2021年高中物理第11章 机械振动 单元综合试题及答案2
2020_2021学年高中物理第11章机械振动单元素养评价含解析新人教版选修3_4
单元素养评价（一)(第十一章)(90分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.简谐运动的平衡位置是指( )A.势能为零,动能最大的位置B.加速度为零的位置C.回复力为零的位置D.振幅为零的位置【解析】选C。
做简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大,动能最大,势能最小,由于势能的相对性,势能的大小与零势点的选取有关,故势能不一定等于零,A错误;物体在平衡位置时合外力和加速度不一定为零。
例如,单摆在平衡位置时存在向心加速度,B错误;简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置,C正确;做简谐运动的物体的振幅不变,D错误;故选C。
2.(2020·某某高二检测)一个摆长约1m的单摆,在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动,要使单摆振动的振幅尽可能增大,应选用的驱动力是( )【解析】选C。
据单摆的周期公式T=2π可得T≈2s,当驱动力的周期接近该单摆的固有周期时,振幅最大,C图的周期为2s,故A、B、D错误,C正确。
3.关于做简谐运动的单摆,下列说法正确的是( )A.单摆做稳定的受迫振动时,单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率B.秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一,周期变为0.5sC.已知摆球初始时刻的位置及其周期,就可知摆球在任意时刻运动速度的方向D.单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零【解析】选A。
单摆做稳定的受迫振动时,单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率,与固有频率无关,故A正确;根据单摆的周期公式T=2π知摆长缩短为原来的四分之一,则周期变为原来的二分之一,秒摆的周期为2s,所以改变后周期变为1s,故B错误;摆球在同一位置振动方向有两种,所以已知初始时刻的位置和振动周期,不知道初始时刻摆球的振动方向,不能知道摆球在任意时刻运动速度的方向,故C错误;单摆运动中,摆球在最低点做圆周运动,所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力,故D错误。
4.如图所示,振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动,从振子第一次到达P点开始计时,则( )A.振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期B.振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期C.振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期D.振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期【解析】选B。
机械振动答案
机械振动答案（1）选择题1解析：选D.如图所示，设质点在A 、B 之间振动，O 点是它的平衡位置，并设向右为正．在质点由O 向A 运动过程中其位移为负值；而质点向左运动，速度也为负值．质点在通过平衡位置时，位移为零，回复力为零，加速度为零，但速度最大．振子通过平衡位置时，速度方向可正可负，由F ＝－kx 知，x 相同时F 相同，再由F ＝ma 知，a 相同，但振子在该点的速度方向可能向左也可能向右．2．解析：选B.据简谐运动的特点可知，振动的物体在平衡位置时速度最大，振动物体的位移为零，此时对应题图中的t 2时刻，B 对．3．解析：选BD.质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反．4解析：选C.因为弹簧振子固有周期和频率与振幅大小无关，只由系统本身决定，所以f 1∶f 2＝1∶1，选C.5解析：选B.对于阻尼振动来说，机械能不断转化为内能，但总能量是守恒的．6.解析：选B.因质点通过A 、B 两点时速度相同，说明A 、B 两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由B 到最大位移，与由A 到最大位移时间相等；即t 1＝0.5 s ，则T2＝t AB ＋2t 1＝2 s ，即T ＝4 s ，由过程的对称性可知：质点在这2 s 内通过的路程恰为2 A ，即2A ＝12 cm ，A ＝6 cm ，故B 正确．7.解析：选A.两球释放后到槽最低点前的运动为简谐运动且为单摆模型．