2019-2020年高中物理第十一章机械振动单元复习与测试新

1、2019-2020 年高中物理第十一章机械振动单元复习与测试新人教版1 关于简谐运动，下列说法正确的是（）A. 简谐运动一定是水平方向的运动B. 所有的振动都可以看作是简谐运动C. 物体做简谐运动时一定可以得到正弦曲线的轨迹线D. 只要振动图象是正弦曲线，物体一定做简谐运动答案： D2 .如图所示装置，在曲轴上悬挂一弹簧振子，若向下拉振子后释放，让其上下振动，周期为 T1.现使把手以周期 T2 匀速转动（T2 T1），当振子振 动稳定后（）A. 弹簧振子振动周期为 T1B. 弹簧振子振动周期为 T2C. 要使弹簧振子振幅增大，可减小把手转速D. 要使弹簧振子振幅增大，可增大把手转速答案： BD

2、3 .一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅 A 与驱动力频率 f 之间的关系如图所示.由图可知（A. 频率为 f2 时，振子处于共振状态B.驱动力频率为 f3 时，受迫振动的振幅比共振小，但振子振动的频率仍为f2C.振子如果做自由振动，它的频率是f2D.振子可以答案： AC4 .如图所示是弹簧振子做简谐运动的振动图象，可以判定A. 从 t1 到 t2 时间内系统的动能不断增大，势能不断减小B. 从 t2 到 t3 时间内振幅不断增大C. t3 时刻振子处于平衡位置处，动能最大D. t1、t4 时刻振子的动能、速度都相同答案： AC5个质点做简谐运动，其振动图象如图所示，下列说法中正确的是A振动周期

3、为 4 sB. 振动频率为 0.25 HzC. 经过 5 s 质点通过的路程为 20 cmD. 5 s 末质点的位移为零答案： ABD6 .如图所示是一简谐运动的振动图象，则下列说法正确的是(A.该简谐运动的振幅为6 cm，周期为 8 sB. 68 s 时间内，振子由负向最大位移处向平衡位置运动C. 图中的正弦曲线表示振子的运动轨迹D.该振动图象对应的表达式为x =3sincm答案： BD7 .一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列叙述正确的是(.v/cm.A.质点的振动频率为4 HzB.在 10 s 内质点经过的路程是20cmC. 在 5 s 末，速度为零，加速度最大D. 在 t = 1.5

4、 s 和 t = 4.5 s 两时刻质点的位移大小相等答案:BCD8 将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线 碰到障碍物，摆球继续向右摆动用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频 闪照片，以下说法正确的是（）A. 摆线碰到障碍物前后的摆长之比为B. 摆线碰到障碍物前后的摆长之比为C. 摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D. 摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变答案： AC9 某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球（如图），他设计的实验步骤是：A.将石块用细尼

5、龙线系好，结点为 N,将尼龙线的上端固定于 0 点；B. 用刻度尺测量 O N 间尼龙线的长度 I 作为摆长；C. 将石块拉开一个a- 5的角度，然后由静止释放；D.从摆球摆到最高点时开始计时，测出30 次全振动的总时间t，由 T= 得出周30期；E.改变 O N 间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的I 和 T；F.求出多次实验中测得的 I 和 T 的平均值作为计算时使用的数据，代入公式g =4T；1求出重力加速度 g.该同学以上实验步骤中存在错误或不当的步骤是 _. （只填写 相应的步骤代号即可）（2）该同学测单摆周期时，应用了 _ （选填“比较法”“放大法”“替代法”“转换）来减小测量误

6、差.该同学用 ON 的长 I 作为摆长，这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏大还是偏小？叫品答案： （1）BDF （2）放大法（3）偏小10 在利用“单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得4n21到只要测出多组单摆的摆长 I 和运动周期 T,作出 T2-1 图象，就可以求出当地的重力加速度理论上T2- I 图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图所示.(1) 造成图象不过坐标原点的原因可能是 _ 円#(2) 由图象求出的重力加速度 g =_ m/s2.(取n2= 9.87):答案： 测摆长时漏掉了摆球半径(2)9.87兀m11 下图甲是一

