新课标人教版3-4选修三第十二章《机械波》单元试题8

1、学年高二新课程物理单元过关检测卷（选修3-4 一）编审：百校联盟考试研究中心第一单元机械振动（9分钟10分）一.选择题（本题共 10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中，有的只有一个 是正确的，有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的 得4分，部分选对的得 2分，有错选或不选的得 0分）1弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中，逐渐增大的 物理量是（）A、振子所受的回复力B、振子的位移C、振子的速度D、振子的加速度2图1表示一个弹簧振子作受迫振动时的振幅与驱动力频率之间的 关系，由此可知（AB.C.D.）f2时，它处于共振状态f3时，

2、振子振动的频率为f2振子振动频率为 驱动力的频率为 假如撤去驱动力让振子作自由振动，它的频率是 振子作自由振动时，频率可以是2、A B C D当摆角很小时（10），单摆的振动是简谐运动， 摆球重力与摆线拉力的合力 摆线拉力沿圆弧切线方向的分力摆球重力、摆线拉力及摆球所受向心力的合力 摆球重力沿圆弧切线方向的分力如图2所示，是一个单摆（0 Lb，将它们都拉离竖直方向一个很小的角度二然后释放，那么这两个摆球到达最低点时的速度：的大小和经历时间t应满足图3A .;AB,tAtBB .AB，tAVtBC :AV b,tAVtBD AVB,tAtB10.如图5所示，在质量为M的木箱顶部用一轻弹簧悬挂质量

3、均为 B两物体，箱子放在水平地面上，平衡后剪断A、B间细线，此后 A将做简谐运动。当A运动到最高点时，木箱对地面的压力为 ()A. MgB. (M -m)gC. (M m)gD. (M 2m)g图5填空题(本题共3小题，每题4分，满分12分；将正确、完整的答案填入相应的横线中。)11. 一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8 cm ,频率为0.5 Hz,在t = 0时，位移是4 cm,且向x轴负方向运动，则用正弦函数表示的振动方程为 12. 一水平弹簧振子的小球的质量m = 5kg，弹簧的劲度系数为50N/m，振子的振动图象如图6所示，在t =1.25s时，小球的加速度大小为，方向; 在 t = 2

4、.75 s时小球 的加速度大小为 , 速度的方向为图6丁丙13某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量不同摆长情况下单摆的振动周期,并以L为横坐标，T2为纵坐标，做出了 T2_L图线，如图7所示，由此图线可知重力加速度为 。三科学探究与实验（本题共2小题，满分10分）14. （ 1）用如图8甲所示实验装置演示单摆的振动图象，细沙从摆 动的漏斗的底部均匀下落，纸板沿着跟摆动方向垂直的方向匀速移动， 落在纸板上的沙排成粗细变化的一条曲线如图8乙，观察这条细沙曲线,找出其形态特征，并由此说明这个沙摆的摆动规律。（要求列出两条， 为叙述方便，可在图上标注字母） 细沙曲线 ，说明沙摆 ; 细沙曲线，说

5、明沙摆。（2 ）但有两位位同学分别使用同一套仪器观察单摆作简谐运动时的振动图象，已知两人实验时都未重新调整摆长， 落在木板上的细砂形成的曲线如图8丙、丁所示.两曲线不同的原因是，15 在“用单摆测定重力加速度”的实验中 除用铁夹、铁架台、带中心孔的金属小球和细线这些器材外，还需要用到的测量仪 器有：。 本实验中，如下哪些措施是必要的 A 测周期时，单摆的摆角应大于10oB测周期时，应取摆球通过最低点处来测量摆球全振动3050次的时间C.装置单摆时，摆线应尽可能长些，摆球应尽可能小些而质量大些，且用夹板夹紧摆 线D 测摆长时，应将单摆悬挂起来，用刻度尺和游标卡尺测出摆球球心到悬点的距离E.测摆长

6、时，为了测量方便，应将单摆放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆 线某点O的长度作为摆长，然后将单摆从 O点吊起。如果在实验中误将摆线长度当成了摆长，那么所测重力加速度将 (偏大”偏小”。如果在实验中，误将振动31次的时间计成了 32次的时间，那么所测重力加速度将(偏大”、偏小”。四、题：本题包括 4个小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步 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。根据图象所给的数据，试求:振幅； 周期； 单摆的摆长；A、B、C三点所表示的对应位置中，在16. (8分)如图9所示是一个单摆的振动图象,(1)(2)它们

