高中物理人教版4第十一章機(jī)械振動(dòng)單元測(cè)試 說(shuō)課一等獎(jiǎng)

第11章機(jī)械振動(dòng)檢測(cè)卷(時(shí)間：90分鐘滿(mǎn)分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分)1．關(guān)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的意義，有以下幾種說(shuō)法，其中正確的是()A．回復(fù)力第一次恢復(fù)為原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程B．速度第一次恢復(fù)為原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程C．動(dòng)能或勢(shì)能第一次恢復(fù)為原來(lái)的大小所經(jīng)歷的過(guò)程D．速度和加速度第一次同時(shí)恢復(fù)為原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程2．一單擺由甲地移到乙地后，發(fā)現(xiàn)走時(shí)變快了，其變快的原因及調(diào)整的方法是()A．g甲＞g乙，將擺長(zhǎng)縮短B．g甲＜g乙，將擺長(zhǎng)放長(zhǎng)C．g甲＜g乙，將擺長(zhǎng)縮短D．g甲＞g乙，將擺長(zhǎng)放長(zhǎng)3．一根彈簧原長(zhǎng)為l0，掛一質(zhì)量為m的物體時(shí)伸長(zhǎng)x.當(dāng)把這根彈簧與該物體套在一光滑水平的桿上組成彈簧振子，且其振幅為A時(shí)，物體振動(dòng)的最大加速度為()\f(Ag,l0)\f(Ag,x)\f(xg,l0)\f(l0g,A)4．一個(gè)擺長(zhǎng)約1m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)的振幅盡可能大，應(yīng)選用的驅(qū)動(dòng)力是()圖SEQ圖\*ARABIC15．如圖1甲所示，懸掛在豎直方向上的彈簧振子，周期T＝2s圖SEQ圖\*ARABIC1A．t＝s，振子的加速度為正，速度也為正B．t＝1s，彈性勢(shì)能最大，重力勢(shì)能最小C．t＝s，彈性勢(shì)能為零，重力勢(shì)能最小D．t＝2s，彈性勢(shì)能最大，重力勢(shì)能最小6．如表所示為某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則固有頻率可能為()驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz304050607080受迫振動(dòng)振幅/cm固＝40Hz B．f固＝70HzC．50Hz<f固<60Hz D．以上選項(xiàng)都不對(duì)7．某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝Asineq\f(π,4)tm，則質(zhì)點(diǎn)()A．第1s末與第3s末的位移相同B．第1s末與第3s末的速度相同C．3s末至5s末的位移方向都相同D．3s末至5s末的速度方向都相同圖SEQ圖\*ARABIC28．如圖圖SEQ圖\*ARABIC2A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期是8sB．振幅是±2cmC．4s末質(zhì)點(diǎn)的速度為負(fù)，加速度為零D．10s末質(zhì)點(diǎn)的加速度為正，速度為零圖SEQ圖\*ARABIC39．如圖圖SEQ圖\*ARABIC3A．兩擺球質(zhì)量相等B．兩單擺的擺長(zhǎng)相等C．兩單擺相位差為eq\f(π,2)D．在相同的時(shí)間內(nèi)，兩擺球通過(guò)的路程總有s甲＝2s乙圖SEQ圖\*ARABIC410．如圖圖SEQ圖\*ARABIC4A．甲、乙兩擺的振幅之比為2∶1B．t＝2s時(shí)，甲擺的重力勢(shì)能最小，乙擺的動(dòng)能為零C．甲、乙兩球的擺長(zhǎng)之比為4∶1D．甲、乙兩擺擺球在最低點(diǎn)時(shí)向心加速度大小一定相等二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共13分)圖SEQ圖\*ARABIC511.(6分)某同學(xué)在進(jìn)行研究彈簧振子的周期和小球質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)時(shí)，利用如圖5甲所示裝置進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：讓彈簧振子穿過(guò)一光滑的水平橫桿，在彈簧振子的小球上安裝一支筆，下面放一條紙帶．當(dāng)小球振動(dòng)時(shí)，垂直于振動(dòng)方向以恒定的加速度拉動(dòng)紙帶，加速度大小為a，這時(shí)筆在紙帶上畫(huà)出如圖乙所示的一條曲線，請(qǐng)根據(jù)圖乙中所測(cè)得的長(zhǎng)度x1、x2圖SEQ圖\*ARABIC5圖SEQ圖\*ARABIC612．(7分)根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋鐖D圖SEQ圖\*ARABIC6(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑，示數(shù)如圖7所示，讀數(shù)為_(kāi)_______mm.(2)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法，其中正確的有________．