7、个单摆振动的情形，O 是它的平衡位置， B C 是摆球所能到达的最远位置.设摆球向右运动为正方向.图乙是这个单摆的振动图象.根据图象回答：(1) 单摆振动的频率是多大？(2) 开始时刻摆球在何位置？(3) 若当地的重力加速度为10 m/s2，则这个摆的摆长是多少？答案： (1)1.25 Hz (2)B 点 (3)0.16 m12.简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图(1)所示，在弹簧振子的小球上 安装一支绘图笔 P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P 在纸带上画出的就是小球的振动图象取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的 位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图

8、线如图(2)所示.x/nm(1) 为什么必须匀速拖动纸带？(2) 刚开始计时时，振子处在什么位置？t = 17 s 时振子相对平衡位置的位移是多少？若纸带运动的速度为 2 cm/s，振动图线上 1、3 两点间的距离是多少?（4）_ 振子在s 末负方向速度最大；在s 末正方向加速度最大；2.5s 时振子正在向 _ 方向运动.（5）写出振子的振动方程.答案：（1）在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间（2）左侧最大位移零(3)4 cm2019-2020 年高中物理第章机械振动检测新人教版一、选择题（本大题共 7 个小题，每小题 6 分，共 42 分。在四个选项中，至少有一个选 项符合题目要求，

9、全部选对的得6 分，选不全的得 3 分，有错选或不选的得 0 分）1 水平放置的弹簧振子在做简谐运动时（）A. 加速度方向总是跟速度方向相同B. 加速度方向总是跟速度方向相反C. 振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相反D. 振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相同解析：弹簧振子的运动过程，由两种性质的运动组成；a增大的减速运动和a减小的加速运动。则a与v可以同向，可以反向。振子向平衡位置运动时，a与v同向，做加速运动， 振子离开平衡位置运动时，a与v反向，做减速运动。答案：D2.关于简谐运动的周期，以下说法正确的是（）A 间隔一个周期的两个时刻物体的振动情况完全相同B. 间隔半个

10、周期奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同C. 半个周期内物体动能的变化一定为零D. 个周期内物体势能的变化一定为零解析：根据周期的意义知，物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状态，故A 正确；当间隔半个周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等，方向相反，故B 错误；由于间隔半个周期各矢量大小相等，所以物体的动能必定相等，没有变化，所以C 正确；D显然也正确，所以应选 A、C D(4)3(5)x答案：ACD3. （xx 重庆高考）装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图1 所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管振动的图象中可能正确的是（）解析：装有砂粒

11、的试管受到重力和浮力作用，竖直提起少许时，浮力小于重力，合力向正确。使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为2f4f在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管下。试管释放时，试管处于最高点（正方向最大位移处），将在合力作用下向下（负方向）做加速运动，之后试管将做简谐运动，故试管的振动图象中0 时刻位移为正方向最大值，只有选项 D 正确。答案：D4. 某质点做简谐运动，其位移与时间的关系式为:2n nx= 3sin( t +2)cm，贝 U ()A. 质点的振幅为 3 cmB. 质点振动的周期为C.质点振动的周期为2n丁sD.t= 0.75 s 时刻,质点

12、回到平衡位置解析:由x= 3 sin(罟t+cm 可知，A= 3 cm,2n2n3= f ,T= 3 s, A、B 正确,33C 错误；将t= 0.75 s 代入表达式中可得:x= 0,故t= 0.75 s 时，质点回到平衡位置,答案:ABD5光滑的水平面上叠放有质量分别为m和m/2 的两木块，下方木块与一劲度系数为弹簧相3 所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为图 1%解析：对少木块来讲，随质量为m的木块一起做简谐运动，其最大加速度为a=m2即整体运动的最大加速度为a=乍，则弹簧的最大拉力为（多+n）a=kx，设最大振幅为x=A,2f32fnr2m3f十&A= , C 正确。k k答案

