高中物理 滾動(dòng)檢測(cè)1 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 魯科版選修3-4

【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】-高中物理滾動(dòng)檢測(cè)1簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)魯科版選修3-4一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分)1.如圖1所示，彈簧振子以O(shè)為平衡位置，在B、C間振動(dòng)，則 ()．A．從B→O→C→O→B為一次全振動(dòng) B．從O→B→O→C→B為一次全振動(dòng)C．從C→O→B→O→C為一次全振動(dòng)D．OB的大小不一定等于OC圖1解析O為平衡位置，B、C為兩側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)，則從B起經(jīng)O、C、O、B路程為振幅的4倍，為一次全振動(dòng)，即A對(duì)；若從O起經(jīng)B、O、C、B路程是振幅的5倍，超過(guò)一次全振動(dòng)，B錯(cuò)；若從C起經(jīng)O、B、O、C路程為振幅的4倍，C對(duì)；因彈簧振子不考慮摩擦，振幅不變，D錯(cuò)．答案AC2．關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的下述各物理量，說(shuō)法正確的是 ()．A．振幅是由平衡位置指向最大位移處的一個(gè)矢量B．周期和頻率的乘積為一常量C．振幅越大，周期越長(zhǎng)D．振幅越小，頻率越大解析振幅等于最大位移的數(shù)值，周期、頻率與振幅無(wú)關(guān)，B正確．答案B3．下列關(guān)于單擺的說(shuō)法，正確的是 ()．A．單擺擺球從平衡位置運(yùn)動(dòng)到正向最大位移處時(shí)的位移為A(A為振幅)，從正向最大位移處運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)的位移為－AB．單擺擺球的回復(fù)力等于擺球所受的合外力C．單擺擺球的回復(fù)力是擺球重力沿圓弧切線方向的分力D．單擺擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)加速度為零解析簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中的位移是以平衡位置作為起點(diǎn)，擺球在正向最大位移處時(shí)位移為A，在平衡位置時(shí)位移應(yīng)為零；擺球的回復(fù)力由重力沿圓弧切線方向的分力提供；合外力在擺線方向的分力提供向心力，擺球經(jīng)最低點(diǎn)(振動(dòng)的平衡位置)時(shí)回復(fù)力為零，但向心力不為零，所以合外力不為零．(擺球到最高點(diǎn)時(shí)，向心力為零，回復(fù)力最大，合外力也不為零)．答案C4．彈簧振子在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()．A．振子所受的回復(fù)力逐漸增大B．振子的位移逐漸增大C．振子的速度逐漸減小D．振子的加速度逐漸減小解析振子的位移指由平衡位置指向振動(dòng)物體所在位置的位移，因而向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)位移逐漸減小．而回復(fù)力與位移成正比，故回復(fù)力也減小．由牛頓第二定律a＝eq\f(F,m)得，加速度也減小，物體向平衡位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，回復(fù)力與速度方向一致，故物體的速度逐漸增大．答案D5.如圖2所示，一彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，已知振子的質(zhì)量為M，若振子運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)將一質(zhì)量為m的物體放到M的上面，且m和M無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而一起運(yùn)動(dòng)，下述正確的是()．圖2A．振幅不變 B．振幅減小C．最大動(dòng)能不變 D．最大動(dòng)能減小解析振子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰為0，此時(shí)放上m，系統(tǒng)的總能量即為此時(shí)彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能，由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能守恒，所以振幅保持不變．因此選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；由于機(jī)械能守恒，最大動(dòng)能不變，所以選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤．答案AC6．一個(gè)水平方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子的振動(dòng)周期是0.025s，當(dāng)振子從平衡位置開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，在0.17s時(shí)刻，振子的運(yùn)動(dòng)情況是()．A．正在向左做減速運(yùn)動(dòng) B．正在向右做加速運(yùn)動(dòng)C．加速度正在減小 D．動(dòng)能正在減小解析0.17s包含的周期數(shù)N＝eq\f(t,T)＝eq\f(0.17s,0.025s)＝6eq\f(4,5)，即0.17s時(shí)刻振子處在平衡位置左側(cè)且正在向平衡位置運(yùn)動(dòng)，也就是正在向右加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，動(dòng)能增大，由于位移減小，所以加速度減小，故A、D錯(cuò)誤，B、C正確．答案BC7.如圖3所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩個(gè)物體分別做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的圖象，則()．A．甲、乙物體的振幅分別是2m和B．甲的振動(dòng)頻率比乙的大C．前2s內(nèi)兩物體的加速度均為負(fù)值D．