《人教版物理选修3-4第十一章机械振动 章末检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版物理选修3-4第十一章机械振动 章末检测（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、章末检测(第十一章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1(多选)关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义，有以下几种说法，其中正确的是()A回复力第一次恢复为原来的大小和方向所经历的过程B位移和速度第一次同时恢复为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为原来的大小所经历的过程D速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程答案BD2(多选)弹簧振子做简谐运动的图象如图1所示，下列说法正确的是()图1A在第5 s末，振子的速度最大且沿x方向B在第5 s末，振子的位移最大且沿x方向C在第5 s末，振子的加速度最大且沿x方向D在0
2、到5 s内，振子通过的路程为10 cm答案BCD解析由题图可知第5 s末，振子处于正的最大位移处，此时有负方向的最大加速度，速度为零，故A错误，B、C正确；在0到5 s内，振子经过个全振动，路程为5A10 cm，故D正确3如图2所示，乙图中图象记录了单摆中摆球的动能、势能随摆球位置变化的关系，不计空气阻力，下列关于图象的说法正确的是()图2Ab图线表示动能随位置的变化关系Ba图线表示机械能随位置的变化关系Cc图线表示动能随位置的变化关系D图象表明摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变答案D解析单摆摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，在A、C两点动能最小，势能最大，故a图线表示动能随位置的
3、变化关系，b图线表示重力势能随位置的变化关系，c图线表示摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变，故A、B、C错，D对4.如图3所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球(小球可以看成质点)在O点正下方，距O点处的P点固定一颗小钉子现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球点B是小球运动的最低位置，点C(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置已知点A与点B之间的高度差为h，hl.A、B、P、O在同一竖直平面内当地的重力加速度为g，不计空气阻力下列说法正确的是()图3A点C与点B高度差小于hB点C与点B高度差大于hC小球摆动的周期等于D小球摆动的周期等于答案C解析小球摆动过程中
4、，只有重力做功，机械能守恒，两侧最高点动能均为零，故重力势能也相等，故最大高度相同，故A、B错误；小球经过BAB的时间为t1T1，小球经过BCB的时间为t2T2，故小球摆动的周期为Tt1t2，故C正确，D错误5. (多选)如图4所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是()图4A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆答案ABD解析由题图看出，两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式T2得，甲、乙两单摆的摆长l相等，故A正确；甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，则甲摆的振幅比乙摆大，故B正确；
5、尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，故无法比较机械能的大小，故C错误；在t0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负向最大，则乙摆具有正向最大加速度，故D正确6(多选)如图5甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化图象如图乙所示，下列说法正确的是()图5At0.8 s时，振子的速度方向向左Bt0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处Ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度完全相同Dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的加速度逐渐减小答案ABD解析从t0.8 s时起，再过一段微
6、小的时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t0.8 s时，速度方向向左，A正确；由题中图象得振子的位移x12 sint cm，故t0.2 s时，x6 cm，故B正确；t0.4 s和t1.2 s时，振子的位移方向相反，由a知，加速度方向相反，C错误；t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其加速度逐渐变小，故D正确7某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xAsin t m，则质点()A第1 s末与第3 s末的位移不相同B第1 s末与第3 s末的速度相同C第3 s末至第5 s末的位移方向都相同D第3 s末至第5 s末的速度方向都相同答案D解析由
7、xAsin t m知周期T8 s第1 s末、第3 s末、第5 s末分别相差2 s，恰好是个周期根据简谐运动图象的对称性可知D选项正确8(多选)某单摆原来的周期为T，下列哪些情况会使单摆周期发生变化()A摆长减为原来的 B摆球的质量减为原来的C振幅减为原来的 D重力加速度减为原来的答案AD解析由单摆周期公式可知周期仅与摆长、重力加速度有关9(多选)把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上安一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这样就做成了一个共振筛，如图6所示，筛子做自由振动时，完成10次全振动用时15 s，在某电压下，电动偏心轮转速是36 r/min.已知增大电压可使偏心轮转速提高；增加筛子