a(chǎn)．?dāng)[線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長(zhǎng)一些圖SEQ圖SEQ圖\*ARABIC7c．為了使擺的周期大一些，以方便測(cè)量，開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度d．拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)間間隔Δt即為單擺周期Te．拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，釋放擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間Δt，則單擺周期T＝eq\f(Δt,50)三、計(jì)算題(本大題共4小題，共47分．要有必要的文字說(shuō)明或解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)圖SEQ圖\*ARABIC813．(11分)如圖8所示，某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象上有a、b、c、d圖SEQ圖\*ARABIC8(1)與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有哪些？(2)與a點(diǎn)速度相同的點(diǎn)有哪些？(3)圖象上從a點(diǎn)到c點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為多少？14．(11分)如圖9所示為一彈簧振子的振動(dòng)圖象，求：圖SEQ圖\*ARABIC9(1)該振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式；(2)在第2s末到第3s圖SEQ圖\*ARABIC915．(12分)一個(gè)擺長(zhǎng)為2m的單擺，在地球上某地振動(dòng)時(shí)，測(cè)得完成100次全振動(dòng)所用的時(shí)間為284s.(1)求當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭；(2)把該單擺拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60m/s2，則該單擺振動(dòng)周期是多少？16．(13分)如圖10所示為用頻閃照相的方法拍到的一個(gè)水平放置的彈簧振子振動(dòng)情況．甲圖是振子靜止在平衡位置的照片，乙圖是振子被拉伸到左側(cè)距平衡位置20mm處，放手后向右運(yùn)動(dòng)eq\f(1,4)周期內(nèi)的頻閃照片．已知頻閃的頻率為10Hz.求：(1)相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔t0、彈簧振子振動(dòng)的周期T0；(2)若振子的質(zhì)量為20g，彈簧的勁度系數(shù)為50N/m，則振子的最大加速度是多少？圖SEQ圖\*ARABIC圖SEQ圖\*ARABIC101．答案D2．答案B解析走時(shí)變快了，說(shuō)明周期T＝2πeq\r(\f(l,g))變小了，即g乙＞g甲，若要恢復(fù)原來(lái)的周期，則需將擺長(zhǎng)放長(zhǎng)，使eq\f(l,g)不變．3．答案B解析振子的最大加速度a＝eq\f(kA,m)，而mg＝kx，解得a＝eq\f(Ag,x)，B項(xiàng)正確．4．答案C解析單擺的周期為T(mén)≈2s，驅(qū)動(dòng)力的頻率應(yīng)盡可能接近系統(tǒng)的固有頻率，C對(duì)．5．答案D解析由題圖可知t＝s時(shí)，位移為正，加速度為負(fù)，速度也為負(fù)，A不正確．豎直方向的彈簧振子，其振動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，在最高點(diǎn)重力勢(shì)能最大，動(dòng)能為零；在最低點(diǎn)重力勢(shì)能最小，動(dòng)能為零，所以彈性勢(shì)能最大；在平衡位置，動(dòng)能最大，由于彈簧發(fā)生形變，彈性勢(shì)能不為零．由此可知D正確．6．答案C7．答案AD解析由x＝Asineq\f(π,4)tm知周期T＝8s．第1s末、第3s末、第5s末分別相差2s，恰好是eq\f(1,4)個(gè)周期．根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象中的對(duì)稱(chēng)性可知A、D選項(xiàng)正確．8．答案AC解析由振動(dòng)圖象可得，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為8s，A項(xiàng)對(duì)；振幅為2cm，B項(xiàng)錯(cuò)；4s末質(zhì)點(diǎn)經(jīng)平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，速度為負(fù)向最大，加速度為零，C項(xiàng)對(duì)；10s末質(zhì)點(diǎn)在正的最大位移處，加速度為負(fù)，速度為零，D項(xiàng)錯(cuò)．9．答案BC解析由題圖知：T甲＝T乙，則擺長(zhǎng)相等，但A甲＝2A乙，x甲＝2sin(ωt＋eq\f(π,2))cm，x乙＝sinωtcm，故B、C項(xiàng)正確．