\f(4π2,g)r是截距，故出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長(zhǎng)L造成的，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)記為50次，則周期的測(cè)量值偏小，T2偏小，故B正確；由題圖可知，圖線c對(duì)應(yīng)的斜率k偏小，由g＝eq\f(4π2,k)可知，圖線c對(duì)應(yīng)的g值大于圖線b對(duì)應(yīng)的g值，又a和b平行，k相等，圖線a對(duì)應(yīng)的g值等于圖線b對(duì)應(yīng)的g值，故C錯(cuò)誤，D正確。二、非選擇題(共28分)5．(14分)(2023·山東新高考模擬卷)某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，?shí)驗(yàn)室提供的選用器材有：A．長(zhǎng)約1m的細(xì)線B．長(zhǎng)約1m的彈性繩C．直徑約2cm的實(shí)心鐵球D．直徑約2cm的實(shí)心橡皮球E．米尺F．卷尺G．手表H．秒表(1)本實(shí)驗(yàn)需要從上述器材選擇：_ACEH__(填器材前面的序號(hào))；(2)在挑選合適的器材制成單擺后，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：組次12345擺長(zhǎng)l/cm50.0060.0070.0090.00100.0050次全振動(dòng)時(shí)間t/s71.078.084.095.5振動(dòng)周期T/s1.421.561.681.912.01重力加速度g/(m·s－2)9.789.729.739.76請(qǐng)計(jì)算出數(shù)據(jù)表中第3組的g＝_9.78__m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)，第5組50次全振動(dòng)的時(shí)間t＝_100.5__s；(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)用的夾子不夠緊，使得細(xì)線在擺動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)，則測(cè)得的重力加速度的值_偏小__(選填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，單擺擺線選擇適當(dāng)長(zhǎng)些的非彈性細(xì)線，故擺線應(yīng)選擇A；為了減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，應(yīng)選擇質(zhì)量大而體積小的球做擺球，因此擺球應(yīng)選擇C；測(cè)擺長(zhǎng)需要用米尺E；測(cè)周期需要用秒表H。(2)由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，重力加速度g＝eq\f(4π2l,T2)，由表中第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，重力加速度g＝eq\f(4π2l,T2)＝eq\f(4×3.142×70.00×10－2,1.682)m/s2≈9.78m/s2；由表中第5組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，第5組50次全振動(dòng)的時(shí)間t＝50×2.01s＝100.5s。(3)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由于實(shí)驗(yàn)用的夾子不夠緊，使得細(xì)線在擺動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)，擺線長(zhǎng)度變長(zhǎng)，測(cè)量得到的擺長(zhǎng)偏小，由g＝eq\f(4π2l,T2)可知，測(cè)得的重力加速度g的值偏小。6．(14分)在“用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，使用下列實(shí)驗(yàn)器材。(1)A.1.2m的細(xì)線 B．2m的彈性繩C．帶孔的小鐵球 D．帶孔的軟木球E．光電門傳感器應(yīng)選用哪種繩_A__，應(yīng)選用哪種球_C__，光電門的擺放位置為_(kāi)最低點(diǎn)__(選填“最高點(diǎn)”或“最低點(diǎn)”)。(2)如圖為光電門傳感器電流強(qiáng)度I與t的圖像，則周期為_(kāi)C__。A．t1 B．t2－t1C．t3－t1 D．t4－t1(3)甲同學(xué)用秒表做該實(shí)驗(yàn)，但所得周期比該實(shí)驗(yàn)得到的大，則可能的原因是_開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)早按下__。解析：(1)為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)選擇輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的細(xì)線作為擺線，擺線選擇A；為減小阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，選擇質(zhì)量大而體積小的擺球，擺球應(yīng)選C；從擺球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，光電門應(yīng)擺放在最低點(diǎn)。(2)一個(gè)周期內(nèi)單擺兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)，由圖示圖線可知，單擺周期T＝t3－t1，故C正確。(3)如果開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)早按下，測(cè)量時(shí)間偏長(zhǎng)，周期就會(huì)偏大。