山東省2013高三物理 單元測(cè)試9《機(jī)械振動(dòng)》新人教版

1、2013屆高三單元測(cè)試9機(jī)械振動(dòng)第I卷（選擇題）一、本題共15小題，每小題4分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確.全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分.1.如圖表示兩個(gè)單擺M、m懸掛到一根鋼絲上，原來(lái)它們都靜止，今使M偏離平衡位置一個(gè)小角度，釋放后M做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的方向在垂直于紙面的豎直平面里，對(duì)m此后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法正確的Am仍靜止 Bm將做受迫振動(dòng)，周期為Cm能發(fā)生共振 Dm將做受迫振動(dòng)，周期為2.一個(gè)擺長(zhǎng)約1 m的單擺，在下列的四個(gè)隨時(shí)間變化的驅(qū)動(dòng)力作用下振動(dòng)，要使單擺振動(dòng)的振幅盡可能增大，應(yīng)選用的驅(qū)動(dòng)力是( )3.彈簧

2、振子和單擺是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)重要模型，通過(guò)它們的學(xué)習(xí)，我們更能深刻理解簡(jiǎn)諧振動(dòng)與簡(jiǎn)諧波之間的內(nèi)在聯(lián)系。下列說(shuō)法中正確的是A彈簧振子的周期與振幅有關(guān)B媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期一定和相應(yīng)波的周期相等C波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向一致D簡(jiǎn)諧橫波的波峰與波谷在振動(dòng)方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍4.如圖所示，一臺(tái)玩具電機(jī)的軸上安有一個(gè)小皮帶輪甲，通過(guò)皮帶帶動(dòng)皮帶輪乙轉(zhuǎn)動(dòng)(皮帶不打滑)，皮帶輪乙上離軸心O距離2mm處安有一個(gè)圓環(huán)P一根細(xì)繩一端固定在圓環(huán)P上，另一端固定在對(duì)面的支架上，繩呈水平方向且繃直在繩上懸掛著4個(gè)單擺a、b、c、d。已知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是168r/min，甲、乙兩皮帶輪的半徑之比為1

3、：5，4個(gè)單擺的擺長(zhǎng)分別是100cm、80cm、60cm、40cm電動(dòng)機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，哪個(gè)單擺的振幅最大？A單擺a B單擺b C單擺c D單擺d5.振動(dòng)著的單擺擺球通過(guò)平衡位置時(shí)，它受到的回復(fù)力（）A指向地面 B指向懸點(diǎn)C為零 D垂直擺線，指向運(yùn)動(dòng)方向6.一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，振幅為A。t = 0時(shí)，平衡位置在x=0處的質(zhì)元位于y=0處，且向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)；此時(shí)，平衡位置在x0.15m處的質(zhì)元位于yA處。該波的波長(zhǎng)可能等于A0.60 m B0.20 m C0.12m D0.086m 7.下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)和簡(jiǎn)諧波的說(shuō)法，正確的是A媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期一定和相應(yīng)的波的周期相等B媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)

4、振動(dòng)的速度一定和相應(yīng)的波的波速相等C波的傳播方向一定和媒質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向一致D橫波的波峰與波谷在振動(dòng)方向上的距離一定是質(zhì)點(diǎn)振幅的兩倍8.一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系）如圖所示，則 （ ） A此單擺的固有周期約為0.5s B此單擺的擺長(zhǎng)約為2mC若擺長(zhǎng)減小，單擺的固有頻率增大D若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向左移動(dòng)9.某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的圖像如圖 ，則質(zhì)點(diǎn)（ ）A第1 s內(nèi)與第4 s內(nèi)的位移相同B第1 s末與第3 s末的速度相同C3 s末至5 s末的加速度都相同D其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為xAsin10.公路上勻速行駛的貨車受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底

5、板上下振動(dòng)但不脫離底板.一段時(shí)間內(nèi)貨物在豎直方向的振動(dòng)可視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T.取豎直向上為正方向，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，即t=0，其振動(dòng)圖象如圖所示，則A.t=T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大B.t=T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小C.t=T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最大D.t=T時(shí)，貨物對(duì)車廂底板的壓力最小11.做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)不變，若擺球質(zhì)量增加為原來(lái)的4倍，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度減小為原來(lái)的1/2，則單擺振動(dòng)的 ( )A頻率、振幅都不變B頻率、振幅都改變C頻率不變、振幅改變D頻率改變、振幅不變12.對(duì)單擺在豎直面內(nèi)的振動(dòng),下面說(shuō)法中正確的是（ ）A.擺球所受向心力處處相同 B.擺球的回復(fù)