7、的方向如何(3)(4) 哪个位置上摆球的速度最大，在哪个位置上回复力 产生的加速度最大？2(g=9.8m/s)17. ( 10分)如图10所示，在0点悬有一细绳，绳上串着一个 小球B,并能顺着绳子滑下， 在0点正下方有一半径为 R的光滑圆弧轨道，圆心位置恰好在 0点，在弧形轨道上接近 0处有另一个小球 A ,令A、B两球同时开始无初速释放，假如A球第一次到达平衡位置时正好能够和B球碰上，则B球与绳之间的摩擦力与 B球重力大小之比是多少？(计算时取 二2 =10 , g = 10m/s2)图10图1118. (10分)如图11所示，质量为 m的密度计，上部粗细均匀,横截面积为S，漂浮在密度为 T

8、的液体中现将密度计轻轻按下 一段后放手，密度计上、下起伏若不计液体的阻力，试证明密 度计做的是简谐振动.19. （10分）将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图14甲表示小滑块（可视为质点）沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、A之间来回滑动， 代A点与0点连线与竖直方向之间夹角相等且都为二，二很小。图14乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线，且图中t二0为滑块从A点开始运动的时刻， 试根据力学规律和题中（包括图中）所给的信息。求：（1）容器的半径；（2 ）小滑块的质量；（3）滑块运动过程中的守恒量。F/N40.51QO 123 门岳* &图（14）出二0.495参考

9、答案CD 9.A10. A1. C 2. A 3. D 4. C 5. B 6. BC 7. A 8.盂二 0,08 sin（晅 +兀）11. ；12.解析：对于水平的弹簧振子提供回复力的是弹簧的弹力，所以加速度a二m由图象可知，T =2s ,故2.75 s时与0.75 s的振动情况相同。当t = 1.25 s时，X = -0.6m, .kx2所以加速度a6m/s，方向沿x由正方向。由图象可知，2.75 s时与0.75 s时的位m移都是零，故该时刻加速度为零，其速度方向沿x由负方向。213.答案：g = 9.86m/s解析由单摆周期公式T =2二L可得T2 gL,所以T 2 - L图线是过坐标

10、原点的一条直线，直线斜率是k =T24二2。24 -4 :由图象求得直线斜率为k=4.00(3.14)244.002=9.86m/ s 。14.答案：（1）两侧粗（沙多）中间细（沙少）经过平衡位置时速度大。沿轴00方向呈周期性（重复性）分布摆动周期不变（2 丙拉动木板的速度比丁拉动木板的速度小，两人开始拉动木板的时间不同.提示：（1）根据简谐运动的特点，在平衡位置速度大，沙量少，最高点速度为零，沙量多。 由乙图可知，曲线呈周期性变化。（2）从丙、丁图可看出，刚开始振动时丙在平衡位置，丁在最大位移处，即两人开始拉 动木板的时间不同.15. （1）刻度尺、游标卡尺、秒表（ 2） ABCD （3）偏

11、小 偏大16. 解析：（1）振幅A=8cm （1分）（2）周期 T=2s （ 1 分）（3）由T =2二l可得，摆长丨=1m （4分）（4） A、B、C三点中：A点对应的位置速度最大，方向为正方向；C点对应的位置加速度最大，方向为负方向。（2分）17解析 圆弧轨道运动的小球 A接近O运动，故可看做单摆模型。A球作简谐运动，由周期公式得 A到O的时间R （ 3分）42 V gB球作匀变速运动从O到O的时间为t2R,由题意得t（2分）解得”勢甘的如怡2 ,（1分）对于小球B,由牛顿第二定律得：mg - f = ma （2 分）得：mgm(g -a)mg10 -810=0.2。(2 分)18解析：简

12、谐振动的重要特征是回复力大小与位移大小成正比，与位移方向相反.取向下为正方向，液面为平衡位置.密度计静止时，受重力mg和浮力F0 ,且有Fo = mg ;即mg - ；-Vog，其中V。是密度计静止时浸没在液体中的体积.(2 分)当密度计向下位移为x时，所受浮力为：F二(Vo Sx)g ,回复力为：F回二 _F mg 二- ?Sg x ； ( 3 分)当密度计向上位移为-x时，所受浮力为：F :(V0 - Sx)g ,回复力为：F回二F mg - - -Sg （-x） ；（ 3 分）令Sg = k，则恒有：F回-kx，密度计所受回复力与位移成正比，方向相反，故密度计的振动是简谐振动.(2分)（1 分）了得R2g1m（2 分）(2 )在