能力提升練(時(shí)間15分鐘滿分40分)一、選擇題(本題共2小題，每小題8分，共16分)1．(多選)在做單擺實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖甲所示的單擺振動(dòng)情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達(dá)的左右最遠(yuǎn)位置。小明通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間＝9.8m/s2，并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況繪制了單擺的振動(dòng)圖像如圖乙所示。設(shè)圖中單擺向右擺動(dòng)為正方向，g≈π2，則下列選項(xiàng)正確的是(AD)A．此單擺的振動(dòng)頻率是0.5HzB．根據(jù)圖乙可知開(kāi)始計(jì)時(shí)擺球在C點(diǎn)C．圖中P點(diǎn)向正方向振動(dòng)D．根據(jù)已知數(shù)據(jù)可以求得此單擺的擺長(zhǎng)為1.0m解析：由單擺的振動(dòng)圖像可知，單擺的周期T＝2.0s，則單擺的頻率f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz，故A正確；單擺向右擺動(dòng)為正方向，可知在t＝0時(shí)刻，單擺處于負(fù)的最大位移處，即在題圖甲中的B點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；圖中P點(diǎn)處位移為正，且位移正在減小，可知P向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))得，單擺的擺長(zhǎng)l＝eq\f(gT2,4π2)＝eq\f(4,4)m＝1m，故D正確。2．利用制作完成的單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，下列有關(guān)測(cè)量原理的說(shuō)法正確的是(C)A．由g＝eq\f(4π2l,T2)可知，T一定時(shí)，g與l成正比B．由g＝eq\f(4π2l,T2)可知，l一定時(shí)，g與T2成反比C．單擺的振動(dòng)周期T和擺長(zhǎng)l可用儀器測(cè)定，由g＝eq\f(4π2l,T2)可算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣冉馕觯寒?dāng)?shù)氐闹亓铀俣仁遣蛔兊?，與擺長(zhǎng)和周期無(wú)關(guān)，由單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，解得g＝eq\f(4π2l,T2)，測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)與周期，可以求出重力加速度，選項(xiàng)C正確。二、非選擇題(共24分)3．(12分)某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)使擺球在垂直于紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)左、右兩側(cè)分別放置一激光光源、光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連；他用刻度尺測(cè)量細(xì)繩的懸點(diǎn)到球的頂端的距離當(dāng)作擺長(zhǎng)，分別測(cè)出擺長(zhǎng)為l1和l2時(shí)，該儀器顯示的光敏電阻的阻值R隨時(shí)間t變化的圖線分別如圖乙、丙所示。(1)根據(jù)圖乙、丙可知：當(dāng)擺長(zhǎng)為l1時(shí)，單擺的周期為T1＝_2t1__；當(dāng)擺長(zhǎng)為l2時(shí)，單擺的周期為T2＝_2t2__。(2)請(qǐng)用所測(cè)量的物理量l1、l2、T1、T2寫出擺球直徑的表達(dá)式d＝eq\f(2T\o\al(2,2)l1－T\o\al(2,1)l2,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎礸＝eq\f(4π2l1－l2,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))。(3)寫出兩條對(duì)提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：①_擺線的最大擺角不超過(guò)5°__；②_選擇密度大的鋼球__。解析：(1)單擺在一個(gè)周期內(nèi)兩次經(jīng)過(guò)平衡位置，每次經(jīng)過(guò)平衡位置，單擺會(huì)擋住細(xì)激光束，從R－t圖線可知周期為T1＝2t1，T2＝2t2。(2)擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上小球的半徑，根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得：T1＝2πeq\r(\f(l1＋\f(d,2),g))，T2＝2πeq\r(\f(l2＋\f(d,2),g))。聯(lián)立解得，d＝eq\f(2T\o\al(2,2)l1－T\o\al(2,1)l2,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))，g＝eq\f(4π2l1－l2,T\o\al(2,1)－T\o\al(2,2))。(3)①擺線的最大擺角不超過(guò)5°；②選擇密度大的鋼球。4．(12分)某物理課外小組研究“用單擺測(cè)量重力加速度”實(shí)驗(yàn)，他們測(cè)出不同的擺長(zhǎng)l所對(duì)應(yīng)的周期T，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)：(1)甲同學(xué)以l為橫軸、T2為縱軸作出了T2－l圖像，若他測(cè)得的圖像的斜率為k，則測(cè)得的重力加速度g＝eq\f(4π2,k)。