章末检测试卷(第十一章)

1、章末检测试卷（第十一章）（时间：90分钟满分：100分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分）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 D.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

2、做减速运动答案 D13解析 由题意知t = 0.17 s处于2T和4T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.3.（多选）下列说法中正确的是（）A .一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，则该物体做的是匀变速直线运动B .若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原1来的2，则单摆振动的频率将不变，振幅变小c 做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度不一定相同D .单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，则外力的频率越大，单摆的振幅越大答案 BC解析 简谐运动的回复力时刻在变化着，所以物体受到的合力时刻在变化着，不是匀变速

3、直 线运动，A错误；根据单摆的周期公式T = 2詁g可知，单摆的周期与摆球的质量和速度无关；当摆球在平衡位置的速度减为原来的二分之一时，据机械能守恒可知， 摆球的高度变小，即振幅变小，故B正确；做简谐运动的物体， 当它每次经过同一位置时， 速度方向可能不同,但是速度大小一定相同，C正确；根据共振知识可得：单摆在周期性的外力作用下做受迫振动，当外力的频率与固有频率相同时，单摆的振幅最大，故D错误.4一根弹簧原长为lo,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 TOC o 1-5 h z 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 （重力加速度为g）（）A

4、 AgA. i0答案B.Ag C.严 D.嘤xIoAB解析振子的最大加速度 a 不，而mg= kx,解得a= A, B项正确. TOC o 1-5 h z 5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（）答案C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. TOC o 1-5 h z （多选）把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置0在A、B间振动，如图1所示，下列结论正确的是 （）图1A .小球在0位置时，动能最大，加速度最小B .小球在A

5、、B位置时，势能最大，加速度最大C .小球从A经0到B的过程中，回复力一直做正功D .小球从B到0的过程中，振动的能量不断增加答案 AB解析 小球在平衡位置时动能最大，加速度为零，因此A选项正确.小球在 A、B位置时,势能最大，加速度最大，因此B选项正确.小球靠近平衡位置时，回复力做正功；远离平衡位置时，回复力做负功.振动过程中总能量不变，因此C、D选项错误. （多选）如图2甲所示，弹簧振子以 0点为平衡位置，在 A、B两点之间做简谐运动.取向右为正方向，振子的位移 x随时间t的变化图象如图乙所示，下列说法正确的是（）图2A . t = 0.8 s时，振子的速度方向向左B . t = 0.2

6、s时，振子在0点右侧6.2 cm处t = 0.4 s和t = 1.2 s时，振子的加速度完全相同t = 0.4 s到t = 0.8 s的时间内，振子的加速度逐渐减小答案 ABD解析 从t= 0.8 s时起，再过一段微小的时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，.5 n故t = 0.8 s时，速度方向向左，A正确；由题中图象得振子的位移x= 12sin t cm，故t = 0.2kxs时，x= 6 ,2 cm，故B正确；t= 0.4 s和t = 1.2 s时，振子的位移方向相反，由a = 一m知，加速度方向相反，C错误；t= 0.4 s到t = 0.8 s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子

7、逐渐 靠近平衡位置，其加速度逐渐变小，故D正确.8 将秒摆（周期为2 s）的周期变为1 s,下列措施可行的是（）A 将摆球的质量减半B .将振幅减半C .将摆长减半1D .将摆长减为原来的匚4答案 D解析 由单摆周期公式 T= 2n :g可以看出，要使周期减半，摆长应减为原来的4（多选）把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上安一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，如图3所示，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是36 r/min.已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列做

8、法正确的是（）图3A .提高输入电压B .降低输入电压C .增加筛子质量D .减小筛子质量答案 AC解析共振筛的工作原理是利用共振现象，当电动偏心轮的转动周期跟筛子的固有周期相等时，就会发生共振.15在题给条件下，筛子振动的固有周期T固=10 s= 1.5 s,电动偏心轮的转动周期（对筛子来说是驱动力的周期）T驱=繁s- 1.67 s.要使筛子振幅增大，就得使这两个周期值靠近，可采用 两种做法：第一，提高输入电压使偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大正确选项为A、C. TOC o 1-5 h z （多选）如图4所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列

