新課標(biāo)人教版3-4選修三第十二章《機(jī)械波》單元試題8

1、學(xué)年高二新課程物理單元過關(guān)檢測卷（選修3-4 一）編審：百校聯(lián)盟考試研究中心第一單元機(jī)械振動（9分鐘10分）一.選擇題（本題共 10小題，每題4分，滿分40分。每題所給的選項(xiàng)中，有的只有一個(gè) 是正確的，有的有幾個(gè)是正確的。將正確選項(xiàng)的序號選出填入題后的括號中。全部選對的 得4分，部分選對的得 2分，有錯(cuò)選或不選的得 0分）1彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動，在振子向平衡位置運(yùn)動的過程中，逐漸增大的 物理量是（）A、振子所受的回復(fù)力B、振子的位移C、振子的速度D、振子的加速度2圖1表示一個(gè)彈簧振子作受迫振動時(shí)的振幅與驅(qū)動力頻率之間的 關(guān)系，由此可知（AB.C.D.）f2時(shí)，它處于共振狀態(tài)f3時(shí)，

2、振子振動的頻率為f2振子振動頻率為 驅(qū)動力的頻率為 假如撤去驅(qū)動力讓振子作自由振動，它的頻率是 振子作自由振動時(shí)，頻率可以是2、A B C D當(dāng)擺角很小時(shí)（10），單擺的振動是簡諧運(yùn)動， 擺球重力與擺線拉力的合力 擺線拉力沿圓弧切線方向的分力擺球重力、擺線拉力及擺球所受向心力的合力 擺球重力沿圓弧切線方向的分力如圖2所示，是一個(gè)單擺（0 Lb，將它們都拉離豎直方向一個(gè)很小的角度二然后釋放，那么這兩個(gè)擺球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度：的大小和經(jīng)歷時(shí)間t應(yīng)滿足圖3A .;AB,tAtBB .AB，tAVtBC :AV b,tAVtBD AVB,tAtB10.如圖5所示，在質(zhì)量為M的木箱頂部用一輕彈簧懸掛質(zhì)量

3、均為 B兩物體，箱子放在水平地面上，平衡后剪斷A、B間細(xì)線，此后 A將做簡諧運(yùn)動。當(dāng)A運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，木箱對地面的壓力為 ()A. MgB. (M -m)gC. (M m)gD. (M 2m)g圖5填空題(本題共3小題，每題4分，滿分12分；將正確、完整的答案填入相應(yīng)的橫線中。)11. 一物體沿x軸做簡諧運(yùn)動,振幅為8 cm ,頻率為0.5 Hz,在t = 0時(shí)，位移是4 cm,且向x軸負(fù)方向運(yùn)動，則用正弦函數(shù)表示的振動方程為 12. 一水平彈簧振子的小球的質(zhì)量m = 5kg，彈簧的勁度系數(shù)為50N/m，振子的振動圖象如圖6所示，在t =1.25s時(shí)，小球的加速度大小為，方向; 在 t = 2

4、.75 s時(shí)小球 的加速度大小為 , 速度的方向?yàn)閳D6丁丙13某同學(xué)在用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，測量不同擺長情況下單擺的振動周期,并以L為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，做出了 T2_L圖線，如圖7所示，由此圖線可知重力加速度為 。三科學(xué)探究與實(shí)驗(yàn)（本題共2小題，滿分10分）14. （ 1）用如圖8甲所示實(shí)驗(yàn)裝置演示單擺的振動圖象，細(xì)沙從擺 動的漏斗的底部均勻下落，紙板沿著跟擺動方向垂直的方向勻速移動， 落在紙板上的沙排成粗細(xì)變化的一條曲線如圖8乙，觀察這條細(xì)沙曲線,找出其形態(tài)特征，并由此說明這個(gè)沙擺的擺動規(guī)律。（要求列出兩條， 為敘述方便，可在圖上標(biāo)注字母） 細(xì)沙曲線 ，說明沙擺 ; 細(xì)沙曲線，說