若甲同學(xué)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，忘記測(cè)擺球的半徑，則他用圖像求得的重力加速度_準(zhǔn)確__(選填“偏小”“偏大”或“準(zhǔn)確”)。(2)乙同學(xué)根據(jù)公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得g＝eq\f(4π2l,T2)，將所測(cè)得的數(shù)據(jù)代入g＝eq\f(4π2l,T2)計(jì)算重力加速度，若乙同學(xué)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，也忘記了測(cè)擺球的半徑，則他測(cè)得的重力加速度_偏小__(選填“偏小”“偏大”或“準(zhǔn)確”)。(3)甲同學(xué)測(cè)量5種不同擺長(zhǎng)下單擺的振動(dòng)周期，記錄結(jié)果見(jiàn)下表。l/m0.50.80.91.01.2T/s1.421.791.902.002.20T2/s22.023.203.614.004.84以T2為橫軸，l為縱軸，請(qǐng)你替他在如圖所示的坐標(biāo)紙上作出l－T2圖像，利用此圖像求出的重力加速度為_(kāi)9.86__m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：(1)T2－l圖像的斜率為k，由T＝2πeq\r(\f(l,g))得T2＝4π2eq\f(l,g)，則k＝eq\f(4π2,g)，可知重力加速度g＝eq\f(4π2,k)；若忘記測(cè)擺球半徑，并不影響斜率k的大小，所得g值也是準(zhǔn)確的。(2)乙同學(xué)根據(jù)公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得g＝eq\f(4π2l,T2)，若他將擺線的長(zhǎng)誤記為擺長(zhǎng)，即擺長(zhǎng)l的測(cè)量值偏小，則重力加速度的測(cè)量值偏小。(3)由T＝2πeq\r(\f(l,g))得l＝eq\f(gT2,4π2)＝k′T2，作出l－T2圖像如圖所示，則g＝4π2k′，可求得k′＝eq\f(1.0－0.5,4.00－2.02)m/s2≈0.25m/s2，所以g＝4π2×0.25m/s2≈9.86m/s2。第二章6基礎(chǔ)強(qiáng)化練(時(shí)間25分鐘滿分60分)一、選擇題(本題共6小題，每題6分，共36分)1．一單擺做阻尼振動(dòng)，則在振動(dòng)過(guò)程中(B)A．振幅越來(lái)越小，周期也越來(lái)越小B．振幅越來(lái)越小，周期不變C．在振動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)某一位置時(shí)，機(jī)械能始終不變D．振動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能不守恒，頻率減小解析：?jiǎn)螖[做阻尼振動(dòng)，其振幅越來(lái)越小，周期為T＝2πeq\r(\f(l,g))，與是否有阻尼無(wú)關(guān)，則周期不變，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；單擺做阻尼振動(dòng)過(guò)程中，振幅逐漸減小，振動(dòng)的能量也在減少，即機(jī)械能不守恒，通過(guò)某一位置的機(jī)械能越來(lái)越小，由于周期不變，則頻率不變，故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2024·山東省泰安一中高二檢測(cè))如圖所示為受迫振動(dòng)的演示裝置，當(dāng)單擺A振動(dòng)起來(lái)后，通過(guò)張緊的水平懸繩迫使單擺B、C振動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(D)A．只有A、C擺振動(dòng)周期相等B．A擺的周期比B擺的小C．B擺的振幅比C擺的振幅大D．A、B、C三擺的振動(dòng)周期相等解析：當(dāng)單擺A振動(dòng)起來(lái)后，單擺B、C做受迫振動(dòng)，穩(wěn)定后，做受迫振動(dòng)的單擺B、C的周期(或頻率)等于單擺A(驅(qū)動(dòng)力)的周期(或頻率)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，D正確；因?yàn)閱螖[A、C的擺長(zhǎng)相等，所以單擺C的固有頻率等于單擺A(驅(qū)動(dòng)力)的頻率，單擺C發(fā)生共振，振幅最大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。3．部隊(duì)經(jīng)過(guò)橋時(shí)，規(guī)定不許齊步走，登山運(yùn)動(dòng)員登雪山時(shí)，不許高聲叫喊，主要原因是(C)A．減輕對(duì)橋的壓力，避免產(chǎn)生回聲B．減少對(duì)橋、積雪的沖擊C．避免使橋和積雪發(fā)生共振D．使橋受到的壓力更不均勻，使登山運(yùn)動(dòng)員耗散能量減少解析：部隊(duì)過(guò)橋時(shí)若齊步走，給橋施加周期性外力，容易使橋的振動(dòng)幅度增加，即發(fā)生共振，造成橋倒塌；登山運(yùn)動(dòng)員登雪山時(shí)高聲叫喊，聲波容易引發(fā)積雪共振而發(fā)生雪崩，故選C。4．(多選)圖(a)為演示單擺共振的裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)依次讓不同的單擺先擺起來(lái)，觀察單擺P(圖中未標(biāo)出)能達(dá)到的最大振幅A和穩(wěn)定時(shí)的振動(dòng)頻率f，并描點(diǎn)記錄在圖(b)中，用光滑曲線連接各點(diǎn)得到如圖(b)所示曲線。