其周期T ＝2πR g，两球周期相同，从释放到最低点O 的时间t ＝T4相同，所以相遇在O 点，选项A 正确．8．解析：选C.从t ＝0时经过t ＝3π2L g 时间，这段时间为34T ，经过34T 摆球具有最大速度，说明此时摆球在平衡位置，在给出的四个图象中，经过34T 具有负向最大速度的只有C 图，选项C 正确．9.解析：选CD.单摆做简谐运动的周期T ＝2πlg，与摆球的质量无关，因此两单摆周期相同．碰后经过12T 都将回到最低点再次发生碰撞，下一次碰撞一定发生在平衡位置，不可能在平衡位置左侧或右侧．故C 、D 正确．10．解析：选D.通过调整发生器发出的声波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理，因此操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz ，故D 选项正确． 二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分．把答案填在题中横线上)11答案：(1)B (2)摆长的测量、漏斗重心的变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……12答案：(1)ABC (2)①98.50 ②B ③4π2k计算题13．(10分)解析：由题意知弹簧振子的周期T ＝0.5 s ，振幅A ＝4×10－2m. (1)a max ＝kx max m ＝kA m＝40 m/s 2. (2)3 s 为6个周期，所以总路程为s ＝6×4×4×10－2m ＝0.96 m.答案：(1)40 m/s 2(2)0.96 m14．(10分)解析：设单摆的摆长为L ，地球的质量为M ，则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分别为：g ＝G M R 2，g h ＝G M R ＋h2据单摆的周期公式可知T 0＝2πLg ，T ＝2πL g h由以上各式可求得h ＝(T T 0－1)R . 答案：(T T 0－1)R15．(12分解析：球A 运动的周期T A ＝2πl g， 球B 运动的周期T B ＝2π l /4g ＝πl g. 则该振动系统的周期T ＝12T A ＋12T B ＝12(T A ＋T B )＝3π2l g. 在每个周期T 内两球会发生两次碰撞，球A 从最大位移处由静止开始释放后，经6T ＝9πlg，发生12次碰 撞，且第12次碰撞后A 球又回到最大位置处所用时间为t ′＝T A /4. 所以从释放A 到发生第12次碰撞所用时间为t ＝6T －t ′＝9πl g －2T 2l g ＝17π2lg. 答案：17π2l g16．(12分解析：在力F 作用下，玻璃板向上加速，图示OC 间曲线所反映出的是振动的音叉振动位移随时间变化的规律，其中直线OC 代表音叉振动1.5个周期内玻璃板运动的位移，而OA 、AB 、BC 间对应的时间均为0.5个周期，即t ＝T 2＝12f＝0.1 s ．故可利用匀加速直线运动的规律——连续相等时间内的位移差等于恒量来求加速度．设板竖直向上的加速度为a ，则有：s BA －s AO ＝aT 2①s CB －s BA ＝aT 2，其中T ＝152 s ＝0.1 s ②由牛顿第二定律得F －mg ＝ma ③ 解①②③可求得F ＝24 N. 答案：24 N机械振动（2）机械振动（3）1【解析】 如图所示，图线中a 、b 两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，A 错误，C 正确．物体的位移增大时，动能减少，势能增加，D 错误．单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，B 错误．【答案】 C2【解析】 质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中质量近似不变，惯性不变，脱水桶的转动频率与转速成正比，随着转动变慢，脱水桶的转动频率减小，因此，t 时刻的转动频率不是最大的，在t 时刻脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振，故C 项正确．【答案】 C3【解析】 摆球从A 运动到B 的过程中绳拉力不为零，时间也不为零，故冲量不为零，所以选项A 错；由动能定理知选项B 对；摆球运动到B 时重力的瞬时功率是mg v cos90°＝0，所以选项C 错；摆球从A 运动到B 的过程中，用时T /4，所以重力的平均功率为P ＝m v 2/2T /4＝2m v 2T ，所以选项D 错．【答案】 B4【解析】 由振动图象可看出，在(T 2－Δt )和(T2＋Δt )两时刻，振子的速度相同，加速度大小相等方向相反，相对平衡位置的位移大小相等方向相反，振动的能量相同，正确选项是D.【答案】 D5【解析】 据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率接近驱动力的频率．