20182019學(xué)年魯科版高中物理選修34 第1章 機(jī)械振動(dòng) 單元測(cè)試

1、2019-2019學(xué)年魯科版高中物理選修3-4 第1章 機(jī)械振動(dòng) 單元測(cè)試一、單項(xiàng)選擇題1.如下圖是描繪沙擺振動(dòng)圖象的實(shí)驗(yàn)裝置和木板上留下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果沙擺的運(yùn)動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)假設(shè)用手向外拉木板的速度是0.20m/s ,木板的長(zhǎng)度是0.60m ,那么以下說法中正確的選項(xiàng)是   A. 該沙擺的周期為3s                      

2、0;                       B. 該沙擺的頻率為1.5HzC. 這次實(shí)驗(yàn)所用的沙擺的擺長(zhǎng)約為56cm                D. 這次實(shí)驗(yàn)所用的沙擺的

3、擺長(zhǎng)約為1.5m2.在單擺a完成10次全振動(dòng)的時(shí)間內(nèi) ,單擺b完成6次全振動(dòng) ,兩擺長(zhǎng)之差為1.6m那么兩單擺擺長(zhǎng)la與lb分別為   A. la=2.5 m ,lb=0.9 m                                

4、0;         B. la=0.9 m ,lb=2.5 mC. la=2.4 m ,lb=4.0 m                                

5、          D. la=4.0 m ,lb=2.4 m3.如圖為某個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像,由圖像可知()  A. 由于在0.1s末振幅為零,所以振子的振動(dòng)能量為零     B. 在0.2s末振子具有最大勢(shì)能C. 在0.4s末振子具有的能量尚未到達(dá)最大值           &#

6、160;     D. 在0.4s末振子的動(dòng)能最大4.關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移、加速度和速度的關(guān)系 ,以下說法中正確的選項(xiàng)是   A. 位移減少時(shí) ,加速度減少 ,速度也減少B. 位移方向總是跟加速度方向相反 ,跟速度方向相同C. 物體的運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí) ,速度方向跟位移方向相反；背離平衡位置時(shí) ,速度方向跟位移方向相同D. 物體向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)時(shí) ,加速度方向跟速度方向相同；向正方向運(yùn)動(dòng)時(shí) ,加速度方向跟速度方向相反5.彈簧振子做機(jī)械振動(dòng) ,假設(shè)從平衡位置O開始計(jì)時(shí) ,經(jīng)過0.

7、3s時(shí) ,振子第一次經(jīng)過P點(diǎn) ,又經(jīng)過了0.2s ,振子第二次經(jīng)過P點(diǎn) ,那么該振子第三次經(jīng)過P點(diǎn)是所需的時(shí)間為   A. 1.6s                                    

8、60;B. 1.1s                                     C. 0.8s        

9、60;                            D. 0.33s6.在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn) ,其振動(dòng)圖象如下圖假設(shè)向右的方向?yàn)檎较?,那么物體加速度向右且速度向右的時(shí)間段是   A. 0 s到1 s內(nèi)     

10、;                   B. 1 s到2 s內(nèi)                        C. 2 s到3 s內(nèi) 

11、60;                      D. 3 s到4 s內(nèi)7.如下圖 ,光滑軌道的半徑為2 m ,C點(diǎn)為圓心正下方的點(diǎn) ,A、B兩點(diǎn)與C點(diǎn)相距分別為6 cm與2 cm ,a、b兩小球分別從A、B兩點(diǎn)由靜止同時(shí)釋放 ,那么兩小球相碰的位置是()A. C點(diǎn)        

12、;                       B. C點(diǎn)右側(cè)                         

13、;      C. C點(diǎn)左側(cè)                               D. 不能確定二、多項(xiàng)選擇題8.如下圖為一質(zhì)點(diǎn)的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象由圖可知   A. 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)

14、軌跡為正弦曲線                                       B. t=0時(shí) ,質(zhì)點(diǎn)正通過平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)C. t=0.25s時(shí) ,質(zhì)點(diǎn)的速度方向與位移的正

