高中物理人教版4第十一章机械振动单元测试 说课一等奖

第11章机械振动检测卷(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)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2．一单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是()A．g甲＞g乙，将摆长缩短B．g甲＜g乙，将摆长放长C．g甲＜g乙，将摆长缩短D．g甲＞g乙，将摆长放长3．一根弹簧原长为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()\f(Ag,l0)\f(Ag,x)\f(xg,l0)\f(l0g,A)4．一个摆长约1m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()图SEQ图\*ARABIC15．如图1甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T＝2s图SEQ图\*ARABIC1A．t＝s，振子的加速度为正，速度也为正B．t＝1s，弹性势能最大，重力势能最小C．t＝s，弹性势能为零，重力势能最小D．t＝2s，弹性势能最大，重力势能最小6．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/cm固＝40Hz B．f固＝70HzC．50Hz<f固<60Hz D．以上选项都不对7．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝Asineq\f(π,4)tm，则质点()A．第1s末与第3s末的位移相同B．第1s末与第3s末的速度相同C．3s末至5s末的位移方向都相同D．3s末至5s末的速度方向都相同图SEQ图\*ARABIC28．如图图SEQ图\*ARABIC2A．质点振动周期是8sB．振幅是±2cmC．4s末质点的速度为负，加速度为零D．10s末质点的加速度为正，速度为零图SEQ图\*ARABIC39．如图图SEQ图\*ARABIC3A．两摆球质量相等B．两单摆的摆长相等C．两单摆相位差为eq\f(π,2)D．在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s甲＝2s乙图SEQ图\*ARABIC410．如图图SEQ图\*ARABIC4A．甲、乙两摆的振幅之比为2∶1B．t＝2s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4∶1D．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等二、实验题(本大题共2小题，共13分)图SEQ图\*ARABIC511.(6分)某同学在进行研究弹簧振子的周期和小球质量的关系的实验时，利用如图5甲所示装置进行了如下实验：让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆，在弹簧振子的小球上安装一支笔，下面放一条纸带．当小球振动时，垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度大小为a，这时笔在纸带上画出如图乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度x1、x2图SEQ图\*ARABIC5图SEQ图\*ARABIC612．(7分)根据单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图图SEQ图\*ARABIC6(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图7所示，读数为________mm.(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，并且尽可能长一些图SEQ图SEQ图\*ARABIC7c．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Δt即为单摆周期Te．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Δt，则单摆周期T＝eq\f(Δt,50)三、计算题(本大题共4小题，共47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)图SEQ图\*ARABIC813．(11分)如图8所示，某质点做简谐运动的图象上有a、b、c、d图SEQ图\*ARABIC8(1)与a点位移相同的点有哪些？(2)与a点速度相同的点有哪些？(3)图象上从a点到c点，质点经过的路程为多少？14．(11分)如图9所示为一弹簧振子的振动图象，求：图SEQ图\*ARABIC9(1)该振子简谐运动的表达式；(2)在第2s末到第3s图SEQ图\*ARABIC915．(12分)一个摆长为2m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284s.(1)求当地的重力加速度g；(2)把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60m/s2，则该单摆振动周期是多少？16．(13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20mm处，放手后向右运动eq\f(1,4)周期内的频闪照片．已知频闪的频率为10Hz.求：(1)相邻两次闪光的时间间隔t0、弹簧振子振动的周期T0；(2)若振子的质量为20g，弹簧的劲度系数为50N/m，则振子的最大加速度是多少？图SEQ图\*ARABIC图SEQ图\*ARABIC101．答案D2．答案B解析走时变快了，说明周期T＝2πeq\r(\f(l,g))变小了，即g乙＞g甲，若要恢复原来的周期，则需将摆长放长，使eq\f(l,g)不变．3．答案B解析振子的最大加速度a＝eq\f(kA,m)，而mg＝kx，解得a＝eq\f(Ag,x)，B项正确．4．答案C解析单摆的周期为T≈2s，驱动力的频率应尽可能接近系统的固有频率，C对．5．答案D解析由题图可知t＝s时，位移为正，加速度为负，速度也为负，A不正确．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．6．答案C7．答案AD解析由x＝Asineq\f(π,4)tm知周期T＝8s．第1s末、第3s末、第5s末分别相差2s，恰好是eq\f(1,4)个周期．根据简谐运动图象中的对称性可知A、D选项正确．8．答案AC解析由振动图象可得，质点的振动周期为8s，A项对；振幅为2cm，B项错；4s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；10s末质点在正的最大位移处，加速度为负，速度为零，D项错．9．答案BC解析由题图知：T甲＝T乙，则摆长相等，但A甲＝2A乙，x甲＝2sin(ωt＋eq\f(π,2))cm，x乙＝sinωtcm，故B、C项正确．而单摆周期与摆球质量无关，A项错误．由题图可知，在任何相等的时间内，两摆球通过的路程不一定具有s甲＝2s乙的关系，故D错误．10．答案AB解析由题图知甲、乙两摆的振幅分别为2cm、1cm，故选项A正确；t＝2s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＝2πeq\r(\f(l,g))，得到甲、乙两摆的摆长之比为1∶4，故选项C错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误．二、实验题(本大题共2小题，共13分)11.答案eq\r(\f(x2－x1,a))解析由于纸带做匀加速直线运动，且运动x1和x2所用时间均等于弹簧振子的振动周期T，由匀加速直线运动规律知x2－x1＝aT2，所以T＝eq\r(\f(x2－x1,a)).12．答案(1)(2)abe解析(1)(18＋6×mm＝18.6mm(2)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Δt，则单摆周期T＝eq\f(Δt,50)，故d错，e对．三、计算题(本大题共4小题，共47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)13．答案(1)b、e、f(2)d、e(3)4cm解析(1)分析图象可得a、b、e、f的位移均为1cm.c、d点的位移都是－1cm，故与a点位移相同的点有b、e、f三点．(2)由(1)可知，图象上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置，图象上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置，故以上6个点的速度大小相等．再结合图象可以判断a、b、c、d、e、f6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)图象上从a点到b点，对应质点从正方向1cm处先来到2cm处又返回到1cm处，通过的路程为2cm.从b点到c点，对应质点从正方向1cm处经平衡位置运动到负方向1cm处，通过的路程也为2cm，故从a点到c点总共通过的路程为4cm.14．答案(1)x＝5sineq\f(π,2)tcm(2)见解析(3)05m解析(1)由振动图象可得：A＝5cm，T＝4s，φ＝0则ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(π,2)rad/s故该振子做简谐运动的表达式为：x＝5sineq\f(π,2)tcm.(2)由题图可知，在t＝2s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＝3s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．(3)振子经过一个周期位移为零，路程为5×4cm＝20cm，前100s刚好经过了25个周期，所以前100s振子位移x＝0，振子经过的路程s＝25×20cm＝500cm＝5m.15．答案(1)9.78m/s2(2)s解析(1)周期T＝eq\f(t,n)＝eq\f(284,100)s＝s．由周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得g＝eq\f(4π2l,T2)＝eq\f(4××2,