做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，所以B 选项正确．【答案】 B6【解析】 由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，A 、B 错；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以C 正确，D 错误．【答案】 C题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 ACBADACBDACADD(T 2-T 1)R/T 17【答案】 C8【解析】 根据题意，由能量守恒可知12kx 2＝mg (h ＋x )，其中k 为弹簧劲度系数，h 为物块下落处距O 点的高度，x 为弹簧压缩量．当x ＝x 0时，物块速度为0，则kx 0－mg ＝ma ，a ＝kx 0－mg m ＝kx 0m －g ＝2mg (h ＋x 0)mx 0－g ＝2g (h ＋x 0)x 0－g >g ，故正确答案为D.【答案】 D9【解析】 由题中条件可得单摆的周期为T ＝0.30.2s ＝1.5s ，由周期公式T ＝2πlg可得l＝0.56m.【答案】 A10【解析】 当摆球释放后，动能增大，势能减小，当运动至B 点时动能最大，势能最小，然后继续摆动，动能减小，势能增大，到达C 点后动能为零，势能最大，整个过程中摆球只有重力做功，摆球的机械能守恒，综上可知只有D 项正确．【答案】 D机械振动（4）1解析：选A.周期与振幅无关，故A 正确．2解析：选C.由单摆周期公式T ＝2π lg知周期只与l 、g 有关，与m 和v 无关，周期不变频率不变．又因为没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h ，最低点速度为v ，mgh ＝12m v 2.质量改变后：4mgh ′＝12·4m ·(v 2)2，可知h ′≠h ，振幅改变．故选C.3解析：选D.此摆为复合摆，周期等于摆长为L 的半个周期与摆长为L2的半个周期之和，故D 正确．4解析：选B.由简谐运动的对称性可知，t Ob ＝0.1 s ，t bc ＝0.1 s ，故T4＝0.2 s ，解得T ＝0.8s ，f ＝1T＝1.25 Hz ，选项B 正确．5解析：选D.当单摆A 振动起来后，单摆B 、C 做受迫振动，做受迫振动的物体的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，选项A 错误而D 正确；当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项C 正确而B 错误．6解析：选BD.速度越来越大，说明振子正在向平衡位置运动，位移变小，A 错B 对；速度与位移反向，C 错D 对．7解析：选AD.P 、N 两点表示摆球的位移大小相等，所以重力势能相等，A 对；P 点的速度大，所以动能大，故B 、C 错D 对．8解析：选BD.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，D 正确；驱动力频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大，B 正确．9解析：选B.读图可知，该简谐运动的周期为4 s ，频率为0.25 Hz ，在10 s 内质点经过的路程是2.5×4A ＝20 cm.第4 s 末的速度最大．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相反．。
选修1高中物理 《机械振动》单元测试题含答案
选修1高中物理《机械振动》单元测试题含答案一、机械振动选择题1．沿某一电场方向建立x轴，电场仅分布在-d≤x≤d的区间内，其电场场强与坐标x的关系如图所示。
规定沿+x轴方向为电场强度的正方向，x=0处电势为零。
一质量为m、电荷量为+q的带点粒子只在电场力作用下，沿x轴做周期性运动。
以下说法正确的是（）A．粒子沿x轴做简谐运动B．粒子在x=-d处的电势能为12-qE0dC．动能与电势能之和的最大值是qE0dD．一个周期内，在x>0区域的运动时间t≤2mdqE2．如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不便．已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半．则碰撞后A56TB65TC．摆球最高点与最低点的高度差为0.3hD．摆球最高点与最低点的高度差为0.25h3．如图为某简谐运动图象，若t＝0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是()A ．质点在0.7 s 时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B ．质点在1.5 s 时的位移最大，方向向左，在1.75 s 时，位移为1 cmC ．