2019年高中物理 第1章 机械振动综合检测 鲁科版选修3-4.doc

2019年高中物理 第1章 机械振动综合检测 鲁科版选修3-4一、选择题(本题包括7小题，每小题6分，共42分，第14小题只有一项符合题目要求，第57小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分)1做简谐运动的物体，当相对于平衡位置的位移为负值时()A速度一定为正值，加速度一定为负值B速度一定为负值，加速度一定为正值C速度不一定为正值，加速度一定为正值D速度不一定为负值，加速度一定为负值【解析】由ax知，位移为负值时，加速度为正值，速度可正可负，C项正确【答案】C2甲、乙两单摆在同一地点做简谐运动的图象如图1所示，由图可知()图1A甲和乙的摆长一定相同B甲的摆球质量较小C甲和乙偏角一定相同D摆到平衡位置时，甲和乙的摆线所受拉力一定相同【解析】由单摆的周期公式T2 及图象中T甲T乙知，甲和乙的摆长一定相同，A正确；由图象可知甲的振幅大于乙的振幅，但甲、乙两球质量未知，故无法判定两摆的机械能及平衡位置的摆线拉力【答案】A3下表记录了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()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动的振幅/cm10.216.827.1228.116.58.3A.f固60 HzB60 Hzf固70 HzC50 Hzf固70 HzD以上三个选项都不对【解析】由表中数据可知，当驱动力的频率由50 Hz增大到70 Hz的过程中，受迫振动的振幅先增大后减小，说明振动系统的固有频率f固应为50 Hzf固70 Hz，C正确在60 Hz时振幅最大，但是并不一定是受迫振动的最大振幅，从表中不能得到这一结论，所以A不对【答案】C4一个做简谐运动的质点，它的振幅是4 cm，频率是2.5 Hz，该质点从平衡位置开始经过2.5 s后，位移的大小和经过的路程分别为()A4 cm，10 cmB4 cm，100 cmC0，24 cm D0，100 cm【解析】频率f2.5 Hz，则周期T0.4 s，t2.5 s(6)T，从质点经过平衡位置开始计时，经t后位移大小为4 cm，经过的路程为644 cm4 cm100 cm.【答案】B5某质点的简谐运动公式为x20 sin(100t) cm，则下列说法正确的是()A该简谐运动的振幅为10 cmB该简谐运动的周期为0.02 sC该简谐运动的质点从回复力最大处开始运动Dt s时质点离平衡位置最远【解析】由x20 sin(100t) cm可知振幅A20 cm，100 rad/s.周期T s0.02 s，t0时，x20 sin cm20 cm，位移最大，回复力最大，t s时，x20 sin() cm0质点处在平衡位置，所以B、C对，A、D错【答案】BC6(xx西安高二检测)一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线，如图2所示，下列说法错误的是()图2A在t从0到2 s的时间内，弹簧振子做加速运动B在t13 s和t25 s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C在t15 s和t27 s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D在t从0到4 s时间内，t2 s时弹簧振子受回复力做功功率最大【解析】由于Fkx，由Ft图象知，在t从0到2 s时间内，弹簧振子位移变大，离开平衡位置做减速运动，A错；在t13 s和t25 s时，速度大小相等，方向相同，B错；在t15 s和t27 s时位移大小、方向都相同，C对；在t从0到4 s时间内，t2 s时弹簧振子回复力最大，速度为零，功率为零，D错【答案】ABD7(xx济宁高二检测)一个质点做简谐运动的图象如图3所示，下列叙述正确的是()图3A质点振动频率为4 HzB在前10 s内质点经过的路程是20 cmC在5 s末，质点速度为零，加速度最大Dt1.5 s和t4.5 s两时刻质点的速度相同，加速度相同【解析】质点的振动周期为4 s，频率为0.25 Hz，A错；前10 s为2.5 T，所以路程为10A20 cm，B正确；5 s末，质点位移最大，加速度最大，速度为零，C正确；t1.5 s和t4.5 s两时刻，质点的加速度相同，而速度大小相等、方向相反，D错【答案】BC二、非选择题(本题共5小题，共58分按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)8(8分)(xx咸阳高二检测)如图4所示，振子在A、B间运动，A、B间的距离为20 cm.振子振动的振幅为_ cm，振子的速度最大时的位置是_，振子加速度最大时的位置是_如果振子向右运动从O到B所用时间为0.2s，振子的振动周期是_，振子在B处开始计时，从B_所经历的运动叫一次全振动，经过的时间叫_图4【答案】10O点A点和B点0.8 sOAOB周期9(14分)(1)物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验，他们依照教材实验直接测量的物理量应为：_、_、_、_，其公式为_(2)他们测出不同的摆长(l)所对应的周期(T)，在进行数据处理时：如果甲同学以摆长(l)为横坐标、周期(T)的平方为纵坐标作出了T2l图象，若他测得的图象的斜率为k，则测得的重力加速度g_若甲同学测摆长时，忘记测摆球的半径，则他用图象法求得的重力加速度_(选填“偏小”“偏大”或“准确”)乙同学根据公式T2得：g，并计算重力加速度，若乙同学测摆长时，也忘记了测摆球的半径，则他测得的重力加速度_(选填“偏小”“偏大”或“准确”)(3)甲同学测量5种不同摆长下单摆的振动周期，记录结果见下表：l/m0.50.80.91.01.2T/s1.421.791.902.002.20T2/s22.023.203.614.004.84以摆长(l)为横坐标、周期(T)的平方为纵坐标，作出了T2L图象，请你替他在下面的虚线框中作出T2L图象，利用此图象求出的重力加速度为_【答案】(1)摆线长l摆球直径d完成全振动的次数n完成n次全振动所用时间tg(2)准确偏小(3)9.79 m/s210(12分)如图5表示一质点做简谐运动的图象图5(1)求振幅、周期和频率；(2)何时速度最大？(3)t2.2 s时，速度方向如何？【解析】(1)由题图知，A2 cm，T2 s，f1/T0.5 Hz.(2)质点位移为零时，速度最大，即t0，1 s，2 s，3 s，时，速度值最大(3)由图知，t2.2 s2.5 s时，质点速度方向沿x方向【答案】见解析11(12分)(xx福建师大附中检测)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间关系如图6所示图6(1)在t1.5102 s到t2102 s的时间内，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(2)从t0到t8.5102 s的时间内，质点的路程、位移各为多大？【解析】(1)在t1.5102 s到2102 s 的时间内，位移、回复力(振动加速度)、势能都增大，速度、动能都减小(机械能不变)(2)因振动是变速运动，因此只能利用其周期性求解即一个周期内通过的路程为4个振幅，本题中t8.5102 sT，所以通过的路程为4A17A172 cm34 cm，经个周期振子回到平衡位置，位移为零【答案】见解析12(12分)弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t0.20 s时，振子速度第一次变为v；在t0.50 s时，振子速度第二次变为v.(1)求弹簧振子振动的周期T；(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程【解析】(1)作示意图如图所示，根据题意，振子从P点出发，沿路径到达B，再沿路径回到出发点P，历时0.20 s，由对称性可知tPBtBP0.10 s；同理，tPOtOP(0.500.20) s0.15 s，故tBOtBPtPOT/4.所以T4(0.100.15) s1.00 s即周期为1.00 s.(2)BC2A25 cm，振幅A12.5 cm；因振子1个周期内通过4A的路程，故在4.0 s4T内通过的路程s44A200 cm.【答案】(1)1.00 s(2)200 cm