2019年高中物理 第11章 机械振动综合检测 新人教版选修3-4.doc

2019年高中物理 第11章 机械振动综合检测 新人教版选修3-4一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共计42分在每小题所给的四个选项中至少有一个选项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0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说法，其中正确的是()A回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程B速度第一次恢复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原来的大小和方向所经历的过程D速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程【解析】物体完成一次全振动，是一次完整的振动过程，完成一次全振动，物体回到原位置，位移、速度、回复力的大小和方向与原来的大小和方向都相同，D选项正确【答案】D 2 .在飞机的发展中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是()A加大飞机的惯性B使机体更加平衡C使机翼更加牢固D改变机翼的固有频率【解析】飞机机翼抖动厉害是因为受到的驱动力频率与其固有频率接近或相等时，发生了共振通过安装配重杆改变其固有频率，可以解决此问题，故D项对【答案】D 3 .(xx石家庄一中检测)一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17 s时，振子运动情况是()A正在向右做减速运动B正在向右做加速运动C正在向左做减速运动D正在向左做加速运动【解析】6，T在TT之间，故0.17 s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置【答案】B 4 .做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增大为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的()A频率、振幅都不变B频率、振幅都改变C频率不变，振幅改变D频率改变，振幅不变【解析】摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，由机械能守恒定律可知，振幅减小；由单摆的周期公式T2，可知，周期T与摆球质量和振幅无关，所以单摆的频率不变，故C正确【答案】C 5 .(xx苏州一中检测)一弹簧振子振幅为A，从最大位移处需时间t0第一次到达平衡位置，若振子从最大位移处经过时间时的速度大小和加速度大小分别为v1和a1，而振子位置为时速度大小和加速度大小分别为v2和a2，那么()Av1v2Bv1v2Ca1a2Da1a2【解析】振子从最大位移处向平衡位置运动的时间内，做加速度越来越小的加速运动，因速度不断增大，所以前时间内运动的距离一定小于后时间内运动的距离，即时刻，物体的位移x.由简谐运动的规律不难得出a1a2，v1v2，因此选项B、C正确，A、D错误【答案】BC 6 .如图1所示，一根水平张紧的绳子系着5个单摆，摆长自左向右依次为L、L、L、2L；若让D先摆动起来，其周期为T.在这以后，A、B、C、E各摆的情况是()图1AB摆振幅最大BE摆振幅最大CC摆振动的周期为TDA摆振动的周期大于T【解析】图中A、B、C、E四个摆均是在D摆振动时产生的驱动力作用下做受迫振动，尽管它们的摆长各不相同，即固有周期(频率)不同，但它们做受迫振动的周期和频率均等于D摆的振动周期和频率，故选项C正确，选项D错误；又根据题给条件，在A、B、C、E四个摆中，只有B摆的摆长等于D摆的摆长说明B摆的固有频率等于D摆产生的驱动力的频率，发生共振，振幅最大，故选项A正确选项B错误【答案】AC 7 .图2(xx徐州一中检测)如图2所示，下列说法正确的是()A振动图象上的A、B两点振动物体的速度相同B在t0.1 s和t0.3 s时，质点的加速度大小相等，方向相反C振动图象上A、B两点的速度大小相等，方向相反D质点在t0.2 s和t0.3 s时的动能相等【解析】A、B两处位移相同，速度大小相等，但方向相反，因此A错，C对在t0.1 s和t0.3 s时，质点离开平衡位置的位移最大，方向相反，由Fkx，a可知B正确t0.2 s时，物体通过平衡位置，速度最大，动能最大，而t0.3 s时，速度为零，动能最小，故D错【答案】BC二、非选择题(本题共5小题，共58分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 8 .(8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3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3乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度s1，s2，写出计算弹簧振子的周期的表达式：T_图3【解析】由于纸带做匀加速直线运动，且运动s1和s2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s2s1aT2，所以T .【答案】 9 .(12分)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.50 cm，摆球直径为2.00 cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图4所示，则：图4(1)该摆摆长为_cm，秒表所示读数为_s.(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是()A测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C开始计时时，秒表过迟按下D实验中误将49次全振动记为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数据，再以l为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图5所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g_(用k表示)图5【答案】(1)98.5075.2(2)B(3) 10 .(10分)汽车的车身是装在弹簧上的，如果这个系统的固有周期是1.5 s，汽车在一条起伏不平的路上行驶，路上各凸起处大约都相隔8 m，汽车以多大速度行驶时，车身上下颠簸得最剧烈？【解析】汽车做受迫振动，经过相邻的凸起所用的时间为受迫振动的周期，根据共振的条件T固T驱1.5 s时振动最剧烈，所以汽车速度为v m/s5.33 m/s.【答案】5.33 m/s 11 .(14分)(xx青岛二中检测)如图6所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：图6(1)写出该振子简谐运动的表达式(2)在第2 s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？(3)该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？【解析】(1)由振动图象可得：A5 cm，T4 s，0则 rad/s，故该振子做简谐运动的表达式为：x5sin t(cm)(2)由题图可知，在t2 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，位移值不断变大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大当t3 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(3)振子经过一个周期位移为零，路程为54 cm20 cm，前100 s刚好经过了25个周期，所以前100 s振子位移x0，振子路程s2025 cm500 cm5 m.【答案】(1)x5sin t(cm)(2)见解析(3)05 m 12 .(14分)(xx朝阳区高二检测)如图7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，放手后向右运动周期内的频闪照片已知频闪的频率为10 Hz.求：甲乙图7(1)相邻两次闪光的时间间隔t0、振动的周期T0.(2)若振子的质量为20 g，弹簧的劲度系数为50 N/m，则振子的最大加速度是多少？【解析】(1)T0.1 s，即相邻两次闪光的时间间隔为t00.1 s振子从最大位移处运动到平衡位置经历时间为0.3 s，故振子振动周期T01.2 s.(2)am50 m/s2.【答案】(1)0.1 s1.2 s(2)50 m/s2