2013-2014高中物理 第1章 機械振動章末檢測 魯科版選修

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1、【創(chuàng)新設(shè)計】2013-2014高中物理 第1章 機械振動章末檢測 魯科版選修3-4一、選擇題(本題共11小題，每小題5分，共55分) 1振動著的單擺，經(jīng)過平衡位置時()A回復(fù)力指向懸點 B合力為0C合力指向懸點 D回復(fù)力為0解析單擺經(jīng)過平衡位置時，位移為0，由Fkx可知回復(fù)力為0，故選項A錯誤、選項D正確；單擺經(jīng)過平衡位置時，合力提供向心力，所以其合力指向圓心(即懸點)，故選項B錯誤、選項C正確答案CD2做簡諧運動的物體，當(dāng)相對于平衡位置的位移為負值時()A速度一定為正值 B速度一定為負值C速度不一定為正值 D速度不一定為負值解析振動的質(zhì)點經(jīng)過某一位置時，速度的方向可能為正，可能為負，也可能為

2、零因此C、D正確答案CD3在簡諧運動中，關(guān)于回復(fù)力，下列說法中正確的是()A回復(fù)力是根據(jù)力的作用效果命名的B回復(fù)力可以恒定不變的C回復(fù)力可以是方向不變而大小變化的力D回復(fù)力可以是大小不變而方向改變的力解析回復(fù)力是根據(jù)力的作用效果命名的，A對；由Fkx知，由于位移大小和方向在變化，因此回復(fù)力的大小和方向一定也在變化，一定是變力，B、C、D錯答案A4有兩個振動，其表達式分別是x13sincm，x26sincm，下列說法正確的是()A它們的振幅相同 B它們的周期相同C它們的相位差恒定 D它們的振動步調(diào)一致解析由簡諧運動公式可看出，振幅分別為3 cm、6 cm，A錯；角速度100 rad/s相同，周期

3、T也相同，B正確；相位差為定值，故相位差恒定，C對、D錯答案BC5關(guān)于機械振動的位移和平衡位置，以下說法正確的是()A平衡位置就是物體振動范圍的中心位置B機械振動的位移總是以平衡位置為起點的位移C機械振動的物體運動的路程越大，發(fā)生的位移也越大D機械振動的位移是指振動物體偏離平衡位置最遠時的位移解析平衡位置是物體可以靜止的位置，所以應(yīng)與受力有關(guān)，與是否為振動范圍的中心位置無關(guān)，所以選項A錯誤；振動位移是以平衡位置為起點，到質(zhì)點所在位置的有向線段，振動位移隨時間而變化，振子偏離平衡位置最遠時，振動位移最大，所以選項C、D錯誤，只有選項B正確答案B6關(guān)于簡諧運動的頻率，下列說法中正確的是()A頻率越

4、高，振動質(zhì)點運動的速度越大B頻率越高，單位時間內(nèi)速度的方向變化的次數(shù)越多C頻率是50 Hz時，1 s內(nèi)振動物體速度方向改變100次D彈簧振子的固有頻率與物體通過平衡位置時的速度大小有關(guān)解析簡諧運動的頻率與物體運動的快慢沒有關(guān)系，描述物體運動的快慢用速度，而速度是變化的，物體振動過程中最大速度越大，并不能說明它的頻率越大振動得越快和運動得越快意義是不同的，故選項A錯誤簡諧運動的物體在一個周期內(nèi)速度的方向改變兩次，頻率越高，單位時間內(nèi)所包含的周期個數(shù)越多，速度方向變化的次數(shù)就越多，故選項B、C正確彈簧振子的固有頻率與物體通過平衡位置的速度沒有關(guān)系，它由振動系統(tǒng)的固有量，質(zhì)量m和彈簧的勁度系數(shù)k決定

5、，故選項D錯誤答案BC7.如圖1所示，一根繃緊的水平繩上掛五個擺，其中A、E擺長均為l，先讓A擺振動起來，其他各擺隨后也跟著振動起來，則()A其他各擺振動的周期跟A擺相同B其他各擺振動的振幅大小相等C其他各擺振動的振幅大小不同，E擺的振幅最小DB、C、D三擺振動的振幅大小不同，B擺的振幅最小 圖1解析A擺振動后迫使水平繩振動，水平繩又迫使B、C、D、E四擺振動，它們做受迫振動，由于物體做受迫振動的周期總是等于驅(qū)動力的周期，因此B、C、D、E四擺的周期跟A擺周期相同，驅(qū)動力的頻率等于A擺的固有頻率，A擺的固有頻率fA，其余四擺的固有頻率與驅(qū)動力的頻率關(guān)系是：fB 1.41fA，fC 0.82fA