质点在1.2 s 到1.4 s 过程中，质点的位移在增加，方向向左D ．质点从1.6 s 到1.8 s 时间内，质点的位移正在增大，方向向右4．如图所示,甲、乙两物块在两根相同的弹簧和一根张紧的细线作用下静止在光滑水平面上,已知甲的质量小于乙的质量．当细线突然断开斤两物块都开始做简谐运动,在运动过程中（ ）A ．甲的最大速度大于乙的最大速度B ．甲的最大速度小于乙的最大速度C ．甲的振幅大于乙的振幅D ．甲的振幅小于乙的振幅5．下列叙述中符合物理学史实的是（ ）A ．伽利略发现了单摆的周期公式B ．奥斯特发现了电流的磁效应C ．库仑通过扭秤实验得出了万有引力定律D ．牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论6．如图1所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A ，由静止释放。
最新人教版高中物理试题 第11章 机械振动 单元综合试题及答案2
第十一章 《机械振动》综合测试1、 关于简谐运动，下列说尖中正确嘚是（ ）。
A ．位移减小时，加速度减小，速度增大。
B ．位移放向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同。
C ．物体嘚运动方向指向平衡位置时，速度哏位移方向相反，背向平衡位置时，速度哏位移方向相同。
D ．水平弹簧振子朝左运动时，加速度方向跟 速度方向相同，朝右运动时，加速度方向跟 速度方向相反。
2、 某一弹簧振子做简谐运动，在图嘚四幅图象中，正确反映加速度a 与位移x 嘚关系嘚是（ ）3、 如图所示嘚演示装置,一根张紧嘚水平绳上挂着五个单摆,其中A. E 摆长相同,先使A 摆摆动,其余各摆也摆动起来,稳定时可以发现( ) A ．各摆摆动嘚周期均与A 摆相同 B ． B 摆摆运动嘚周期最短xaAxaBxaCxaDEDCABC．C摆摆动嘚周期最长D．C摆振幅最大4、荡秋千是我国民间广为流传嘚健身运动，关于荡秋千嘚科学原理，下列说法中正确嘚（）。
A．人应始终按照秋千摆动嘚节奏前后蹬板，这样才能越荡越高。
荡秋千嘚过程是将人体内储存嘚营养物质嘚化学能转化为机械能嘚过程B．人和秋千属同一振动系统，人与秋千嘚相互作用力总是大小相等，方向相反，对系统做功之和为零，只有在与秋千嘚固有周期相同嘚外力作用下才能越荡越高C．秋千嘚运动是受迫振动，因此人用力嘚频率应保持和秋千嘚固有频率相同，秋千向下运动埋双脚向下用力，当秋千向上运动时双脚向上用力，这样才能越荡越高。
荡秋千嘚过程是将人体仙储存嘚营养物质嘚化学能转化为机械能和内能嘚过程。
D．秋千嘚运动是受迫振动，当秋千在最高点时，人应站直身体，每当秋千向下运动时，先下蹲，系统势能向动能转化，在秋千通过最低点后逐渐用力站起，当到达最高点时身体恢复直立。
如此循环，系统嘚机械能不断增大，秋千才能越荡越高。
5、惠更斯利用摆嘚等时性发明了带摆嘚计时器,叫摆钟,摆钟运行时克服摩擦所需嘚能量由重锤嘚势摆杆能提供，运行嘚速率由钟摆控制。
最新人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动单元检测附答案》
物理人教版选修3-4第十一章机械振动单元检测(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(每小题5分，共计50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几种说法，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2．做简谐运动的物体，由最大位移处向平衡位置运动的过程中，速度越来越大，这是由于( )。
A ．加速度越来越大B ．物体的加速度和运动方向一致C ．物体的势能转变为动能D ．回复力对物体做正功3．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法中正确的是( )。
A ．质点振动频率是4 HzB ．在10 s 内质点经过的路程是20 cmC ．第4 s 末质点的速度为零D ．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相同4．一根弹簧原长为l 0，挂一质量为m 的物体时伸长x 。
当把这根弹簧与该物体套在一光滑水平的杆上组成弹簧振子，且其振幅为A 时，物体振动的最大加速度为( )。
A.0Ag lB.Ag xC.0xgl D.0l g A 5．在水平方向上做简谐运动的质点其振动图象如图所示，假设向右为正方向，则物体加速度向右且速度向右的时间是( )。
A ．0～1 s 内B ．1～2 s 内C ．2～3 s 内D ．3～4 s 内 6．设人自然步行时的跨步频率与手臂自然摆动的频率一致(人手臂自然摆动的频率与臂长的关系，类似于单摆固有频率与摆长的关系)，人的臂长正比于身高，且人的步幅与身高成正比，由此估测人的步行速度v 与身高h 的关系为( )。