15、方向相同     D. 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中 ,兩端點(diǎn)間的距離為0.1m9.如下圖 ,一質(zhì)點(diǎn)在x軸上以O(shè)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) ,其振幅為8cm ,周期為4st=0時(shí)物體在x=4cm處 ,向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) ,那么   A. 質(zhì)點(diǎn)在t=1Os時(shí)所處的位置為x=+4 cmB. 質(zhì)點(diǎn)在t=1Os時(shí)所處的位置為x=4 cmC. 由起始位置運(yùn)動(dòng)到x=4cm處所需的最短時(shí)間為 sD. 由起始位罝運(yùn)動(dòng)到x=4cm處所需的最短時(shí)間為 s10.甲、乙兩彈簧振子 ,振動(dòng)圖象如下圖 ,那么可知()A.&#

16、160;兩彈簧振子完全相同                                        B. 兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲F乙21C. 振子甲速度為零時(shí) ,

17、振子乙速度最大               D. 振子的振動(dòng)頻率之比f甲f乙12三、填空題11.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng) ,振動(dòng)圖象如下圖 ,在t1、t2時(shí)刻這個(gè)質(zhì)點(diǎn)相同的物理量有：_、_、_。12.如下圖,在水平方向上振動(dòng)的彈簧振子的受力情況分別是_、_、_。13.一彈簧振子振動(dòng)過程中的某段時(shí)間內(nèi)其加速度數(shù)值越來越小 ,那么在這段時(shí)間內(nèi) ,振子的位移越來越_ ,速度越來越_ ,其位置越來越_平衡位置 ,振子的速度方向與加速度方向_。 四、實(shí)驗(yàn)

18、探究題14.某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素1他組裝單擺時(shí) ,在擺線上端的懸點(diǎn)處 ,用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線 ,再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊 ,如圖甲所示這樣做的目的是       填字母代號(hào) A. 保證擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)不變                         

19、;           B. 可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C. 需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)                                

20、60;   D. 保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)2他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下 ,用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度L=0.9990m ,再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑 ,結(jié)果如圖乙所示 ,那么該擺球的直徑為_ mm 3圖丙振動(dòng)圖象真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過程 ,圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始 ,A ,B ,C均為30次全振動(dòng)的圖象 ,sin5°=0.087 ,sin15°=0.26 ,這四種操作過程符合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是_ 填字母代號(hào) 五、綜合題15.如下圖為某物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的

21、圖像 ,答復(fù)以下問題：1由PQ ,位移與速度如何變化？ 2由MN ,位移如何變化？ 16.彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置 ,在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) ,在t=0時(shí)刻 ,振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t=0.2s時(shí) ,振子速度第一次變?yōu)関；在t=0.5s時(shí) ,振子速度第二次變?yōu)関 ,B、C之間的距離為25cm 1求彈簧振子的振幅A； 2求彈簧振子振動(dòng)周期T和頻率f； 3求振子在4s內(nèi)通過的路程及4.1s末的位移大小 答案解析局部一、單項(xiàng)選擇題1.【答案】C 【解析】【解答】解：AB、木板水平勻速運(yùn)動(dòng) ,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t= = s=3s設(shè)沙擺的周期為T ,由圖看出 ,2T=t ,得：T=1.5

22、s頻率為 f= = = Hz ,故AB錯(cuò)誤CD、由單擺的周期T=2 ,得沙擺的擺長(zhǎng) L= = 0.56m=56cm ,故C正確 ,D錯(cuò)誤應(yīng)選：C【分析】木板水平勻速運(yùn)動(dòng) ,由板長(zhǎng)和速度求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間此時(shí)間等于沙擺周期的兩倍 ,那么知沙擺的周期 ,再由單擺的周期公式求出擺長(zhǎng)2.【答案】B 【解析】【解答】解：設(shè)甲完成10次全振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間為t ,那么    Ta= ,Tb= 得到Ta：Tb=3：5又因?yàn)門a=2 ,Tb=2 =2 ,可解得：La=0.9mLb=2.5m應(yīng)選B【分析】單擺完成一次全振動(dòng)的時(shí)間為一個(gè)周期 ,根據(jù)a完成10次全振動(dòng)時(shí) ,b擺在相同時(shí)間內(nèi)完

