广东省揭阳市第一中学高中物理《第11章 机械振动》单元综合试题5 新人教版选修34.doc

广东省揭阳市第一中学高中物理第11章 机械振动单元综合试题5 新人教版选修3-4 (时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法，其中正确的是()a回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程b速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程c动能或势能第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程d速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程解析：选d.物体完成一次全振动，是一次完整的振动过程物体回到原位置，位移、速度、回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同因此d正确2. 一个弹簧振子在a、b间做简谐运动，如图113所示，o是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t0)，经过周期，振子具有正方向的最大加速度，那么图114中的四个xt图象能正确反映运动情况的是()解析：选d.由题意可知当tt时，振子具有正向最大加速度，也就是位移负向最大，所以d正确3. (2011年烟台高二检测)如图115所示是一做简谐运动物体的振动图象，由图象可知物体速度最大的时刻是()图115at1bt2ct3 dt4答案：b4(原创题)2011年3月11日14时46分，日本宫城县和岩手县等地发生9.0级地震，导致很多房屋坍塌，场景惨不忍睹，就此事件，下列说法正确的有()a所有建筑物振动周期相同b所有建筑物振幅相同c建筑物的振动周期由其固有周期决定d所有建筑物均做受迫振动解析：选ad.地面上的所有建筑物都在同一驱动力下做受迫振动，它们的振动周期都与驱动力的周期相同，与其固有周期无关，故a、d正确，c错误由于不同的建筑物固有周期不尽相同，所以做受迫振动时，它们的振幅不一定相同，b错误5如图116所示为水平面内振动的弹簧振子，o是平衡位置，a是最大位移处，不计小球与轴的摩擦，则下列说法正确的是()图116a每次经过o点时的动能相同 b从a到o的过程中加速度不断增加c从a到o的过程中速度不断增加d从o到a的过程中速度与位移的方向相反解析：选ac.简谐运动中机械能守恒，故振子每次过o点时动能相同，a对；从a到o过程中位移逐渐减小，而振子的加速度大小与位移大小成正比，故加速度也逐渐减小，b错；a到o过程中振子的合力(回复力)做正功，振子速度增加，c对；o到a过程中，振子向右运动，位移也向右，故速度与位移方向相同，d错6(2011年沈阳高二检测)如图117所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象已知甲、乙两个振子质量相等，则()图117a甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cmb甲、乙两个振子的相位差总为c前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值d第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大解析：选ad.两振子的振幅a甲2 cm，a乙1 cm，a 对；两振子的频率不相等，相位差为一变量，b错；前2 s内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，c错；第2 s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处加速度最大，d对7. 如图118所示，光滑槽半径远大于小球运动的弧长，今有两个小球同时由图示位置从静止释放，o点为槽的最低点，则它们第一次相遇的地点是()图118ao点bo点左侧co点右侧 d无法确定解析：选a.两球释放后到槽最低点前的运动为简谐运动且为单摆模型其周期t2，从释放到最低点o的时间t相同，所以在o点相遇，选项a正确8如图119所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过m、n两点，历时1 s，质点通过n点后再经过1 s又第2次通过n点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为()图119a3 s,6 cm b4 s,6 cmc4 s,9 cm d2 s,8 cm解析：选b.因质点通过m、n两点时速度相同，说明m、n两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由n到最大位移，与由m到最大位移的时间相等，即t10.5 s，则tmn2t12 s，即t4 s，由过程的对称性可知：质点在这2 s内通过的路程恰为2a，即2a12 cm，a6 cm，故b正确9. 弹簧振子在aob之间做简谐运动，如图1110所示，o为平衡位置，测得ab间距为8 cm，完成30次全振动所用时间为60 s则()图1110a振动周期是2 s，振幅是8 cmb振动频率是2 hzc振子完成一次全振动通过的路程是16 cmd振子过o点时计时，3 s内通过的路程为24 cm答案：cd10一个摆长为l1的单摆，在地面上做简谐运动，周期为t1，已知地球质量为m1，半径为r1，另一摆长为l2的单摆，在质量为m2，半径为r2的星球表面做简谐运动，周期为t2，若t12t2，l14l2，m14m2，则地球半径与星球半径之比r1r2为()a21 b23c12 d32解析：选a.在地球表面单摆的周期t12 在星球表面单摆的周期t22 又因为ggg联立得 .二、实验题(本题共2小题，11题6分，12题8分，共14分把答案填在题中横线上)11(2011年高考福建理综卷)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图1111所示，则该摆球的直径为_cm.图1111(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_(填选项前的字母)a把单摆从平衡位置拉开30的摆角，并在释放摆球的同时开始计时b测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为c用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 d选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小解析：(1)游标卡尺读数为0.9 cm70.1 mm0.97 cm(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过10，并从平衡位置计时，故a错误；若第一次过平衡位置计为“0”则周期t，若第一次过平衡位置计为“1”则周期t，b错误；由t2得g，其中l为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g偏大，故c正确；为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大体积较小的摆球，故d错误答案：(1)0.97(2)c12(2011年大同高二检测)(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是_a选细线做为摆线b单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内c拴好摆球后，令其自然下垂时测量摆长d计时起止时刻，选在最大摆角处(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是_. a测摆线长时摆线拉得过紧b摆线上端悬点末固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了c开始计时时，秒表过迟按下d实验中误将49次全振动记为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期t，从而得出一组对应的l与t的数据，再以l为横坐标，t2为纵坐标，将所得数据连成直线如图1112所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g_(用k表示)图1112答案：(1)abc(2)b(3)三、计算题(本题共4小题，共36分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(6分)(2011年高考江苏卷)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期t.解析：单摆周期公式t2，且klmg解得t2.答案：见解析14(8分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间关系如图1113所示图1113(1)求t0.25102 s时的位移(2)从t0到t8.5102 s的时间内，质点的路程、位移各为多大？解析：(1)由图象可知t2102 s，横坐标t0.25102 s时，所对应的纵坐标xacost2cos1000.25102 cm1.414 cm.(2)因振动是变速运动，因此只能利用其周期性求解即一个周期内通过的路程为4个振幅，本题中t8.5102 st，所以通过的路程为4a17a172 cm34 cm，经个周期振子回到平衡位置，位移为零答案：(1)1.414 cm(2)34 cm015(10分)有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度已知该单摆在海平面处的周期是t0.当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为t，求该气球此时离海平面的高度h，把地球看成质量均匀分布的半径为r的球体解析：设单摆的摆长为l，地球的质量为m，则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分别为：gg，ghg据单摆的