A ．v ∝h 2B ．v ∝hC ．vD ．v7．一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 为平衡位置，如图甲所示，以某一时刻作为计时起点(t 为0)，经14T ，振子具有正方向最大的加速度，那么在图乙所示的几个振动图象中，正确反映振子振动情况(以向右为正方向)的是( )。
高中物理机械振动试题及答案
第十一章《机械振动》单元测试（三）1、关于简谐运动，以下说法正确的是（）A．只要回复力的方向总是指向平衡位置，物体就做简谐运动B．加速度的方向总是与位移的方向相反C．质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律D．速度方向有时与位移方向相反，有时与位移方向相同2、卡车在水平道路上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物的振动为简谐运动，以向上的位移为正，其振动图象如图所示，在图象上取a、b、c、d四点，则下列说法中正确的是（）A．a点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小B．b点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大C．c点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小D．d点对应的时刻货物对车厢底板的压力小于货物重力3、一弹簧振子做简谐运动，周期为8s．已知在t＝2s和t＝6s时刻，振子正好位于其平衡位置，则下列说法中正确的是（）A．在t＝0和t＝10s时，振子的速度都为零B．在t＝4s和t＝12s时，振子的加速度都达到最大值C．在t＝6s和t＝14s时，振子的势能都为最小值D．在t＝8s和t＝10s时，振子的位移都达到最大值4、一个打磨得很精细的小凹镜，其曲率很小可视为接近平面．将镜面水平放置如图所示．一个小球从镜边缘开始释放，小球在镜面上将会往复运动，以下说法中正确的是：（）A．小球质量越大，往复运动的周期越长B．释放点离最低点距离越大，周期越短C．凹镜曲率半径越大，周期越长D．周期应由小球质量、释放点离平衡位置的距离，以及曲率半径共同决定5、如图所示，为甲、乙二人在同一实验室同时做单摆简谐振动的振动图像，在实验误差范围内，从图像可以知道（ ）A ．两个摆球的质量一定不相等，但摆长一定相等B ．两个摆球在平衡位置的速率一定不相等C ．甲单摆的振动方程为t x 2sin 2π=甲D ．两个单摆不同相，甲比乙超前л/26、单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小这是因为：（ ）A ．能量正在逐渐消灭B ．动能正在转化为势能C ．机械能守恒D ．总能量守恒，减少的动能转化为内能7、在北京走时准确的摆钟，移至北极，摆钟的周期如何变化？要使它恢复准确应怎样调节（ ）A ．变慢了，应增长摆长B ．变慢了，应缩短摆长C ．变快了，应增长摆长D ．变快了，应缩短摆长8、置于同地点的甲、乙两单摆的振动图像如图，下列说法正确的是：（ ）A ．甲、乙两摆的摆长相等B ．甲球质量小于乙球质量C ．甲摆摆长大于乙摆摆长D ．甲摆在a 时刻的重力势能大于b 时刻的重力势能9、作简谐运动物体, 在每次通过同一位置时, 振幅、势能、动能、速度、加速度、位移、回复力七个量中，总是相同的量是：（ ）A.速度、位移与回复力B.加速度与位移、势能与动能、 振幅C.速度、回复力和加速度D.回复力、动能、速度、加速度、 振幅10、如图所示的单摆振动中，正确的说法的是（ ）A ．在平衡位置摆球的动能和势能均达到最大值B ．在最大位移处势能最大，而动能最小C ．在平衡位置绳子的拉力最大，摆球速度最大D ．摆球由BO 运动时，动能变大势能变小11、工厂里，有一台机器正在运转，当其飞轮转得很快的时候，机器的振动并不强烈，切断电源，飞轮逐渐慢下来，到某一时刻机器发生强烈的振动，此后飞轮转得更慢，机器的振动又转动减弱。
2021年高中物理《第11章 机械振动》单元综合试题3 新人教版选修3-4
2021年高中物理《第11章 机械振动》单元综合试题3 新人教版选修3-4一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1．若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是 ( )A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B ．物体通过平衡位置时，所受合外力为零，回复力为零，处于平衡状态C ．物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同D ．物体的位移增大时，动能增加，势能减少【解析】 如图所示，图线中a 、b 两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，A 错误，C 正确．