高中物理 滾動檢測1 簡諧運動 魯科版選修3-4

【創(chuàng)新設(shè)計】-高中物理滾動檢測1簡諧運動魯科版選修3-4一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分)1.如圖1所示，彈簧振子以O(shè)為平衡位置，在B、C間振動，則 ()．A．從B→O→C→O→B為一次全振動 B．從O→B→O→C→B為一次全振動C．從C→O→B→O→C為一次全振動D．OB的大小不一定等于OC圖1解析O為平衡位置，B、C為兩側(cè)最遠點，則從B起經(jīng)O、C、O、B路程為振幅的4倍，為一次全振動，即A對；若從O起經(jīng)B、O、C、B路程是振幅的5倍，超過一次全振動，B錯；若從C起經(jīng)O、B、O、C路程為振幅的4倍，C對；因彈簧振子不考慮摩擦，振幅不變，D錯．答案AC2．關(guān)于簡諧運動的下述各物理量，說法正確的是 ()．A．振幅是由平衡位置指向最大位移處的一個矢量B．周期和頻率的乘積為一常量C．振幅越大，周期越長D．振幅越小，頻率越大解析振幅等于最大位移的數(shù)值，周期、頻率與振幅無關(guān)，B正確．答案B3．下列關(guān)于單擺的說法，正確的是 ()．A．單擺擺球從平衡位置運動到正向最大位移處時的位移為A(A為振幅)，從正向最大位移處運動到平衡位置時的位移為－AB．單擺擺球的回復力等于擺球所受的合外力C．單擺擺球的回復力是擺球重力沿圓弧切線方向的分力D．單擺擺球經(jīng)過平衡位置時加速度為零解析簡諧運動中的位移是以平衡位置作為起點，擺球在正向最大位移處時位移為A，在平衡位置時位移應(yīng)為零；擺球的回復力由重力沿圓弧切線方向的分力提供；合外力在擺線方向的分力提供向心力，擺球經(jīng)最低點(振動的平衡位置)時回復力為零，但向心力不為零，所以合外力不為零．(擺球到最高點時，向心力為零，回復力最大，合外力也不為零)．答案C4．彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，在振子向平衡位置運動的過程中()．A．振子所受的回復力逐漸增大B．振子的位移逐漸增大C．振子的速度逐漸減小D．振子的加速度逐漸減小解析振子的位移指由平衡位置指向振動物體所在位置的位移，因而向平衡位置運動時位移逐漸減?。貜土εc位移成正比，故回復力也減?。膳ｎD第二定律a＝eq\f(F,m)得，加速度也減小，物體向平衡位置運動時，回復力與速度方向一致，故物體的速度逐漸增大．答案D5.如圖2所示，一彈簧振子在A、B間做簡諧運動，平衡位置為O，已知振子的質(zhì)量為M，若振子運動到B處時將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，且m和M無相對運動而一起運動，下述正確的是()．圖2A．振幅不變 B．振幅減小C．最大動能不變 D．最大動能減小解析振子運動到B點時速度恰為0，此時放上m，系統(tǒng)的總能量即為此時彈簧儲存的彈性勢能，由于簡諧運動中機械能守恒，所以振幅保持不變．因此選項A正確、B錯誤；由于機械能守恒，最大動能不變，所以選項C正確、D錯誤．答案AC6．一個水平方向做簡諧運動的彈簧振子的振動周期是0.025s，當振子從平衡位置開始向右運動，在0.17s時刻，振子的運動情況是()．A．正在向左做減速運動 B．正在向右做加速運動C．加速度正在減小 D．動能正在減小解析0.17s包含的周期數(shù)N＝eq\f(t,T)＝eq\f(0.17s,0.025s)＝6eq\f(4,5)，即0.17s時刻振子處在平衡位置左側(cè)且正在向平衡位置運動，也就是正在向右加速運動，速度增大，動能增大，由于位移減小，所以加速度減小，故A、D錯誤，B、C正確．答案BC7.如圖3所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩個物體分別做簡諧運動時的圖象，則()．A．甲、乙物體的振幅分別是2m和B．甲的振動頻率比乙的大C．前2s內(nèi)兩物體的加速度均為負值D．第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大圖3解析由圖象知，甲、乙的振幅分別為2cm和1cm，A錯誤；8s內(nèi)甲完成2次全振動，乙完全1次全振動，B正確；前2s內(nèi)，甲、乙的位移均為正，所以加速度均為負值，C正確；第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移處，加速度最大，D答案BCD8.