8、质量，可以增大筛子的固有周期，那么要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是()图6A提高输入电压 B降低输入电压C增加筛子质量 D减小筛子质量答案AC解析共振筛的工作原理是利用共振现象，当电动偏心轮的转动周期跟筛子的固有周期相等时，就会发生共振在题给条件下，筛子振动的固有周期T固 s1.5 s，电动偏心轮的转动周期(对筛子来说是驱动力的周期)T驱 s1.67 s要使筛子振幅增大，就得使这两个周期值靠近，可采用两种做法：第一，提高输入电压使偏心轮转得快一些，减小驱动力的周期；第二，增加筛子的质量使筛子的固有周期增大正确选项为A、C.10如图7所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是
9、()图7A甲、乙两摆的振幅之比为31Bt2 s时，甲摆的弹性势能最小，乙摆的动能为零C甲、乙两摆的摆长之比为41D甲、乙两摆摆球在最低点时的向心加速度大小一定相等答案B解析由题图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项A错误；t2 s时，甲摆在平衡位置处，弹性势能最小，乙摆在振动的最大位移处，动能为零，故选项B正确；由单摆的周期公式T2，得到甲、乙两摆的摆长之比为14，故选项C错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误二、填空题(本题共2小题，共12分)11(6分)如图8a所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，做成一个单摆，测量摆长l和摆的周期T，得到一组数据，改变摆长
10、，再得到几组数据从中可以找出周期与摆长的关系实验过程有两组同学分别用了图b、c的两种不同方式悬挂小钢球，你认为_(选填“b”或“c”)悬挂方式较好图d是某组同学根据实验数据画出的T2l图线，通过图线得到振动周期T与摆长l的关系是_图8答案见解析解析单摆实验中，摆长必须固定，故应采用c图；分析题图d可知，T2与l成线性关系，即T2与l成正比，因此T与l的关系应是T .12(6分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由于没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出lT2图象，如图9所示图9(1)实验得到的lT2图象是_(2)小球的直径是
11、_ cm.(3)实验测得当地重力加速度大小是_ m/s2(取三位有效数字)答案(1)c(2)1.2(3)9.86三、计算题(本题共4小题，共48分计算时必须有必要的文字说明、方程式和重要解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(10分)弹簧振子以O点为平衡位置在B、C之间做简谐运动，B、C相距20 cm.某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小；(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处P点的加速度大小之比答案(1)1 s1 Hz(2)200 cm10 cm(3)52解析(1)设振幅为A，由题意B2A
12、20 cm，所以A10 cm.振子从B首次到C所用时间t0.5 s，为周期T的一半，所以T1 s，f1 Hz.(2)振子在1个周期内通过的路程为4A，故在t5 s5T内通过的路程s4A200 cm.5 s内振子振动了5个周期，5 s末振子仍处在B点，所以它偏离平衡位置的位移大小为10 cm.(3)振子加速度ax，所以aBaPxBxP10452.14(12分)光滑水平面上的弹簧振子，质量为50 g，若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t0.2 s时，振子第一次通过平衡位置，此时速度为4 m/s.(1)在1.2 s末，弹簧的弹性势能为多少？(2)1 min内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次
13、数为多少？答案(1)0.4 J(2)150次解析(1)从最大位移到平衡位置的时间为t0.2 s，则周期T4t0.8 s，振子在1.2 s内恰好振动了1T.此时弹簧的弹性势能等于振子在平衡位置时的动能Epmv25010342 J0.4 J.(2)当振子向平衡位置运动时，弹簧的弹力对振子做正功，即1个周期内做正功两次， 则n22150次15. (12分)如图10所示为一弹簧振子的振动图象，求：图10(1)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的总位移和总路程答案(1)x5sin t cm(2
14、)见解析(3)05 m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，在第2 s末振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移不断增大，加速度也变大，速度不断变小，动能减小，弹性势能逐渐增大在第3 s末，加速度达到最大，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，振子经过的路程s2520 cm500 cm5 m.16(14分) 一个摆长为2 m的单摆，在地球上某处振动时，测得完成100次全振动所用的时间为284 s.(1)求当地的重力加速度g；(2)把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60 m/s2，则该单摆的振动周期是多少？答案(1)9.78 m/s2(2)7.02 s解析(1)周期T s2.84 s由周期公式T2得g m/s29.78 m/s2.(2)T223.14 s7.02 s.
