精選人教版高中物理選修3-4：測(cè)試卷(一)含答案

1、高中同步測(cè)試卷（一）第一單元機(jī)械振動(dòng)（時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分.在每小題所給的四個(gè)選項(xiàng)中，至 少有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）1.下列幾種運(yùn)動(dòng)屬于機(jī)械振動(dòng)的是（）A.乒乓球在地面上的上下運(yùn)動(dòng)B.彈簧振子在豎直方向的上下運(yùn)動(dòng)C.秋千在空中來回運(yùn)動(dòng)D.浮于水面上的圓柱形玻璃瓶上下振動(dòng)2 .在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，振子每次經(jīng)過同一位置時(shí)，下列各組描述振動(dòng)的物理量總是相同的 是（）A.速度、加速度、動(dòng)能B.動(dòng)能、回復(fù)力、位移C.加速度、速度、勢(shì)能D.速度、動(dòng)能、回復(fù)力3 .鋪設(shè)鐵軌時(shí)，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過軌端 接縫處時(shí)，車輪就會(huì)受

2、到一次沖擊.由于每一根鋼軌長度相等， 所以這個(gè)沖擊力是周期性的， 列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng).普通鋼軌長為12.6 m,列車固有振動(dòng)周期為 0.315 s ,下列說法正確的是（）A.列車的危險(xiǎn)速率為 40 m/sB.列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C.列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的D.增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行, 兀4.物體A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)位移 xa= 3 sin 100t+2 m,物體B做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)位一. 兀一，、一 一一一移 xb=5 sin 100t + T m,比較 A、B 的運(yùn)動(dòng)（）6A.振幅是矢量，A的振幅是6 m, B的振幅是10 mB.

3、周期是標(biāo)量，A B周期相等為100 sC. A振動(dòng)的頻率fA等于B振動(dòng)的頻率fBD. A的相位始終超前 B的相位T35.在實(shí)驗(yàn)室可以做 “聲波碎杯”的實(shí)驗(yàn).用手指輕彈一只酒杯，可以聽到清脆的聲音，測(cè)得這聲音的頻率為 500 Hz.將這只酒杯放在兩只大功率的聲波發(fā)生器之間，操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波，就能使酒杯碎掉.下列說法正確的是A.操作人員一定要把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到最大B.操作人員可能是使聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波C.操作人員一定是同時(shí)增大了聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波的頻率和功率D.操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz6.勁度系數(shù)為20 N/cm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖象

4、如圖所示，由圖可知 （）A. A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，振子所受的彈力大小為0.5 N ,方向指向x軸的正方向B. A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，振子的速度方向指向x軸的正方向C.在04 s內(nèi)振子做了 2次全振動(dòng)D.在04 s內(nèi)振子通過的路程為 0.35 cm ,位移為07 .有一個(gè)在y軸方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其振動(dòng)圖象如圖甲所示.關(guān)于圖乙的判斷 正確的是（）A.圖（1）可作為該物體的速度 一時(shí)間（vt）圖象8 .圖（2）可作為該物體的回復(fù)力 一時(shí)間（Ft）圖象C.圖（3）可作為該物體的回復(fù)力 一時(shí)間（Ft）圖象D.圖（4）可作為該物體的加速度 一時(shí)間（a t）圖象8 .如圖甲所示，懸掛在豎直方向上的彈簧振子，周期

5、T= 2 s,從最低點(diǎn)位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，在一個(gè)周期內(nèi)的振動(dòng)圖象如圖乙所示，關(guān)于這個(gè)圖象，下列說法正確的是（）甲乙A. t=1.25 s時(shí)，振子的加速度為正，速度也為正B. t=1.7 s時(shí)，振子的加速度為負(fù)，速度也為負(fù)C. t=1.0 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值D. t=1.5 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值9 .圖甲是利用沙擺演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置.當(dāng)盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速 拉出時(shí)，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的沙在板上形成的曲線顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系.已知木板被水平拉動(dòng)的速度為0.20 m/s ,圖乙所示的一段木板的長度為0.80 m ,則D.