5、明沙擺。（2 ）但有兩位位同學(xué)分別使用同一套儀器觀察單擺作簡諧運(yùn)動時(shí)的振動圖象，已知兩人實(shí)驗(yàn)時(shí)都未重新調(diào)整擺長， 落在木板上的細(xì)砂形成的曲線如圖8丙、丁所示.兩曲線不同的原因是，15 在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中 除用鐵夾、鐵架臺、帶中心孔的金屬小球和細(xì)線這些器材外，還需要用到的測量儀 器有：。 本實(shí)驗(yàn)中，如下哪些措施是必要的 A 測周期時(shí)，單擺的擺角應(yīng)大于10oB測周期時(shí)，應(yīng)取擺球通過最低點(diǎn)處來測量擺球全振動3050次的時(shí)間C.裝置單擺時(shí)，擺線應(yīng)盡可能長些，擺球應(yīng)盡可能小些而質(zhì)量大些，且用夾板夾緊擺 線D 測擺長時(shí)，應(yīng)將單擺懸掛起來，用刻度尺和游標(biāo)卡尺測出擺球球心到懸點(diǎn)的距離E.測擺長

6、時(shí)，為了測量方便，應(yīng)將單擺放在桌面上，拉直后用米尺測出擺球球心到擺 線某點(diǎn)O的長度作為擺長，然后將單擺從 O點(diǎn)吊起。如果在實(shí)驗(yàn)中誤將擺線長度當(dāng)成了擺長，那么所測重力加速度將 (偏大”偏小”。如果在實(shí)驗(yàn)中，誤將振動31次的時(shí)間計(jì)成了 32次的時(shí)間，那么所測重力加速度將(偏大”、偏小”。四、題：本題包括 4個(gè)小題，共38分。要求寫出必要的文字說明，方程式或重要的演算步 驟，只寫出最后答案的，不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。根據(jù)圖象所給的數(shù)據(jù)，試求:振幅； 周期； 單擺的擺長；A、B、C三點(diǎn)所表示的對應(yīng)位置中，在16. (8分)如圖9所示是一個(gè)單擺的振動圖象,(1)(2)它們

7、的方向如何(3)(4) 哪個(gè)位置上擺球的速度最大，在哪個(gè)位置上回復(fù)力 產(chǎn)生的加速度最大？2(g=9.8m/s)17. ( 10分)如圖10所示，在0點(diǎn)懸有一細(xì)繩，繩上串著一個(gè) 小球B,并能順著繩子滑下， 在0點(diǎn)正下方有一半徑為 R的光滑圓弧軌道，圓心位置恰好在 0點(diǎn)，在弧形軌道上接近 0處有另一個(gè)小球 A ,令A(yù)、B兩球同時(shí)開始無初速釋放，假如A球第一次到達(dá)平衡位置時(shí)正好能夠和B球碰上，則B球與繩之間的摩擦力與 B球重力大小之比是多少？(計(jì)算時(shí)取 二2 =10 , g = 10m/s2)圖10圖1118. (10分)如圖11所示，質(zhì)量為 m的密度計(jì)，上部粗細(xì)均勻,橫截面積為S，漂浮在密度為 T

8、的液體中現(xiàn)將密度計(jì)輕輕按下 一段后放手，密度計(jì)上、下起伏若不計(jì)液體的阻力，試證明密 度計(jì)做的是簡諧振動.19. （10分）將一測力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測量快速變化的力，圖14甲表示小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的A、A之間來回滑動， 代A點(diǎn)與0點(diǎn)連線與豎直方向之間夾角相等且都為二，二很小。圖14乙表示滑塊對器壁的壓力F隨時(shí)間t變化的曲線，且圖中t二0為滑塊從A點(diǎn)開始運(yùn)動的時(shí)刻， 試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給的信息。求：（1）容器的半徑；（2 ）小滑塊的質(zhì)量；（3）滑塊運(yùn)動過程中的守恒量。F/N40.51QO 123 門岳* &圖（14）出二0.495參考