6、，fD0.71fA，fEfA；驅(qū)動力的頻率與固有頻率相差越大，振幅越小答案AD8物體A做簡諧運動的振動位移xA3sin m，物體B做簡諧運動的振動位移xB5sin m比較A、B的運動()A振幅是矢量，A的振幅是6 m，B的振幅是10 mB周期是標(biāo)量，A、B周期相等為100 sCA振動的頻率fA等于B振動的頻率fBDA的相位始終超前B的相位解析振幅是標(biāo)量，A、B的振動范圍分別是6 m、10 m，但振幅分別為3 m、5 m，A錯；A、B的周期T s6.28102 s.答案CD9彈簧振子的質(zhì)量是2 kg，當(dāng)它運動到平衡位置左側(cè)2 cm時，受到的回復(fù)力是4 N，當(dāng)它運動到平衡位置右側(cè)4 cm時，它的加

7、速度是()A2 m/s2，向右 B2 m/s2，向左C4 m/s2，向右 D4 m/s2，向左解析由振動的對稱性知右側(cè)4 cm處回復(fù)力為8 N，由a知a4 m/s2，方向向左答案D10一個質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖2所示，下列敘述中正確的是 ()A質(zhì)點的振動頻率為4 HzB在10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程為20 cmC在5 s末，質(zhì)點做簡諧運動的相位為 圖2 Dt1.5 s和t4.5 s兩時刻質(zhì)點的位移大小相等，都是 cm解析由振動圖象可直接得到周期T4 s，頻率f0.25 Hz，故選項A是錯誤的一個周期內(nèi)做簡諧運動的質(zhì)點經(jīng)過的路程是4A8 cm,10 s為2.5個周期，故質(zhì)點經(jīng)過的路程為20 cm，

8、選項B是正確的由圖象知位移與時間的關(guān)系為xAsin(t0)0.02sin m.當(dāng)t5 s時，其相位t05，故C不正確在1.5 s和4.5 s兩時刻，質(zhì)點位移相同，大小是xAsin 135A cm，故D正確答案BD11如圖3所示，懸掛在豎直方向上的彈簧振子，周期T2 s，從最低點位置向上運動時開始計時，在一個周期內(nèi)的振動圖象如圖4所示，關(guān)于這個圖象，下列哪些說法正確()At1.25 s時，振子的加速度為正，速度也為正Bt1.7 s時，振子的加速度為負，速度也為負Ct1.0 s時，振子的速度為零，加速度為負的最大值Dt1.5 s時，振子的速度為零，加速度為負的最大值解析t1.25 s時，加速度為負

9、，速度為負；t1.7 s時，加速度為正，速度為負；t1.0 s時，速度為0，加速度為負的最大值；t1.5 s時，速度為負向最大值，加速度為0，故C正確答案C二、非選擇題(本題共3小題，共45分)12(12分)(2011福建卷，19)某實驗小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校?1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖5所示，則該擺球的直徑為_cm. 圖5(2)小組成員在實驗過程中有如下說法，其中正確的是_(填選項前的字母)A把單擺從平衡位置拉開30的擺角，并在釋放擺球的同時開始計時B測量擺球通過最低點100次的時間t，則單擺周期為C用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計算得

10、到的重力加速度值偏大D選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小解析(1)由標(biāo)尺的“0”刻線在主尺上的位置讀出擺球直徑的整厘米數(shù)為0.9 cm，標(biāo)尺中第7條線與主尺刻度對齊，所以應(yīng)為0.07 cm，所以擺球直徑為0.9 cm0.07 cm0.97 cm.(2)單擺應(yīng)從最低點計時，故A錯；因一個周期內(nèi)，單擺有2次通過最低點，故B錯；由T2得，g，若用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，則g偏大，C對；因空氣阻力的影響，選密度小的擺球，測得的g值誤差大，D錯答案(1)0.97(2)C13(15分)一物體沿x軸做簡諧運動，振幅為8 cm，頻率為0.5 Hz，在t0時，位移是4 cm，且向x軸負方向運

11、動，試寫出用正弦函數(shù)表示的振動方程解析簡諧運動振動方程的一般表達式為xAsin(t)根據(jù)題給條件有：A0.08 m，2f rad/s.所以x0.08sin(t)m.將t0時x0.04 m代入方程得0.040.08 sin ，解得初相或.因為t0時，速度方向沿x軸負方向，即位移在減小，所以取.所求的振動方程為x0.08sincm.答案x0.08sincm14(18分)有一單擺，其擺長l1.02 m，擺球的質(zhì)量m0.10 kg，已知單擺做簡諧運動，單擺振動30次用的時間t60.8 s，試求：(1)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣仁嵌嗌伲?2)如果將這個擺改為秒擺，擺長應(yīng)怎樣改變？改變多少？解析(1)當(dāng)單擺做簡諧運動時，其周期公式T2，由此可得g，只要求出T值代入即可因為T s2.027 s.所以g43.142 m/s29.79 m/s2.(2)秒擺的周期是2 s，設(shè)其擺長為l0，由于在同一地點重力加速度是不變的，根據(jù)單擺的振動規(guī)律有：，故有：l0 m0.993 m.其擺長要縮短 lll01.02 m0.993 m0.027 m.答案(1)9.79 m/s2(2)其擺長要縮短0.027 m