6、力是它所受的合力C.擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)所受回復(fù)力為零 D.擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)所受合外力為零13.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖所示，在0.8s到1.2s 這段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能逐漸減小，加速度逐漸減小 B質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能逐漸增大，加速度逐漸減小 C質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能逐漸增大，加速度逐漸增大 D質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能逐漸減小，加速度逐漸增大14.如圖所示，甲、乙兩物體用細(xì)線連接后懸掛在輕質(zhì)彈簧下，將兩物體拉離平衡位置，放手后甲物體振幅為A。若在最低點(diǎn)剪斷細(xì)線，甲物體振幅為A1；若在到最高點(diǎn)剪斷細(xì)線，甲物體振幅為A2，則AA1AA2 BA1AA2CA1A2A DA1A2A15.關(guān)于回復(fù)力的說(shuō)法 正

7、確的是；A回復(fù)力是指與位移大小成正比的力B回復(fù)力是指物體所受到的合外力C回復(fù)力是從力的作用效果命名的，可以是彈力，也可以是重力或摩擦力，還可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力D回復(fù)力的實(shí)質(zhì)是向心力第II卷（非選擇題）二、計(jì)算題16.(8分) 一皮帶傳動(dòng)裝置如圖所示，皮帶的速度v足夠大.一根質(zhì)量不計(jì)、勁度系數(shù)為k的彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.當(dāng)滑塊放到皮帶上時(shí)，彈簧的軸線恰好水平，若滑塊放到皮帶上的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自由長(zhǎng)度，則當(dāng)彈簧第一次伸長(zhǎng)到最大時(shí)，滑塊與皮帶間所產(chǎn)生的熱量是多少？（已知彈簧振子周期）17.（12分）荷蘭科學(xué)家惠更

8、斯在研究物體碰撞問題時(shí)做出了突出的貢獻(xiàn)惠更斯所做的碰撞實(shí)驗(yàn)可簡(jiǎn)化為：三個(gè)質(zhì)量分別為m1, m2 ,m3 的小球，半徑相同，并排懸掛在長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的三根平行繩子上，彼此相互接觸?，F(xiàn)把質(zhì)量為m1的小球拉開，上升到H高處釋放，如圖所示，已知各球間碰撞時(shí)同時(shí)滿足動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，且碰撞時(shí)間極短，H遠(yuǎn)小于L,不計(jì)空氣阻力。（1）若三個(gè)球的質(zhì)量相同，則發(fā)生碰撞的兩球速度交換，試求此時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期。（2）若三個(gè)球的質(zhì)量不同，要使球1與球2、球2與球3相碰之后，三個(gè)球具有同樣的動(dòng)量，則m1: m2 :m3應(yīng)為多少?18.(14分)如圖所示，質(zhì)量為m，邊長(zhǎng)為l的正方形平板與彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為

9、k，另一端固定于地面，平板處于平衡狀態(tài)。質(zhì)量為m的第一個(gè)小球從平臺(tái)以一定速度垂直于平板的左邊緣水平拋出，并與平板發(fā)生完全非彈性碰撞(設(shè)平臺(tái)與板間高度差為h，拋出點(diǎn)在平板的左邊緣正上方)。隔一段時(shí)間后，以相同速度拋出第二個(gè)小球。(假定在任何情況下平板始終保持水平，忽略平板在水平方向上的運(yùn)動(dòng)，且為方便計(jì)算起見，設(shè)h=3)（1）求第一個(gè)小球落到平臺(tái)上形成的振子系統(tǒng)的周期和頻率；（2）為了使第二個(gè)小球與平板不發(fā)生碰撞，其拋出速度的最小值為多少？（3）在（2）的情況下，兩小球拋出的時(shí)間差是多少？19.（10分）熱水瓶是日常生活中的必需品，在使用中會(huì)出現(xiàn)許多物理現(xiàn)象，如在給熱水瓶灌水時(shí)，隨著水位上升可以聽