取重力加速度g＝π2m/s2，下列說(shuō)法正確的是(ABD)A．單擺P的固有頻率約為0.5HzB．裝置(a)中至少有一個(gè)單擺的擺長(zhǎng)約1.0mC．裝置(a)中至少有三個(gè)單擺的固有周期相同D．當(dāng)單擺P穩(wěn)定時(shí)的振動(dòng)頻率為1.0Hz時(shí)，先振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)約為0.25m解析：圖(b)為單擺P的共振曲線，振幅最大時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率0.50Hz接近或等于其固有頻率，故A正確；單擺P振幅最大時(shí)，先振動(dòng)的單擺與P的固有周期相近或相同，P的固有周期約為2.0s，由T＝2πeq\r(\f(l,g))可求得其擺長(zhǎng)約為1.0m，說(shuō)明裝置中至少有一個(gè)單擺的擺長(zhǎng)約為1.0m，故B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)單擺穩(wěn)定時(shí)的振動(dòng)頻率為1.0Hz時(shí)，先振動(dòng)的單擺的固有頻率也為1.0Hz，由T＝2πeq\r(\f(l,g))可得擺長(zhǎng)約0.25m，故D正確。5．(多選)(2023·江蘇淮安淮陰中學(xué)高二期末)如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線，下列說(shuō)法正確的是(ABC)A．若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長(zhǎng)相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線B．若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩次擺長(zhǎng)之比l1∶l2＝25∶4C．圖線Ⅱ若是在地球上完成的，則該擺的擺長(zhǎng)約為1mD．若擺長(zhǎng)均為1m，則圖線Ⅰ是在地球上完成的解析：圖線中振幅最大處對(duì)應(yīng)頻率應(yīng)與做受迫振動(dòng)的單擺的固有頻率相等，從圖線上可以看出，兩擺的固有頻率f1＝0.2Hz，f2＝0.5Hz。根據(jù)周期公式可得f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,l))，當(dāng)兩擺分別在月球上和地球上做受迫振動(dòng)且擺長(zhǎng)相等時(shí)，g越大，f越大，所以g2>g1，由于月球上的重力加速度比地球上的小，所以圖線Ⅰ表示在月球上單擺的共振曲線，故A正確；若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則g相同，兩次擺長(zhǎng)之比l1∶l2＝eq\f(1,f21)∶eq\f(1,f22)＝25∶4，所以B正確；圖線Ⅱ若是在地球上完成的，將g＝9.8m/s2和f2＝0.5Hz代入頻率的計(jì)算公式可解得l2≈1m，所以C正確，D錯(cuò)誤。6．(2023·福建泉州實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二期末)如圖是單擺做阻尼振動(dòng)的位移—時(shí)間圖像，下列說(shuō)法正確的是(B)A．阻尼振動(dòng)是一種受迫振動(dòng)B．?dāng)[球在P與N時(shí)刻的勢(shì)能相等C．?dāng)[球在P與N時(shí)刻的動(dòng)能相等D．?dāng)[球在P與N時(shí)刻的機(jī)械能相等解析：?jiǎn)螖[振幅減小受到的阻力不是驅(qū)動(dòng)力，因而不是受迫振動(dòng)，故A錯(cuò)誤；振幅減小，擺球的機(jī)械能逐漸減少，由于P、N兩時(shí)刻擺球的位移大小相同，故在這兩個(gè)時(shí)刻擺球相對(duì)零勢(shì)能點(diǎn)的距離相同，勢(shì)能也相同，但由于P時(shí)刻的機(jī)械能大于N時(shí)刻的機(jī)械能，所以P時(shí)刻的動(dòng)能大于在N時(shí)刻的動(dòng)能，故B正確，C、D錯(cuò)誤。二、非選擇題(共24分)7．(12分)蜘蛛一般有8只眼睛，但視力很差，靠感覺(jué)來(lái)捕食和生活，它的腿能敏捷地感覺(jué)到絲網(wǎng)的振動(dòng)，當(dāng)絲網(wǎng)的振動(dòng)頻率為f＝200Hz時(shí)，網(wǎng)的振幅最大。(1)對(duì)于落在網(wǎng)上的昆蟲(chóng)，當(dāng)其翅膀振動(dòng)的頻率為多大時(shí)？蜘蛛感覺(jué)到絲網(wǎng)的振動(dòng)最劇烈。(2)若該絲網(wǎng)共振時(shí)的最大振幅為0.5cm，試畫出其共振曲線。答案：(1)200Hz(2)見(jiàn)解析圖解析：(1)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)物體發(fā)生共振，則物體的振幅最大，故昆蟲(chóng)翅膀的振動(dòng)頻率應(yīng)為200Hz。(2)共振曲線如圖所示。8．(12分)如圖甲所示，一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架的下面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒(méi)在水中。當(dāng)圓盤靜止時(shí)，讓小球在水中振動(dòng)，小球?qū)⒆鲎枘嵴駝?dòng)?，F(xiàn)使圓盤以不同的頻率振動(dòng)，測(cè)得共振曲線如圖乙所示。(為方便計(jì)算g取9.86m/s2，π＝3.14)(1)圓盤以0.4s的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定，它振動(dòng)的頻率是多少？