物体的位移增大时，动能减少，势能增加，D 错误．单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，B 错误．【答案】 C2．正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机器的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻t ，机器反而会发生强烈的振动．此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，这种现象说明 ( )A ．在t 时刻脱水桶的惯性最大B ．在t 时刻脱水桶的转动频率最大C ．在t 时刻洗衣机发生共振D ．纯属偶然现象，并无规律【解析】 质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中质量近似不变，惯性不变，脱水桶的转动频率与转速成正比，随着转动变慢，脱水桶的转动频率减小，因此，t 时刻的转动频率不是最大的，在t 时刻脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振，故C 项正确．【答案】 C3．(xx·重庆模拟)如图所示，单摆摆球的质量为m ，做简谐运动的周期为T ，摆球从最大位移A 处由静止开始释放，摆球运动到最低点B 时的速度为v ，则 ( )A ．摆球从A 运动到B 的过程中绳拉力的冲量为零B ．摆球从A 运动到B 的过程中重力做的功为12mv 2C ．摆球运动到B 时重力的瞬时功率为mgvD ．摆球从A 运动到B 的过程中重力的平均功率为mv 2T【解析】 摆球从A 运动到B 的过程中绳拉力不为零，时间也不为零，故冲量不为零，所以选项A 错；由动能定理知选项B 对；摆球运动到B 时重力的瞬时功率是mgv cos90°＝0，所以选项C 错；摆球从A 运动到B 的过程中，用时T /4，所以重力的平均功率为P ＝mv 2/2T /4＝2mv 2T，所以选项D 错． 【答案】 B4．(xx·黄冈中学高三测试)一弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图所示，那么在(T 2－Δt )和(T2＋Δt)(Δt是极短的时间)两时刻，振子的：①速度相同；②加速度相同；③相对平衡位置的位移相同；④振动的能量相同．以上选项中正确的是( )A．①②B．②③C．③④D．①④【解析】由振动图象可看出，在(T2－Δt)和(T2＋Δt)两时刻，振子的速度相同，加速度大小相等方向相反，相对平衡位置的位移大小相等方向相反，振动的能量相同，正确选项是D.【答案】 D5．如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是( )A．甲的振幅较大，且振动频率为8HzB．甲的振幅较大，且振动频率为9HzC．乙的振幅较大，且振动频率为9HzD．乙的振幅较大，且振动频率为72Hz【解析】据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率接近驱动力的频率．做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，所以B选项正确．【答案】 B6．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中( )A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度【解析】由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，A、B错；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以C正确，D 错误．【答案】 C7．悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T＝2s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，在一个周期内的振动图象如图所示，关于这个图象，下列哪些说法是正确的是( )A．t＝1.25s时，振子的加速度为正，速度也为正B．t＝1.7s时，振子的加速度为负，速度也为负C．t＝1.0s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值D．t＝1.5s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值【答案】 C8．(xx·潍坊市检测)如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块．物块从高处自由下落到弹簧上端O ，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x 0时，物块的速度变为零．