13、：C6砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图4 甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动, 给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示。若用To表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则解析：当把手不动时，砝码的振动是简谐运动，其振动周期等于振子的固有周期，由图象可知，To 4 s,故 A 对，B 错。当把手匀速转动

14、时，砝码做受迫振动，受迫振动的周期等 于驱动力的周期，由图象可知受迫振动的周期为T 8 s，振子做受迫振动时，驱动力的周期与固有周期越接近，振幅越大，驱动力的周期比固有周期大得越多或小得越多，振幅越小，故 C 对 D 错。答案：AC7.将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运 动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动。用频闪照 相机拍到如图 5 所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确 的是（ ）A.摆线碰到障碍物前后的摆A. 由图线可知To 4sB. 由图线可知To 8sC.附近时,D.附近时,Y显著增大;小得多或大得多时,Y很小Y显著增大;小得多或大得多时,Y很小图 5长

15、之比为9 : 4B. 摆线碰到障碍物前后的摆长之比为49.（10 分） 一水平弹簧振子做简谐运动， 其位移和时间关系如图6 所示。则(1)t= 0.25X102s 时的位移为从11= 0 到12= 8.5X102s 的时间内，质点的路程为cm。解析：（1）由图象可知T= 2X102s ,横坐标t= 0.25X102s 时，所对应的纵坐标x2=Acos3t= 2cos 100n X0.25X10cm 1.414 cm。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振幅，本题中t= 8.5X102s=乎所以通过的路程为417X4A=17A=17X2 cm= 34 emoC.

16、摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D. 摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变解析：由频闪照片可知摆线碰到障碍物前后的周期之比为3 : 2,根据T= 2 冗、Jg得摆线碰到障碍物前后的摆长之比 9 : 4，故 A 正确，B 错误；摆线经过最低点时，线速度不变，2 2半径减小，角速度变大，根据牛顿第二定律有：Fmg=片，得F=m叶冲，摆线经过最低点时，半径减小，摆线张力变大，故C 正确，D 错误。答案：AC二、非选择题（本大题共 5 小题，共 58 分。解答题应写出必要的文字说明，方程式和重 要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）&

17、 （8 分）洗衣机脱水缸正常工作时，转速为 2 800 r/min，脱水后由切断电源到电动机停止转动的时间为 16 s。实际中发现 13 s 左右时，洗衣机震荡最为激烈，若切断电源后转速是随时间均匀减小的，则洗衣机振动的固有频率大约是 _ Hz。解析：洗衣机震荡最激烈时，发生共振现象，即洗衣机的固有频率和脱水缸的转动频率相等时发生共振现象，即只要算出13 s 时脱水缸的转动频率即可。由题可知脱水缸的转速是随时间均匀减小的，作出图象可 求得 13 s时的转速为n1,如图所示，r n12 800X3则频率f= 60 =亦厂HZ=875 HZ。答案：8.75求得m= 2 800X3r/mincm。答

18、案：(1) 1.414(2)34由(mA+HB)g=kx，得k=nA+mBg,x亦mA即X1=x= 2.5 cm。mA+mB振幅A=xX1= 12.5 cm。(2)剪断细绳瞬间，A受最大弹力，合力最大，加速度最大。F= (m+m)gmg=mg=mam.am=啤=5g= 50 m/s2。m匕答案：(1)12.5(2)5011. (14 分)(xx 天津高考)某同学用实验的方法探究影响单摆周 期的因素。(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图8 所示。这样做的目的(填字母代号)。(3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m 的单摆进行

19、周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C 均为 30 次全振动的图象，已知sin 5 = 0.087 ,10. (12 分)如图 7 所示，轻弹簧的下端系着m= 500 g，则：系统静止时弹簧伸长x= 15 cm , 未超出弹性限度。若剪断A、B间绳，则A在竖直方向做简谐运动。则:2(g取 10 m/s )则(1)A球振动的振幅为cm，(2)A球的最大加速度为m/s2。解析：(1)设只挂A时弹簧伸长量乂1=罟。A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L= 0.999 0 m ,再用游标卡尺测量摆球