23、成6次全振動(dòng) ,確定兩個(gè)單擺的周期關(guān)系 ,由單擺的周期公式T=2 研究擺長(zhǎng)的關(guān)系3.【答案】B 【解析】【解答】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的能量是守恒的,故A、C錯(cuò); 末、 末位移最大,動(dòng)能為零,勢(shì)能最大,故B對(duì),D錯(cuò)?！痉治觥坑晌灰茍D象分析位移的變化 ,確定速度變化 ,即可判斷動(dòng)能和勢(shì)能的變化。4.【答案】C 【解析】【解答】解：A、位移減小時(shí) ,質(zhì)點(diǎn)靠近平衡位置 ,加速度減小 ,速度增大故A錯(cuò)誤BD、位移方向總跟加速度方向相反 ,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過同一位置 ,位移方向總是由平衡位置指向質(zhì)點(diǎn)所在位置 ,而速度方向兩種 ,可能與位移方向相同 ,也可能與位移方向相反；加速度的方向有可能與速度方向相同或相反故BD錯(cuò)誤C、物體

24、運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí) ,位移方向由平衡位置指向物體 ,所以速度方向跟位移方向相反；背離平衡位置時(shí) ,速度方向跟位移方向相同故C正確 應(yīng)選：C【分析】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移是指質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移 ,方向從平衡位置指向質(zhì)點(diǎn)所在位置當(dāng)質(zhì)點(diǎn)背離平衡位置時(shí) ,位移增大 ,速度減小 ,加速度增大 ,加速度方向總是與位移方向相反 ,指向平衡位置 ,質(zhì)點(diǎn)做非勻變速運(yùn)動(dòng)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)靠近平衡位置時(shí) ,位移減小 ,速度增大 ,加速度減小5.【答案】D 【解析】【解答】解：假設(shè)從O點(diǎn)開始向右振子按下面路線振動(dòng) ,作出示意圖如圖 ,那么振子的振動(dòng)周期為  T1=4×0.3+ ×0.2s=

25、1.6s ,那么該質(zhì)點(diǎn)再時(shí)間t1=T0.2s=1.4s ,經(jīng)第三次經(jīng)過P點(diǎn)假設(shè)振子從O點(diǎn)開始向左振動(dòng) ,那么按下面路線振動(dòng) ,作出示意圖如圖 ,設(shè)從P到O的時(shí)間為t ,那么 ×0.2+t= 解得：t= s那么周期 T=4× +0.1s= s那么該質(zhì)點(diǎn)再時(shí)間t2=T0.2s= s0.33s ,經(jīng)第三次經(jīng)過P點(diǎn)故D正確 ,ABC錯(cuò)誤應(yīng)選：D【分析】分析質(zhì)點(diǎn)可能的運(yùn)動(dòng)情況 ,畫出運(yùn)動(dòng)軌跡 ,確定周期 ,即一次全振動(dòng)所用的時(shí)間 ,再確定經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過P點(diǎn)6.【答案】D 【解析】【解答】解：由由F=Kx可知位移為負(fù)那么加速度為正即為向右 ,圖中應(yīng)為24S ,位移圖象的斜率

26、等于速度 ,向右為正 ,在24S內(nèi)那么斜率為正的時(shí)間段為34S；那么物體加速度向右且速度向右的時(shí)間段為34S ,那么D正確應(yīng)選：D【分析】由F=Kx可知位移為負(fù)方向時(shí)力的方向?yàn)檎?,那么加速度為正即為向右；根據(jù)位移圖象的斜率等于速度分析速度的方向7.【答案】A 【解析】【解答】由于半徑遠(yuǎn)大于運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng) ,小球都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) ,類似于單擺因?yàn)樵谕坏攸c(diǎn) ,周期只與半徑有關(guān) ,與運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)無關(guān) ,故兩球同時(shí)到達(dá)C點(diǎn) ,應(yīng)選項(xiàng)A正確。【分析】由題 ,兩段光滑圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角均小于 ,把兩球在圓弧上的運(yùn)動(dòng)看做等效單擺運(yùn)動(dòng) ,根據(jù)單擺的周期公式 ,即可判斷相遇的位置。二、多項(xiàng)選擇題8.【答案】C,D 【

27、解析】【解答】解：A、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象反映質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化的情況 ,不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 ,故A錯(cuò)誤B、t=0時(shí) ,質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移最大 ,速度為零 ,故B錯(cuò)誤C、根據(jù)圖象的斜率表示速度 ,那么t=0.25s時(shí) ,質(zhì)點(diǎn)的速度為正值 ,那么速度方向與位移的正方向相同故C正確D、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中 ,兩端點(diǎn)間的距離等于2倍的振幅 ,為 S=2A=2×5cm=10cm=0.1m ,故D正確應(yīng)選：CD【分析】位移時(shí)間圖象不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡根據(jù)圖象的斜率表示速度分析振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中 ,兩端點(diǎn)間的距離等于2倍的振幅9.【答案】B,C 【解析】【解答】解：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)方程的一般表示式為

