人教版物理选修3-4第十一章《机械振动》单元检测

第十一章单元测试题一、选择题（每题6分，共60分）1、使物体产生振动的必要条件是( )A．物体所碰到的各个力的合力必定指向平衡地址B．物体碰到的阻力等于零C．物体走开平衡地址后碰到回复力的作用，物体所受的阻力足够小D．物体走开平衡地址后碰到回复力F的作用，且F＝－kx（x为对平衡地址的位移）2、关于简谐运动，以下说法正确的选项是( )A．位移的方向总指向平衡地址B．加速度方向总和位移方向相反C．位移方向总和速度方向相反D．速度方向总跟位移方向相同3、如图1所示为一弹簧振子，

O为平衡地址，设向右为正方向，振子在

B、C之间振动时（

）A．B→O位移为负、速度为正B．O→C位移为正、加速度为负图1C．C→O位移为负、加速度为正D．O→B位移为负、回复力为负4、某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝5sint（cm），则以下关于4质点运动的说法中正确的选项是（

）A．质点做简谐运动的振幅为

10cm

B．质点做简谐运动的周期为

4sC．在

t=4s时质点的速度最大

D．在

t=4s

时质点的加速度最大5、关于简谐运动的周期，以下说法中错误的选项是（）A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻物体的振动状况相同B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同C．半个周期内物体的动能变化必然为零D．一个周期内物体的势能变化必然为零6、如图2所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点的竖直线上的O点钉一颗钉子，使OOL，将单摆拉至A处释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与2竖直方向夹角小于10，则此摆的周期是（）LLA．2B．2g2gLLLLC．22gD．2ggg7、如图3所示，图乙中图像记录了单摆中摆球的动能、势能随摆球地址变化的关系，以下关于图像的说法正确的选项是（）A．a图线表示势能随处点的变化关系B．b图线表示机械能随处点的变化关系C．c图像表示动能随处点的变化关系

图3D．图像表示摆球在势能和动能的相互转变过程中机械能不变8、一弹簧振子做简谐运动，其振动图像如图4所示，那么在（Tt）和（Tt）（t是极短的时间）两时刻，振子的：22①速度相同；②加速度相同；③相对平衡地址的位移相同；④振动的能量相同。以上选项中正确的选项是（）图4A．①②B．②③C．③④D．①④9、某简谐振子，自由振动时的振动图像如图5甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，牢固后的振动图像如图5甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图5乙中的（）图5A．a点B．b点C．c点D．必然不是c点10、一根自由长度为10cm的轻弹簧，下端固定，上端连一个质量为m的物块P。在P上再放一个质量m的物块Q，系统静止后，弹簧长度为6cm，如图6所示，若是迅速向上移去Q，物块P将在竖直方向做简谐运动，此后弹簧的最大长度是()图6A．8cmB．9cmC．10cmD．11cm二、填空题（共

2小题，共

12分）11、（4

分）弹簧振子以

O点为平衡地址做简谐运动，从经过

O点开始计时，振子第一次到达某点

P时用了

0.3s，又经过

0.2s第二次经过

P点，则振子第三次经过

P点还要经过的时间是

。12、（8分）有一测量渺小时间差的装置，是由两个摆长略有渺小差其余单摆同轴水平悬挂构成。两个单摆摇动平眼前后相互平行。（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间，分别为50.0s和49.0s，则两单摆的周期差T＝________s。2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的渺小时间差，详尽操作以下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第1次同时同方向经过某地址，由此可得出释放两摆的渺小时间差。若测得释放两摆的时间差