9、答案CD 9.A10. A1. C 2. A 3. D 4. C 5. B 6. BC 7. A 8.盂二 0,08 sin（晅 +兀）11. ；12.解析：對于水平的彈簧振子提供回復(fù)力的是彈簧的彈力，所以加速度a二m由圖象可知，T =2s ,故2.75 s時(shí)與0.75 s的振動情況相同。當(dāng)t = 1.25 s時(shí)，X = -0.6m, .kx2所以加速度a6m/s，方向沿x由正方向。由圖象可知，2.75 s時(shí)與0.75 s時(shí)的位m移都是零，故該時(shí)刻加速度為零，其速度方向沿x由負(fù)方向。213.答案：g = 9.86m/s解析由單擺周期公式T =2二L可得T2 gL,所以T 2 - L圖線是過坐標(biāo)

10、原點(diǎn)的一條直線，直線斜率是k =T24二2。24 -4 :由圖象求得直線斜率為k=4.00(3.14)244.002=9.86m/ s 。14.答案：（1）兩側(cè)粗（沙多）中間細(xì)（沙少）經(jīng)過平衡位置時(shí)速度大。沿軸00方向呈周期性（重復(fù)性）分布擺動周期不變（2 丙拉動木板的速度比丁拉動木板的速度小，兩人開始拉動木板的時(shí)間不同.提示：（1）根據(jù)簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)，在平衡位置速度大，沙量少，最高點(diǎn)速度為零，沙量多。 由乙圖可知，曲線呈周期性變化。（2）從丙、丁圖可看出，剛開始振動時(shí)丙在平衡位置，丁在最大位移處，即兩人開始拉 動木板的時(shí)間不同.15. （1）刻度尺、游標(biāo)卡尺、秒表（ 2） ABCD （3）偏

11、小 偏大16. 解析：（1）振幅A=8cm （1分）（2）周期 T=2s （ 1 分）（3）由T =2二l可得，擺長丨=1m （4分）（4） A、B、C三點(diǎn)中：A點(diǎn)對應(yīng)的位置速度最大，方向?yàn)檎较颍籆點(diǎn)對應(yīng)的位置加速度最大，方向?yàn)樨?fù)方向。（2分）17解析 圓弧軌道運(yùn)動的小球 A接近O運(yùn)動，故可看做單擺模型。A球作簡諧運(yùn)動，由周期公式得 A到O的時(shí)間R （ 3分）42 V gB球作勻變速運(yùn)動從O到O的時(shí)間為t2R,由題意得t（2分）解得”勢甘的如怡2 ,（1分）對于小球B,由牛頓第二定律得：mg - f = ma （2 分）得：mgm(g -a)mg10 -810=0.2。(2 分)18解析：簡

12、諧振動的重要特征是回復(fù)力大小與位移大小成正比，與位移方向相反.取向下為正方向，液面為平衡位置.密度計(jì)靜止時(shí)，受重力mg和浮力F0 ,且有Fo = mg ;即mg - ；-Vog，其中V。是密度計(jì)靜止時(shí)浸沒在液體中的體積.(2 分)當(dāng)密度計(jì)向下位移為x時(shí)，所受浮力為：F二(Vo Sx)g ,回復(fù)力為：F回二 _F mg 二- ?Sg x ； ( 3 分)當(dāng)密度計(jì)向上位移為-x時(shí)，所受浮力為：F :(V0 - Sx)g ,回復(fù)力為：F回二F mg - - -Sg （-x） ；（ 3 分）令Sg = k，則恒有：F回-kx，密度計(jì)所受回復(fù)力與位移成正比，方向相反，故密度計(jì)的振動是簡諧振動.(2分)（1 分）了得R2g1m（2 分）(2 )在