从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x 变化的图象可能是图中的( )【解析】 根据题意，由能量守恒可知12kx 2＝mg (h ＋x )，其中k 为弹簧劲度系数，h 为物块下落处距O 点的高度，x 为弹簧压缩量．当x ＝x 0时，物块速度为0，则kx 0－mg ＝ma ，a ＝kx 0－mg m ＝kx 0m －g ＝2mg (h ＋x 0)mx 0－g ＝2g (h ＋x 0)x 0－g >g ，故正确答案为D. 【答案】 D9．如图所示，图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置．当盛砂漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间的变化关系．已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s ，图乙所示的一段木板的长度为0.60m ，则这次实验砂摆的摆长为(取g ＝π2)( )A ．0.56mB ．0.65mC ．1.0mD ．2.3m【解析】 由题中条件可得单摆的周期为T ＝0.30.2s ＝1.5s ，由周期公式T ＝2πl g可得l ＝0.56m. 【答案】 A10．(xx·遵义四中模拟)如图所示，图乙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，下列关于图象的说法正确的是 ( )A ．a 图线表示势能随位置的变化关系B ．b 图线表示机械能随位置的变化关系C ．c 图象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【解析】 当摆球释放后，动能增大，势能减小，当运动至B 点时动能最大，势能最小，然后继续摆动，动能减小，势能增大，到达C 点后动能为零，势能最大，整个过程中摆球只有重力做功，摆球的机械能守恒，综上可知只有D 项正确．【答案】 D二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面处的周期是T 0.当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T .求该气球此时离海平面的高度h .(把地球看做质量均匀分布的半径为R 的球体)【解析】 根据单摆周期公式T 0＝2πl g 0，T ＝2πl g，其中l 是单摆长度，g 0和g 分别是两地点的重力加速度．根据万有引力定律公式可得g 0＝G M R2 g ＝G M (R ＋h )2 由以上各式可解得h ＝(T T 0－1)R . 【答案】 (T T 0－1)R 12．如图所示，A 、B 两物体的质量都为m ，拉A 物体的细线与水平方向的夹角为30°时处于静止状态，不考虑摩擦力，设弹簧的劲度系数为k .若悬线突然断开后，A 在水平面上做周期为T 的简谐运动，当B 落地时，A 恰好将弹簧压缩到最短，求：(1)A 振动时的振幅；(2)B 落地时的速度．【解析】 (1)线断前，线的拉力F ＝mg ，设此时弹簧伸长为x 0，F cos30°＝kx 0，得x 0＝3mg 2k线断后，在弹力作用下，A 做简谐运动的振幅为：A ＝x 0＝3mg 2k. (2)A 将弹簧压缩到最短经历的时间t 为 t ＝(12＋n )T .(n ＝0,1,2…) 在t 时间末，B 落地，速度v 为v ＝gt ＝(2n ＋1)2gT .(n ＝0,1,2…) 【答案】 (1)3mg 2k (2)(2n ＋1)2gT (n ＝0,1,2…) 13．如图所示，质量为m ＝0.5kg 的物体放在质量为M ＝4.5kg 的平台上，随平台上、下做简谐运动．设在简谐运动过程中，二者始终保持相对静止．已知弹簧的劲度系数为k ＝400N/m ，振幅为A ＝0.1m.试求：(1)二者一起运动到最低点时，物体对平台的压力大小；(2)二者一起运动最高点时，物体对平台的压力大小．(取g ＝10m/s)【解析】 (1)在平衡位置，设弹簧压缩量为x ，有(M ＋m )g ＝kx ，解得x＝0.125m 在最低点，设物体对平台压力大小为F 1，由牛顿第三定律可知，平台对物体的支持力大小也为F 1，对整体k (x ＋A )－(M ＋m )g ＝(M ＋m )a 1对m F 1－mg ＝ma 1，解得a 1＝8m/s 2，F 1＝9N.(2)在最高点，设物体对平台压力大小为F 2，对整体(M ＋m )g －k (x －A )＝(M ＋m )a 2对m mg －F 2＝ma 2解得a 2＝8m/s 2，F 2＝1N.【答案】 (1)9N (2)1N 21244 52FC 勼_[24008 5DC8 巈x33299 8213 舓YG 27048 69A8 榨37318 91C6 釆36340 8DF4 跴26240 6680 暀。
高中物理第十一章机械振动单元复习与测试新人教选修