9、说法中正确的是（）图4A 甲、乙两摆的振幅之比为2 : 1B . t = 2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零C 甲、乙两摆的摆长之比为4： 1D 甲、乙两摆的摆长之比为2 : 1答案 AB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；t= 2 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 T= 2 n :g，得到甲、乙两摆的摆长之比为 1 : 4,故选项C、D错误.二、填空题（本题共2小题，共12分）（4分）如图5甲所示是演示沙摆运动图象的实验装置，沙摆的运动可看做简谐运动若用手向外拉木板的速度是 0.20 m/s，木板的

10、长度是0.60 m，得到的沙摆运动图象如图乙所示，那么这次实验所用的沙摆的摆长为 m （结果保留两位有效数字，计算时可取g =n2 m/s2）图5答案 0.56解析 由题意可知在木板以0.20 m/s的速度走过0.60 m的过程中，经历的时间为 2T,贝U 2TL=,T = 1.5 s.v口石斤T2g 1.52X n2又由 T= 2 n ： g 得 i= 4n=m .56 m. TOC o 1-5 h z （8分）根据单摆周期公式 T= 2 n ：可以通过实验测定当地的重力加速度如图6所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆.图6（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图7

11、所示，读数为 mm.图7（2）以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有 A 摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些B 摆球尽量选择质量大些、体积小些的C 为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度D 拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 5 在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开 始位置时停止计时，此时间间隔At即为单摆周期T拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间At,则单摆周期T = At50答案 (1)18.6 (2)ABE解析 (1)(18 + 6 x 0.1) m

12、m = 18.6 mm摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，摆球尽量选择质量大些、体积小 些的，都是为了更加符合单摆的构成条件，故A、B是正确的；摆线相距平衡位置的角度，以不大于5。为宜，故C是错误的；拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5 释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做 50次全振动所用的时间At，则单摆周期T = A，故D错，E对.三、计算题(本题共4小题，共48分要有必要的文字说明或解题步骤，有数值计算的要注 明单位)(12分)如图8所示，某质点做简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：图8(1)与a点位移相同的点有哪些？与a点速度相同

13、的点有哪些？图象上从a点到c点，质点经过的路程为多少？答案(1)b、e、f (2)d、e (3)4 cm解析(1)分析题图可得a、b、e、f的位移均为1 cm.c、d点的位移都是一1 cm,故与a点位 移相同的点有b、e、f三点.由(1)可知，题图上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置，题图上的 c、d点对应质点 运动到关于 0点对称的另一位置，故以上6个点的速度大小相等. 再结合题图可以判断 a、b、 c、d、e、f 6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下.故与a点有相同速度的点为d点和e点.(3)题图上从a点到b点，对应质点从正方向 1 cm处先来到2 cm处又返回到

14、1 cm处，通过 的路程为2 cm.从 b点到c点，对应质点从正方向 1 cm处经平衡位置运动到负方向 1 cm处，通过的路程也为2 cm，故从a点到c点总共通过的路程为 4 cm.（12分）如图9所示为一弹簧振子的振动图象，求：图9（1）该振子做简谐运动的表达式；在第2s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？该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？答案（1）x= 5sin n cm 见解析（3）0 5 m解析（1）由振动图象可得：A = 5 cm, T = 4 s, = 0小2 nn则 3= = 2 rad/sn故该振子做简谐运动的表达式

15、为：x= 5sin尹cm.（2）由题图可知，在t = 2 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，位移值不断增大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能减小，弹性势能逐渐 增大当t= 3 s时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值.振子经过一个周期位移为零，路程为5X 4 cm= 20 cm，前100 s刚好经过了 25个周期，所以前100 s振子位移 x= 0,振子经过的路程 s= 25X 20 cm = 500 cm = 5 m.（12分）一个摆长为2 m的单摆，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为284 s.（1）求当地的重力加速度g;把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60 m/s2,则该单摆振动周期约为多少？答案 （1）9.78 m/s2（2）7.02 s解析（1）周期T = n = s= 2.84 s.由周期公式4 斜 4 X 3.142X 2 g= T2 =2.842Tm/s2 9.78 ms2.（12分）如图10所示为用频闪照相的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子振动情况.甲图是振子静止在平衡位置的照片， 乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置 20 mm处，放手后向右1运动;周期内的频闪照片已知频闪的频率为