而單擺周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，A項(xiàng)錯(cuò)誤．由題圖可知，在任何相等的時(shí)間內(nèi)，兩擺球通過(guò)的路程不一定具有s甲＝2s乙的關(guān)系，故D錯(cuò)誤．10．答案AB解析由題圖知甲、乙兩擺的振幅分別為2cm、1cm，故選項(xiàng)A正確；t＝2s時(shí)，甲擺在平衡位置處，乙擺在振動(dòng)的最大位移處，故選項(xiàng)B正確；由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，得到甲、乙兩擺的擺長(zhǎng)之比為1∶4，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因擺球擺動(dòng)的最大偏角未知，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．二、實(shí)驗(yàn)題(本大題共2小題，共13分)11.答案eq\r(\f(x2－x1,a))解析由于紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)x1和x2所用時(shí)間均等于彈簧振子的振動(dòng)周期T，由勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律知x2－x1＝aT2，所以T＝eq\r(\f(x2－x1,a)).12．答案(1)(2)abe解析(1)(18＋6×mm＝18.6mm(2)擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長(zhǎng)一些，擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的，都是為了更加符合單擺的構(gòu)成條件，故a、b是正確的；擺線相距平衡位置的角度，以不大于5°為宜，故c是錯(cuò)誤的；拉開(kāi)擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5°，釋放擺球，當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后，從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間Δt，則單擺周期T＝eq\f(Δt,50)，故d錯(cuò)，e對(duì)．三、計(jì)算題(本大題共4小題，共47分．要有必要的文字說(shuō)明或解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13．答案(1)b、e、f(2)d、e(3)4cm解析(1)分析圖象可得a、b、e、f的位移均為1cm.c、d點(diǎn)的位移都是－1cm，故與a點(diǎn)位移相同的點(diǎn)有b、e、f三點(diǎn)．(2)由(1)可知，圖象上的a、b、e、f點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到同一位置，圖象上的c、d點(diǎn)對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的另一位置，故以上6個(gè)點(diǎn)的速度大小相等．再結(jié)合圖象可以判斷a、b、c、d、e、f6個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向分別為向上、向下、向下、向上、向上和向下．故與a點(diǎn)有相同速度的點(diǎn)為d點(diǎn)和e點(diǎn)．(3)圖象上從a點(diǎn)到b點(diǎn)，對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處先來(lái)到2cm處又返回到1cm處，通過(guò)的路程為2cm.從b點(diǎn)到c點(diǎn)，對(duì)應(yīng)質(zhì)點(diǎn)從正方向1cm處經(jīng)平衡位置運(yùn)動(dòng)到負(fù)方向1cm處，通過(guò)的路程也為2cm，故從a點(diǎn)到c點(diǎn)總共通過(guò)的路程為4cm.14．答案(1)x＝5sineq\f(π,2)tcm(2)見(jiàn)解析(3)05m解析(1)由振動(dòng)圖象可得：A＝5cm，T＝4s，φ＝0則ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(π,2)rad/s故該振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為：x＝5sineq\f(π,2)tcm.(2)由題圖可知，在t＝2s時(shí)振子恰好通過(guò)平衡位置，此時(shí)加速度為零，隨著時(shí)間的延續(xù)，位移值不斷增大，加速度的值也變大，速度值不斷變小，動(dòng)能減小，彈性勢(shì)能逐漸增大．當(dāng)t＝3s時(shí)，加速度的值達(dá)到最大，速度等于零，動(dòng)能等于零，彈性勢(shì)能達(dá)到最大值．(3)振子經(jīng)過(guò)一個(gè)周期位移為零，路程為5×4cm＝20cm，前100s剛好經(jīng)過(guò)了25個(gè)周期，所以前100s振子位移x＝0，振子經(jīng)過(guò)的路程s＝25×20cm＝500cm＝5m.15．答案(1)9.78m/s2(2)s解析(1)周期T＝eq\f(t,n)＝eq\f(284,100)s＝s．由周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得g＝eq\f(4π2l,T2)＝eq\f(4××2,