28、：x=Asint+0 ,根據(jù)題給條件有：A=8cm=0.08m ,=  rad/s所以 x=0.08sin0.5t+0m將t=0時(shí) ,x0=0.04m代入得：0.04=0.08sin0解得初相：0= 或0= 因?yàn)閠=0時(shí) ,速度方向沿x軸負(fù)方向 ,即位移在減小 ,所以取 0= 所求的振動(dòng)方程為：x=0.08sin0.5t+ mA、質(zhì)點(diǎn)在t=1Os時(shí)所處的位置為x=0.08sin0.5×1+ =0.04 m=4 cm故A錯(cuò)誤 ,B正確；C、由于t=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng) ,所以由起始位置運(yùn)動(dòng)到x=4cm處所需的最短時(shí)間為回到平衡位置后直接再到達(dá)x=4cm處的時(shí)間 ,由振動(dòng)

29、的對(duì)稱性可知 ,兩段時(shí)間相等回到平衡位置的時(shí)間： s ,所以由起始位置運(yùn)動(dòng)到x=4cm處所需的最短時(shí)間為t=2t1= s故C正確 ,D錯(cuò)誤應(yīng)選：BC【分析】簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)方程的一般表達(dá)式x=Asint+0 ,由= 求出將在t=0時(shí) ,位移是4cm代入即可求解振動(dòng)方程然后依據(jù)該方程分析即可10.【答案】C,D 【解析】【解答】由題圖可知 ,因此振子不相同 ,A選項(xiàng)不正確 ,D選項(xiàng)正確由題圖可知C正確因 , ,由于 和 關(guān)系未知 ,因此無法判斷 ,所以B不正確【分析】由振動(dòng)圖象讀出兩彈簧振子周期之比 ,根據(jù)周期公式 分析彈簧振子是否完全相同由圖讀出兩振子位移最大值之比 ,但由于振子的勁度系數(shù)可能不等

30、 ,無法確定回復(fù)力最大值之比振子甲速度為零時(shí) ,振子乙速度最大頻率與周期互為倒數(shù)。三、填空題11.【答案】速度相同；動(dòng)能相同；彈性勢(shì)能相同 【解析】【解答】由振動(dòng)圖象讀出兩個(gè)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位 移大小相等、方向相反 ,那么加速度和回復(fù)力也大小相等、方向相反 ,所以動(dòng)能相同 ,彈性勢(shì)能相同 ,在t1、t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱 ,而且都沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng) ,所以速度相同?！痉治觥克綇椈烧褡幼龊?jiǎn)諧振動(dòng) ,只有當(dāng)振子通過同一點(diǎn)或關(guān)于平衡位置對(duì)稱位置時(shí) ,速度大小相等 ,動(dòng)能相等由圖能讀出位移 ,判斷振子的位置關(guān)系來分析動(dòng)能、動(dòng)量、速度和加速度的關(guān)系。12.【答案】重力；支持力；彈簧的彈力 【解析】【解

31、答】回復(fù)力是按力的作用效果命名的,不是性質(zhì)力,在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)是對(duì)性質(zhì)力進(jìn)行分析,因此不能添加上回復(fù)力?；貜?fù)力可以是幾個(gè)力的合力,也可以是某個(gè)力的分力,故小球受到重力、支持力和彈簧的彈力作用?！痉治觥繌椈烧褡铀芰τ兄亓?、支持力和彈力。13.【答案】?。淮?；靠近；相同 【解析】【解答】加速度減小 ,說明位移減小 ,其位置靠近平衡位置 ,速度方向指向平衡位置 ,與加速度方向相同 ,由于這個(gè)過程中外力做正功 ,所以振子的速度變大?！痉治觥亢?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移是指質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移 ,方向從平衡位置指向質(zhì)點(diǎn)所在位置當(dāng)質(zhì)點(diǎn)背離平衡位置時(shí) ,位移增大 ,速度減小 ,加速度增大 ,加速度方向總是與位移方向相反 ,指向平衡位置 ,質(zhì)點(diǎn)做非勻變速運(yùn)動(dòng)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)靠近平衡位置時(shí) ,位移減小 ,速度增大 ,加速度減小