(2)若一個(gè)單擺的擺動(dòng)周期與小球做阻尼振動(dòng)的周期相同，該單擺的擺長(zhǎng)為多少？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)答案：(1)2.5Hz(2)2.78m解析：(1)小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)周期為0.4s，則頻率為f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.4)Hz＝2.5Hz。(2)由圖乙可以看出單擺的固有頻率為0.3Hz，其周期為eq\f(10,3)s，由T＝2πeq\r(\f(l,g))得擺長(zhǎng)l＝eq\f(T2g,4π2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(10,3)))2×eq\f(9.86,4×3.142)m≈2.78m。能力提升練(時(shí)間15分鐘滿分40分)一、選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分)1.(多選)一個(gè)彈簧振子做受迫運(yùn)動(dòng)，它的振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f之間的關(guān)系如圖所示。由圖可知(ACD)A．頻率為f2時(shí)，振子處于共振狀態(tài)B．驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅比共振時(shí)小，但振子振動(dòng)的頻率仍為f2C．振子如果做自由振動(dòng)，它的頻率是f2D．振子可以做頻率為f1的等幅振動(dòng)解析：處于共振狀態(tài)時(shí)，振幅最大，A對(duì)；物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以驅(qū)動(dòng)力頻率為f3時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅比共振時(shí)小，但振子振動(dòng)的頻率為f3，B錯(cuò)；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于物體固有頻率時(shí)，振子處于共振狀態(tài)，所以振子如果做自由振動(dòng)，則它的頻率為f2，C對(duì)；振子在頻率為f1驅(qū)動(dòng)力作用下可以做頻率為f1的等幅振動(dòng)，D對(duì)。2．(多選)將測(cè)力傳感器接到計(jì)算機(jī)上可以測(cè)量快速變化的力，將單擺掛在測(cè)力傳感器的探頭上，測(cè)力探頭與計(jì)算機(jī)連接，用此方法測(cè)得的單擺擺動(dòng)過(guò)程中擺線上拉力的大小隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，g取10m/s2。某同學(xué)由此圖像提供的信息做出了下列判斷，其中正確的是(BC)A．?dāng)[球的周期T＝0.5sB．單擺的擺長(zhǎng)l＝1mC．t＝0.5s時(shí)擺球正經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)D．?dāng)[球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中周期越來(lái)越小解析：由題圖可知，單擺兩次拉力極大值的時(shí)間差為1s，所以單擺的振動(dòng)周期為2s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可得擺長(zhǎng)l＝1m，選項(xiàng)B正確；t＝0.5s時(shí)擺線的拉力最大，所以擺球正經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；擺線拉力的極大值發(fā)生變化，說(shuō)明擺球在最低點(diǎn)時(shí)的速度發(fā)生了變化，所以擺球做阻尼振動(dòng)，振幅越來(lái)越小，由于周期與振幅無(wú)關(guān)，所以單擺的周期不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3．(多選)如圖甲所示的裝置可用于研究彈簧振子的受迫振動(dòng)，鉤碼和輕彈簧構(gòu)成彈簧振子。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，曲桿給彈簧振子驅(qū)動(dòng)力，使振子做受迫振動(dòng)，把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期。改變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以改變驅(qū)動(dòng)力的周期，若保持把手不動(dòng)，給鉤碼一向下的初速度，鉤碼便做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖像如圖乙所示。當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，鉤碼的振動(dòng)圖像如圖丙所示。若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動(dòng)力的周期，A表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后鉤碼振動(dòng)的振幅。則(AC)A．由圖像可知T0＝4sB．由圖像可知T0＝8sC．當(dāng)T在4s附近時(shí)，A顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí)，A很小D．當(dāng)T在8s附近時(shí)，A顯著增大；當(dāng)T比8s小得多或大得多時(shí)