第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大圖3解析由圖象知，甲、乙的振幅分別為2cm和1cm，A錯(cuò)誤；8s內(nèi)甲完成2次全振動(dòng)，乙完全1次全振動(dòng)，B正確；前2s內(nèi)，甲、乙的位移均為正，所以加速度均為負(fù)值，C正確；第2s末甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移處，加速度最大，D答案BCD8.如圖4所示，一輕彈簧與一物體組成彈簧振子，物體在同一條豎直線上的A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，C為AO的中點(diǎn)，已知OC＝h，振子周期為T(mén)，某時(shí)刻物體恰好經(jīng)過(guò)C點(diǎn)并向上運(yùn)動(dòng)，則從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)()．圖4A．t＝eq\f(T,4)時(shí)刻，物體回到C點(diǎn)B．Δt＝eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的路程為4hC．t＝eq\f(3T,8)時(shí)刻，物體的振動(dòng)位移為0D．t＝eq\f(3T,8)時(shí)刻，物體的運(yùn)動(dòng)方向向下解析由于物體在OC段的平均速度大于CA段的平均速度，有tOC＜tCA，又知tOC＋tCA＝eq\f(1,4)T，則2tCA＞eq\f(1,4)T，因此，物體從C點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)到再回到C點(diǎn)所用的時(shí)間大于eq\f(T,4)，A錯(cuò)誤；Δt＝eq\f(T,2)時(shí)間內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)的路程為2A，即為4h，B正確；由于從C→A→O的時(shí)間大于eq\f(3T,8)，因此物體處在從A→O的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，故C錯(cuò)誤，D正確．答案BD9.將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上，從靜止釋放，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向右擺動(dòng)．用頻閃照相機(jī)拍到如圖5所示的單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程的頻閃照片，以下說(shuō)法正確的是()．圖5A．?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長(zhǎng)之比為9∶4B．?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長(zhǎng)之比為3∶2C．?dāng)[線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大D．?dāng)[線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，角速度變大，半徑減小，擺線張力不變解析由頻閃照片可知擺線碰到障礙物前后的周期之比為3∶2，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(l,g))，得擺線碰到障礙物前后的擺長(zhǎng)之比9∶4，故A正確、B錯(cuò)誤；擺線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，線速度不變，半徑減小，角速度變大，根據(jù)牛頓第二定律有：F－mg＝meq\f(v2,l)，得F＝mg＋meq\f(v2,l)，擺線經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，半徑減小，擺線張力變大．答案AC10.勁度系數(shù)為20N/m的水平彈簧振子，它的振動(dòng)圖象如圖6所示，則圖象上的P點(diǎn)反映出此時(shí)刻()．A．彈簧振子的運(yùn)動(dòng)方向沿x正方向B．振子所受彈力為0.5N，其方向沿x負(fù)向圖6C．由t＝0到圖象上P點(diǎn)時(shí)刻振子所經(jīng)過(guò)的路程為37.5D．由t＝0到圖象上P點(diǎn)所示時(shí)刻的這段時(shí)間內(nèi)，振子運(yùn)動(dòng)的位移為2.5解析P點(diǎn)稍后的時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的正向位移大于xP＝2.5cm，所以可以判定質(zhì)點(diǎn)在tp時(shí)刻運(yùn)動(dòng)方向沿x正方向，故A正確；由圖象可知P點(diǎn)在x軸上方，則位移xP＝＋2.5cm，則F＝－kx＝－20×2.5×10－2N＝－0.5N，“－”號(hào)表示方向沿x負(fù)向，故B正確；在0～3.5s這段時(shí)間內(nèi)，振子所通過(guò)的路程為eq\f(3.5,2)×4×5cm＝35cm，3.5s末到tP的這段時(shí)間內(nèi)再通過(guò)2.5cm，所以路程為37.5cm，故C正確；位移是矢量，此段時(shí)間內(nèi)，x＝－2.5cm，其大小為2.5cm，方向沿答案ABC二、非選擇題(本題共2小題，共30分)11．(15分)下表是用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長(zhǎng)l/m0.40.50.60.81.01.2周期T2/s21.62.22.43.24.04.8(1)利用上述數(shù)據(jù)，在如圖7所示的坐標(biāo)中描出lT2圖象．(2)利用圖象，求T2＝5.2s2時(shí)，l＝________m，重力加速度g＝________m/s2.描點(diǎn)作出圖象，求出圖象的斜率，根據(jù)斜率求出l和g.圖7解析(1)利用描點(diǎn)法畫(huà)出圖象如圖所示．(2)由T＝2πeq\r(\f(l,g))得：l＝eq\f(g,4π2)T2，直線斜率k＝eq\f(g,4π2)，由圖象可知k＝eq\f(1,4).當(dāng)T2＝5.2s2時(shí)，l＝kT2＝1.3m由k＝eq\f(g,4π2)得：g＝4π2k＝π2≈9.86m/s2.答案(1)見(jiàn)解析圖(2)1.39.8612．(15分)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移和時(shí)間的關(guān)系如圖8所示．(1)求t＝0.25×10－2s時(shí)的位移；圖8(2)從t＝1.5×10－2s到t＝2×10－2s的振動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的位移、速度如何變化？解析(1)由圖可知A＝2cm，T＝2×10－2s則x＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\