10、到瓶?jī)?nèi)氣柱發(fā)出的共鳴聲音逐漸變化；有時(shí)倒開水拔軟木瓶塞時(shí)感覺到好象瓶塞被吸住了請(qǐng)對(duì)以上兩種現(xiàn)象運(yùn)用物理知識(shí)作出說(shuō)明和計(jì)算（1）說(shuō)明所描述的氣柱逐漸變化的共鳴聲音是怎樣產(chǎn)生的？     （2）假設(shè)在中瓶塞重力不計(jì)，瓶塞的橫截面積為12 (cm)2，灌沸水后水面與瓶塞間留有少量100 oC的空氣，當(dāng)一段時(shí)間后瓶?jī)?nèi)密閉空氣的溫度下降到40 oC時(shí)，空氣的體積約為原來(lái)的 1.05 倍，則拔出瓶塞的力要比塞進(jìn)瓶塞時(shí)的力增大多少？設(shè)空氣柱的質(zhì)量不變，瓶塞的熱膨脹不計(jì)，外界大氣壓強(qiáng)為1.0×105Pa  20.有一單擺，當(dāng)它的擺長(zhǎng)增加2m時(shí)，周期變?yōu)樵瓉?lái)的2

11、倍。求它原來(lái)的周期是多少？（g=10m/s2）試卷答案1.D2.C3.BD 4.B5.C6.AC7.AD 8.CD9.D10.C11.C12.C13.B14.B15.C16.解析：滑塊的運(yùn)動(dòng)是一個(gè)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).其振幅為A=mg/k，彈簧伸長(zhǎng)的最大長(zhǎng)度也就是滑塊運(yùn)動(dòng)的位移（對(duì)地）為：s=2A=2mg/k滑塊在這段位移是所經(jīng)歷的時(shí)間為：t=T/2=滑塊在皮帶上相對(duì)路徑為：l=vt-s=v-2mg/k所以，在這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量，即：Q=mgl=mg(v-2mg/k)17.（1）球1與球2、球2與球3碰撞后速度互換，球3以球1碰球2前瞬間的速度開始上升到H高處，然后再擺回來(lái)與球2、球2與球1碰撞，使球1

12、上升到H高處，此后，系統(tǒng)做到周期性運(yùn)動(dòng)，則  由此可知系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期為：  （2）由題意知三球碰后的動(dòng)量均相同，設(shè)為p,則，球2在與球3碰前具有動(dòng)量2p，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，對(duì)于球2與球3碰撞的情況應(yīng)有：   由此得：31  球1與球2碰前的動(dòng)量為3p，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：   由此得：21  從而可得：631 18.解析：（1）碰撞前后小球與平板（總質(zhì)量為2m一起在新的平衡位置上下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，如圖中虛線所示攏子系統(tǒng)的周期為攏子系統(tǒng)的頻率為（式中為角頻率）（2）碰撞前，第一

13、個(gè)小球在豎直方向的速度為發(fā)生完全彈性碰撞，豎直方向有近似動(dòng)量守恒則碰撞后平板運(yùn)動(dòng)的速度為振子振幅為旋轉(zhuǎn)參考矢量與y軸負(fù)方向的夾角滿足，則設(shè)析運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)位置時(shí)第二個(gè)小球正好下落到這一高度，則第二個(gè)小球下落用時(shí)由此可以求出兩者不發(fā)生碰撞時(shí)，第二個(gè)小球的最小拋出速度為（3）第一個(gè)小球下落到平板用時(shí)碰撞后平板從原平衡位置壓縮到最低位置用時(shí)設(shè)兩球拋出的時(shí)間相差，則考慮到板往復(fù)一次用時(shí)，第二個(gè)小球拋出時(shí)間可以是振子系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于一個(gè)周期后，則兩小球拋出的時(shí)間差為（n取非負(fù)整數(shù)）19.解析：   （1）共鳴聲是瓶?jī)?nèi)熱空氣氣柱振動(dòng)產(chǎn)生的，由于氣柱的長(zhǎng)度在改變，產(chǎn)生的共鳴聲的頻率也相應(yīng)逐漸變化。（3分）       （2） F=（P1P2）S    （3分）