6、 2.25 m這次實(shí)驗(yàn)中沙擺的擺長為A. 0.56 m10.如圖所示,A球振動(dòng)后,通過水平細(xì)繩迫使R C球振動(dòng)，振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，下列說法正確的是（COmA.只有A C振動(dòng)周期相等B. C的振幅比B的振幅小C. C的振幅比B的振幅大D. A、B、C的振動(dòng)周期相等C. 1.00 m11. 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列敘述中正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為4 HzB.在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為20 cm3C.在5 s末，質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的相位為 2兀D. t = 1.5 s和t=4.5 s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小相等，都是爽cm12. 一彈簧振子在平衡位置O點(diǎn)附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，從振子離開O點(diǎn)開始

7、計(jì)時(shí)，經(jīng)0.4 s振子第一次到達(dá) M點(diǎn)，再經(jīng)過0.2 s第二次到達(dá)M點(diǎn)，則（）A.振子從第二次到達(dá) M點(diǎn)至第三次到達(dá)M點(diǎn)還要經(jīng)過的時(shí)間可能是1.8 sB. 11=0.5 s時(shí)刻和t2=1.5 s時(shí)刻彈簧的長度可能相同C. t1 = 1 s時(shí)刻和t2=2 s時(shí)刻振子的加速度一定相同 33D. t1 = 1 s時(shí)刻和t2=2 s時(shí)刻振子的速度一定相同 33題號(hào)123456789101112答案二、非選擇題（本題共4小題，共40分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，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）13. （8分）有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北

8、大和南大的物理實(shí)驗(yàn)室，各自利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長L的關(guān)系”，他們通過校園網(wǎng)交換了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了 T2L圖象，如圖甲所示.去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是（選填A(yù)"或B"）.另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了兩種單擺的振動(dòng)LaLB14. （8分）一物體沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為8 cm,頻率為 0.5 Hz.在t = 0時(shí)，位移圖象（如圖乙），由圖可知，兩單擺擺長之比是4 cm,且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，試寫出用正弦函數(shù)表示的振動(dòng)方程x = Asin（ d +昉.15 .（12分）如圖甲所示是一個(gè)單擺振動(dòng)的情形，O是它的平衡位置

9、，B、C是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置，設(shè)水平向右為擺球運(yùn)動(dòng)的正方向，圖乙所示是這個(gè)單擺的振動(dòng)圖象，根據(jù)圖2象回答：（兀=10）（1）單擺振動(dòng)的頻率是多大？2（2）若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?0 m/s，試求這個(gè)擺的擺長是多少？（3）如果擺球在B處繩上拉力F1= 0.995 N,在O處繩上拉力F2= 1.01 NI,則擺球質(zhì)量是多少?16 . （12分）如圖所示，小球 m自A點(diǎn)以向AD方向的初速度v逐漸接近固定在 D點(diǎn)的小球n.已知AB= 0.8 cm ,圓弧AB半徑R= 10 m, AD A =10 m, A B C D在同一水平面上，則 v為多大時(shí)，才能使小球 m恰 用長 好碰到小球n? （g取10

10、m/s 2,不計(jì)一切摩擦）參考答案與解析1 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420001【解析】選BCD機(jī)械振動(dòng)是物體在平衡位置兩側(cè)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 乒乓球的上下運(yùn)動(dòng)不是在平衡位置兩側(cè)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B、C D正確.2 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420002【解析】選B.通過對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程的分析可知，在同一位置， 位移、加速度、回復(fù)力、動(dòng)能、勢(shì)能一定相同，由于通過同一位置具有往復(fù)性，所以速度方 向可能相同，也可能相反，故選項(xiàng) B正確.3 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420003【解析】選 AD.列車在鋼軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，受鋼軌對(duì)它的沖擊力作用做受迫振動(dòng)，當(dāng)列車固有振動(dòng)頻率等于鋼軌對(duì)它的沖擊力的頻率時(shí)，列車振動(dòng)的振幅最大，因v=?= '：m

11、=40 m/s ,故A正確；列車過橋做減速運(yùn)動(dòng)，是為了使驅(qū)動(dòng)力頻率遠(yuǎn)小于t 0.315 s橋梁固有頻率，防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象，而不是防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象，B錯(cuò)誤；列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率未必等于列車的固有頻率，C錯(cuò)誤；增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行，D正確.4 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420004【解析】選CD.振幅是標(biāo)量，A B的振動(dòng)范圍分別是 6 m 10 m 但振幅分別為3 m、5 m, A錯(cuò)；A B的周期T=紅=6.28 x 10 2 s , B錯(cuò)；因?yàn)門A=Tb,故 CO一一兀 一 一、f a= f bi, C對(duì)；A 4=加一帕=、，D對(duì)，故選 C、D.35 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420005【解析】選D.只有

12、聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率與酒杯固有頻率 相同時(shí)才能發(fā)生共振現(xiàn)象，選項(xiàng)D正確.6 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420006【解析】選BCA點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，彈力方向指向 x軸的負(fù)方向， 速度指向x軸正方向，選項(xiàng) A錯(cuò)誤，B正確；由題圖知振子的振動(dòng)周期為2 s , 04 s內(nèi)振 子做2次全振動(dòng)，選項(xiàng) C正確；在04 s內(nèi)振子通過的路程為 8*4.0 cm ,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.7 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420007【解析】選C.位移為零時(shí)速度最大，A錯(cuò)誤；回復(fù)力與位移關(guān)系為F= kx, B錯(cuò)誤，C正確；加速度a = F, at圖象應(yīng)與F-t圖象一致，D錯(cuò)誤.m8 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420008 【解析】選 C.t = 1.25 s時(shí)，加速度