如圖4所示，一輕彈簧與一物體組成彈簧振子，物體在同一條豎直線上的A、B間做簡諧運動，O點為平衡位置，C為AO的中點，已知OC＝h，振子周期為T，某時刻物體恰好經(jīng)過C點并向上運動，則從此時刻開始計時()．圖4A．t＝eq\f(T,4)時刻，物體回到C點B．Δt＝eq\f(T,2)時間內(nèi)，物體運動的路程為4hC．t＝eq\f(3T,8)時刻，物體的振動位移為0D．t＝eq\f(3T,8)時刻，物體的運動方向向下解析由于物體在OC段的平均速度大于CA段的平均速度，有tOC＜tCA，又知tOC＋tCA＝eq\f(1,4)T，則2tCA＞eq\f(1,4)T，因此，物體從C點向上運動到再回到C點所用的時間大于eq\f(T,4)，A錯誤；Δt＝eq\f(T,2)時間內(nèi)，物體運動的路程為2A，即為4h，B正確；由于從C→A→O的時間大于eq\f(3T,8)，因此物體處在從A→O的運動過程中，故C錯誤，D正確．答案BD9.將一單擺向左拉至水平標志線上，從靜止釋放，當擺球運動到最低點時，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向右擺動．用頻閃照相機拍到如圖5所示的單擺運動過程的頻閃照片，以下說法正確的是()．圖5A．擺線碰到障礙物前后的擺長之比為9∶4B．擺線碰到障礙物前后的擺長之比為3∶2C．擺線經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大D．擺線經(jīng)過最低點時，角速度變大，半徑減小，擺線張力不變解析由頻閃照片可知擺線碰到障礙物前后的周期之比為3∶2，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))，得擺線碰到障礙物前后的擺長之比9∶4，故A正確、B錯誤；擺線經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑減小，角速度變大，根據(jù)牛頓第二定律有：F－mg＝meq\f(v2,l)，得F＝mg＋meq\f(v2,l)，擺線經(jīng)過最低點時，半徑減小，擺線張力變大．答案AC10.勁度系數(shù)為20N/m的水平彈簧振子，它的振動圖象如圖6所示，則圖象上的P點反映出此時刻()．A．彈簧振子的運動方向沿x正方向B．振子所受彈力為0.5N，其方向沿x負向圖6C．由t＝0到圖象上P點時刻振子所經(jīng)過的路程為37.5D．由t＝0到圖象上P點所示時刻的這段時間內(nèi)，振子運動的位移為2.5解析P點稍后的時刻，質(zhì)點的正向位移大于xP＝2.5cm，所以可以判定質(zhì)點在tp時刻運動方向沿x正方向，故A正確；由圖象可知P點在x軸上方，則位移xP＝＋2.5cm，則F＝－kx＝－20×2.5×10－2N＝－0.5N，“－”號表示方向沿x負向，故B正確；在0～3.5s這段時間內(nèi)，振子所通過的路程為eq\f(3.5,2)×4×5cm＝35cm，3.5s末到tP的這段時間內(nèi)再通過2.5cm，所以路程為37.5cm，故C正確；位移是矢量，此段時間內(nèi)，x＝－2.5cm，其大小為2.5cm，方向沿答案ABC二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11．(15分)下表是用單擺測定重力加速度實驗中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長l/m0.40.50.60.81.01.2周期T2/s21.62.22.43.24.04.8(1)利用上述數(shù)據(jù)，在如圖7所示的坐標中描出lT2圖象．(2)利用圖象，求T2＝5.2s2時，l＝________m，重力加速度g＝________m/s2.描點作出圖象，求出圖象的斜率，根據(jù)斜率求出l和g.圖7解析(1)利用描點法畫出圖象如圖所示．(2)由T＝2πeq\r(\f(l,g))得：l＝eq\f(g,4π2)T2，直線斜率k＝eq\f(g,4π2)，由圖象可知k＝eq\f(1,4).當T2＝5.2s2時，l＝kT2＝1.3m由k＝eq\f(g,4π2)得：g＝4π2k＝π2≈9.86m/s2.答案(1)見解析圖(2)1.39.8612．(15分)一質(zhì)點做簡諧運動，其位移和時間的關(guān)系如圖8所示．(1)求t＝0.25×10－2s時的位移；圖8(2)從t＝1.5×10－2s到t＝2×10－2s的振動過程中，質(zhì)點的位移、速度如何變化？解析(1)由圖可知A＝2cm，T＝2×10－2s則x＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\