t＝0.165s，则在短摆释放

________s（填时间）后，两摆恰好第

1次同时向

________（填方向）经过

________（填地址）。（3）为了能改正确地测量渺小的时间差，你认为此装置还可做的改进是

________________________________________________________________________

。三、计算题（共

3小题，共

28分）13、（8分）图

7甲是一个单摆振动的状况，

O是它的平衡地址，

B、C

是摆球所能到达的最远地址。设摆球向右运动为正方向，图7乙是这个单摆的振动图像。根据图像回答：（1）单摆振动的频率是多大？图7（2）开始时刻摆球在何地址？（3）若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个摆的摆长是多少？14、（10分）在圆滑水平面上有一弹簧振子，弹簧的劲度系数为k，振子质量为M，振动的最大速度为v0，如图8所示，当振子在最大位移为A的时刻把质量为m的物体轻放其上，则：图8（1）要保持物体和振子一起振动起来，两者间的摩擦因数最少是多少？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（2）一起振动时，两者过平衡地址的速度多大？振幅又是多少？15、（10分）有几个登山运动员登上了一无名巅峰，但不知道此山的高度，他们想迅速地估测出此巅峰的海拔高度，但是他们只带了一些轻质绳子、小刀、小钢卷尺、可看作秒表用的手表和一些食品，周边还有石子、树木等。其中一人依照物理知识很快就测量出了巅峰的海拔高度，请你写出测量方法、需要记录的数据，并推导出计算巅峰海拔高度的表达式。参照答案一、选择题1.答案：C剖析：振动物体所受的合力不用然只供应回复力，故A选项错误；振动物体在走开平衡地址后必定受回复力作用，且所受阻力足够小时，才能发生振动，故B选项错误、C选项正确；F＝－kx可是简谐运动受回复力的条件，而不是任何振动受回复力的条件，故D选项错误。2.答案B剖析简谐运动的位移的初始地址是平衡地址，所以简谐运动过程中任一时刻的位移都是背叛平衡地址的，故A选项错误；振子的加速度总是指向平衡地址的，而位移总是背离平衡地址的，故B选项正确；振子在平衡地址两侧往来运动，故C、D选项错误。3.答案：AB剖析：由B→O运动时，振子在O左侧，位移为负，故A选项正确；由O→C位移为正，加速度a＝－kxm为负，故B选项正确；由C→O位移为正，加速度应为负，故C选项错误；O→B位移为负，由F＝－kx知回复力为正，故D选项错误。4.答案：C剖析：依照简谐运动的公式x＝5sint（cm）可得，质点做简谐运动的振幅为5cm，4故A选项错误；又依照=2可得，质点做简谐运动的周期为8s，故B选项错误；由于在Tt=4s时质点处于平衡地址，则此时质点的速度最大、加速度为零，故C选项正确、D选项错误。5.答案B剖析依照周期的意义可知，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选项正确。当间隔半周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等，方向相反，故B选项错误。C、D选项正确。6.答案D。剖析此摆为复合摆，周期等于摆长为L的半个周期与摆长为L的半个周期之和，故2选项正确。7.答案：D剖析：当摆球释放后，动能增大，势能减小，当运动至B点时动能最大，势能最小，尔后连续摇动，动能减小，势能增大，到达C点后动能为零，势能最大，整个过程中摆球只有重力做功，摆球的机械能守恒，综上可知只有D选项正确。8.答案：DTtTt）两时刻，振子的速度相同，剖析：由振动图像可看出，在（）和（22加速度大小相等方向相反，相对平衡地址的位移大小相等方向相反，振动的能量相同，故D选项正确。9.答案：AD剖析：振子的固有周期与驱动力周期的关系是3T驱＝T固，所以受迫振动的状态必然不2是图乙中的c点，可能是a点。10.答案：C剖析：由题可知物块P在竖直方向上做简谐运动。平衡地址是重力和弹簧弹力相等的地址，由题中条件可得此时弹簧长度为8cm，P刚开始运动时弹簧长度为6cm，所以弹簧的最大长度是10cm，故C选项正确。二、填空题111.答案：1.4s或s3剖析：由于当振子从平衡地址到第一次经过P点时用了0.3s，到达最大位移后再回到该点用了0.1s，利用对称性知道，振子从该点到平衡地址所用的时间为0.1s，从而周期为4×（0.3＋0.1）＝1.6s。当振子第三次回到该点时，还要经历时间为1.4s。实质上有两种可能。依照对称性不难得出第三次（第二种可能）经过

P点的时间为

1

s。312.答案：（1）0.02（2）8.085左平衡地址剖析（1）T＝t1－t250－49s＝0.02s。＝5050（2）由t＝0.165s＝（8＋1）T，说明短摆完成81次全振动时两摆恰好第1次同时同44方向经过某地址，说明该地址必然是平衡地址，短摆振动的时间为149s＝8.085s，t＝8×450方向向左经过平衡地址。3）在摆长差相等时调整两摆的摆长变长一些三、计算题13.答案：（1）1.25Hz（2）B点（3）0.16m剖析：（1）由乙图知周期T＝0.8s，则频率f＝1＝1.25Hz。T（2）由乙图知，0时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以在B点。（3）由T＝2πl得l＝gT22＝0.16m。g4π14.剖析放物体前最大回复力FkA，振动的最大机械能为1Mv02。2（1）放物体后，假定一起振动，则可能产生的最大加速度akA，对物体m来Mm说，所需回复力是由M供应的摩擦力，刚放时所需的摩擦力最大，最大静摩擦力为mg当mgma时一起振动，所以akAgMmg即摩擦因数μ最少为kA。mg2）由于m于最大位移处放在M上，放上后没有改变振动系统的机械能，振动中机械能守恒，过平衡地址时，弹簧为原长弹性势能为零，有1