13、為負(fù)，速度為負(fù)； t = 1.7 s時(shí)，加速度為正，速度為負(fù)； t = 1.0 s 時(shí)，速度為 0,加速度為負(fù)的最大值； t=1.5 s 時(shí)，速度為負(fù)向最大值，加速度為 0,故C正確.9 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420009【解析】選C.木板拉動(dòng)0.80 m沙擺擺動(dòng)兩個(gè)周期，t=j= 010 s= 4 s ,則沙擺周期 T= 2= 2 s .根據(jù)T= 2叭得l = 1.00 m.10 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420010【解析】選 CD.A振動(dòng)后，水平細(xì)繩上驅(qū)動(dòng)力的周期Ta= 2兀迫使R C做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于施加的驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以Ta= Tb= Tc,而Tc固=2兀0gC= Ta, Tb固=2兀、>

14、;!故C共振，B不共振，C的振幅比B的振幅大， 所以C D正確，A、B錯(cuò)誤.11 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420011【解析】選BD.由振動(dòng)圖象可直接得到周期T= 4 s ,頻率f1一 . =T= 0.25 Hz ,故選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的.一個(gè)周期內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是4A= 8 cm,10 s為2.5個(gè)周期，故質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為20 cm,選項(xiàng)B是正確的.由圖象知位移與時(shí)間的兀兀 5關(guān)系為 x = Asin( wt +(0) = 0.02sin 2t m.當(dāng) t = 5 s 時(shí)，其相位 cot + 6=2x 5=3 % 故選項(xiàng) C錯(cuò)誤.在1.5 s和4.5 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移相同，與振幅的關(guān)系是 x=A

15、sin 135 =A= 啦cm,故選項(xiàng)D正確.12 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420012 【解析】選 AC.若開始時(shí)是向著 M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)周期 T1 = 4X2t2 s =2 s ,則T-t2=1.8 s ,故A正確；若開始時(shí)是背著M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，則振動(dòng)周期為Tznt2三士 +t1+t2=| s ;若周期為 ，則t1=0.5 s 時(shí)刻和t2=1.5 s時(shí)刻振動(dòng)位移 33 3 9 分別為A和一A,彈簧的長度不可能相同.若周期為T2,則t1 = 4T,振動(dòng)位移為一A, t2=-T,振動(dòng)位移為 A,故B錯(cuò)誤；當(dāng)周期為 T1時(shí)，t1 = 1 s時(shí)刻和t2=| s時(shí)刻振子的位移相等， 33加速度相等；當(dāng)振動(dòng)周期為T2時(shí)

16、，t1=； s時(shí)刻和t2=f s時(shí)刻振子的位移為零，加速度為33零，故C正確；由上述可知，兩種情況位移雖相同， 但速度方向相反，大小相等，故D錯(cuò)誤.L 4 4；4； 4；13 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420013【解析】由T= 2、g得,T2 = -L,根據(jù)圖甲可知 > ,即gAgB,因北大更靠近北極，其所在地的重力加速度更大些，應(yīng)選B;根據(jù)圖甲可知曰=gBgA 4兀4兀gB22kB 8 qE-r/口 Ta 34兀，/口 La TgA 八-由圖乙可得 =由 =l得，=-=2.kA 9Tb 2gLb 丁守【答案】B 214 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420014【解析】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)方程的一般表達(dá)式為x = Asin(a

17、+昉.根據(jù)題給條件有： A= 0.08 m , w= 2 f =兀rad/s ,所以x=0.08sin(式+昉m.將t=0時(shí)，x 兀5兀、= 0.04 m代入得0.04 = 0.08sin(),解得初相 后又或()="7.因?yàn)閠=0時(shí)，速度方向沿 x66軸負(fù)方向，即位移在減小，所以取()=不".所求的振動(dòng)方程為 x= 0.08sin疝+凄兀m.Y 66【答案】見解析115 .導(dǎo)學(xué)號(hào)07420015【解析】(1)由題圖乙可知 T= 0.8 s ,則f =T= 1.25 Hz.(2)由 T= 2 A 口,得 l =4=0.16 m.v(3)在B點(diǎn)，沿繩子萬向平衡，F(xiàn)1=mgos %在O點(diǎn)有F2mg=6，12從B點(diǎn)到O點(diǎn)根據(jù)機(jī)械能寸恒有 mgl(1 cos a) = 2mv,聯(lián)立可得擺球質(zhì)量 m= 0.1