（浙江专用）2016-2017高中物理 第十一章 机械振动章末检测卷 新人教版选修3-4.doc

第十一章 机械振动 (时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义，有以下几种说法，其中正确的是()a回复力第一次恢复为原来的大小和方向所经历的过程b速度第一次恢复为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为原来的大小所经历的过程d速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程答案d2一弹簧振子的振动周期为0.25 s，从振子由平衡位置向右运动时开始计时，则经过0.17 s，振子的振动情况是()a正在向右做减速运动 b正在向右做加速运动c正在向左做加速运动 d正在向左做减速运动解析由题意知t0.17 s处于t和t之间，即质点从平衡位置向左远离平衡位置振动，所以做减速运动，故选项d正确。答案d3弹簧振子在做简谐运动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的()a速度与位移方向一定相反b加速度与速度方向可能相同c位移可能在减小d回复力一定在增大解析振子的速率在减小，说明振子正在向远离平衡位置方向移动，速度与位移的方向相同，选项a错误；因为加速度与位移方向相反，故此时加速度与速度方向相反，选项b错误；振子的位移正在增大，选项c错误；根据fkx可知，回复力一定在增大，选项d正确。答案d4一根弹簧原长为l0，挂一质量为m的物体时伸长x。当把这根弹簧与该物体套在一光滑水平的杆上组成弹簧振子，且其振幅为a时，物体振动的最大加速度为()a. b. c. d.解析振子的最大加速度a，而mgkx，解得a，b项正确。答案b5一个摆长约1 m的单摆，在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能大，应选用的驱动力是()解析单摆的周期为t2 s，驱动力的频率应尽可能接近系统的固有频率，c对。答案c6如表所示为某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则固有频率可能为()驱动力频率/hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3a.f固40 hz bf固70 hzc50 hzf固60 hz d以上选项都不对答案c7如图1甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期t2 s，从最低点位置向上运动时开始计时，在一个周期内的振动图象如图乙所示，关于这个图象，下列说法正确的是()图1at1.25 s，振子的加速度为负，速度也为负bt1 s，弹性势能最大，重力势能最小ct0.5 s，弹性势能为零，重力势能最小dt2 s，弹性势能最大，重力势能最小解析由题图可知t1.25 s时，位移为正，加速度为负，速度也为负，a正确；竖直方向的弹簧振子，其振动过程中机械能守恒，在最高点重力势能最大，动能为零；在最低点重力势能最小，动能为零，所以弹性势能最大；在平衡位置，动能最大，由于弹簧发生形变，弹性势能不为零。由此可知d正确。答案ad8如图2所示为质点的振动图象，下列判断中正确的是()图2a质点的振动周期是8 sb振幅是2 cmc4 s末质点的速度为负，加速度为零d10 s末质点的加速度为正，速度为零解析由振动图象可得，质点的振动周期为8 s，a项对；振幅为2 cm，b项错；4 s末质点经平衡位置向负方向运动，速度为负向最大，加速度为零，c项对；10 s末质点在正的最大位移处，加速度为负，速度为零，d项错。答案ac9如图3所示为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象，由图象可知()图3a两摆球质量相等b两单摆的摆长相等c两单摆振幅相等d在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s甲2s乙答案b10如图4所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是()图4a甲、乙两摆的振幅之比为21bt2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零c甲、乙两球的摆长之比为41d甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等解析由题图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项a正确；t2 s时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项b正确；由单摆的周期公式t2，得到甲、乙两摆的摆长之比为14，故选项c错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项d错误。答案ab二、非选择题(本题共6小题，共50分)11(4分)如图5甲所示，固定的光滑半球形容器内壁装有压力传感器，小滑块(可视为质点)沿容器内壁在竖直平面内来回滑动，滑块到达的最高点a、b与半球形容器的球心o的连线与竖直方向的夹角相等，且均小于5，图乙表示滑块对容器压力f随时间t的变化图象，重力加速度g取10 m/s2，则滑块运动的周期为_ s；容器的半径为_ m；图乙中t0时刻，滑块位于_。(选填“最高点”、“最低点”、“介于最高点与最低点之间”)图5答案0.1最高点12(6分)某同学利用单摆测量重力加速度。为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_。a组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球b组装单摆须选用轻且不易伸长的细线c实验时须使摆球在同一竖直面内摆动d摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大图6如图6所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期t1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期t2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离l。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g_。解析应选用密度较大且直径较小的摆球，a错；在摆动中要尽力保证摆长不变，故应选用不易伸长的细线，b对；摆动中要避免单摆成为圆锥摆，摆球要在同一竖直面内摆动，c对；摆动中摆角要控制在5以内，所以d错。设两次摆动时单摆的摆长分别为l1和l2，则t12，t22，则l(tt)，因此，g。答案bc13(8分)弹簧振子以o点为平衡位置在b、c两点之间做简谐运动，b、c相距20 cm。某时刻振子处于b点，经过0.5 s，振子首次到达c点，求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小；解析(1)由题意可知，振子由bc经过半个周期，即0.5 s，故t1 s，f1 hz。(2)振子经过1个周期通过的路程s10.4 m。振子5 s内振动了五个周期，回到b点，通过的路程：s5s12 m。位移大小x10 cm0.1 m。答案(1)1 s1 hz(2)2 m0.1 m图714(10分)如图7所示为一弹簧振子的振动图象，求：(1)该振子简谐运动的表达式；(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s内的总位移是多少？路程是多少？解析(1)由振动图象可得：a5 cm，t4 s，0则 rad/s故该振子做简谐运动的表达式为：x5sint cm。(2)由题图可知，在t2 s时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移不断增大，加速度不断增大，速度不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大。当t3 s时，加速度达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值。(3)振子经过一个周期位移为零，路程为54 cm20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前100 s内振子位移x0，振子路程s2025 cm500 cm5 m。答案(1)x5sint cm(2)见解析(3)05 m15(10分)如图8所示是一个单摆的共振曲线。图8(1)若单摆所处环境的重力加速度g取9.8 m/s2，试求此摆的摆长；(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的“峰”将怎样移动？解析(1)由图象知，单摆的固有频率f0.3 hz。由f得l m2.8 m(2)由f知，单摆移动到高山上，重力加速度g减小，其固有频率减小，故共振曲线的“峰”将向左移动。答案(1)2.8 m(2)向左移动16(12分)一个摆长为2 m的单摆，在地球上某地摆