第 11 章机械振动1．对于简谐运动，以下说法正确的选项是()A．简谐运动必定是水平方向的运动B．全部的振动都能够看作是简谐运动C．物体做简谐运动时必定能够获得正弦曲线的轨迹线D．只需振动图象是正弦曲线，物体必定做简谐运动答案：D2．如下图装置，在曲轴上悬挂一弹簧振子，若向下拉振子后开释，让其上下振动，周期为T1. 现使把手以周期T2 匀速转动 (T2 ＞ T1) ，当振子振动稳固后 ()A．弹簧振子振动周期为T1B．弹簧振子振动周期为T2C．要使弹簧振子振幅增大，可减小把手转速D．要使弹簧振子振幅增大，可增大把手转速答案：BD3．一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅 A 与驱动力频次 f 之间的关系如下图．由图可知 ()A．频次为 f2 时，振子处于共振状态B．驱动力频次为f3 时，受迫振动的振幅比共振小，但振子振动的频次仍为f2 C．振子假如做自由振动，它的频次是f2D．振子能够做频次为f1 的等幅振动答案：AC4．如下图是弹簧振子做简谐运动的振动图象，能够判断()A．从 t1 到 t2 时间内系统的动能不停增大，势能不停减小B．从 t2 到 t3 时间内振幅不停增大C． t3 时辰振子处于均衡地点处，动能最大D． t1 、 t4 时辰振子的动能、速度都同样答案：AC5．一个质点做简谐运动，其振动图象如下图，以下说法中正确的选项是() A．振动周期为 4 sB．振动频次为0.25 HzC．经过 5 s 质点经过的行程为20 cmD． 5 s 末质点的位移为零答案：ABD6．如下图是一简谐运动的振动图象，则以下说法正确的选项是()A．该简谐运动的振幅为 6 cm，周期为 8 sB． 6～8 s 时间内，振子由负向最大位移处向均衡地点运动C．图中的正弦曲线表示振子的运动轨迹D．该振动图象对应的表达式为x＝ 3sin πtcm 4答案： BD7．一个质点做简谐运动的图象如下图，以下表达正确的选项是()A．质点的振动频次为 4 HzB．在 10 s 内质点经过的行程是20 cmC．在 5 s 末，速度为零，加快度最大D．在 t ＝ 1.5 s和t＝4.5 s两时辰质点的位移大小相等答案：BCD8．将一单摆向左拉至水平标记线上，从静止开释，当摆球运动到最低点时，摆线遇到阻碍物，摆球持续向右摇动．用频闪照相机拍到如下图的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的选项是()A．摆线遇到阻碍物前后的摆长之比为9∶4B．摆线遇到阻碍物前后的摆长之比为3∶2C．摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D．摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变答案：AC9．某同学在家里做用单摆测定重力加快度的实验，但没有适合的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块取代了摆球( 如图 ) ，他设计的实验步骤是：A．将石块用细尼龙线系好，结点为N，将尼龙线的上端固定于O点；B．用刻度尺丈量 O、 N 间尼龙线的长度l 作为摆长；C．将石块拉开一个α ≈5°的角度，而后由静止开释；D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30 次全振动的总时间t ，由 T＝t得出周30期；E．改变 O、 N 间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的l和 T；F．求出多次实验中测得的 l 和 T 的均匀值作为计算时使用的数据，代入公式g＝4π 2l求出重力加快度g.T2(1)该同学以上实验步骤中存在错误或不妥的步骤是 ________________ ． ( 只填写相应的步骤代号即可 )(2)该同学测单摆周期时，应用了 ________( 选填“比较法”“放大法”“代替法”“变换法” ) 来减小丈量偏差．(3)该同学用 ON的长 l 作为摆长，这样做惹起的系统偏差将使重力加快度的丈量值比真切值偏大仍是偏小？答案： (1)BDF (2) 放大法 (3) 偏小10．在利用“单摆测定重力加快度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得4π2l到 g＝T2. 只需测出多组单摆的摆长l 和运动周期T，作出 T2－l 图象，就能够求出当地的重力加快度．理论上T2－ l 图象是一条过坐标原点的直线，某同学依据实验数据作出的图象如下图．(1)造成图象可是坐标原点的原由可能是________．(2)由图象求出的重力加快度 g＝ ________m/s2.( 取π 2＝ 9.87)答案：(1) 测摆长时遗漏了摆球半径11．以下图甲是一个单摆振动的情况，最远地点．设摆球向右运动为正方向．(2)9.87O是它的均衡地点，B、 C是摆球所能抵达的图乙是这个单摆的振动图象．依据图象回答：(1)单摆振动的频次是多大？(2)开始时辰摆球在何地点？(3)若当地的重力加快度为 10 m/s2 ，则这个摆的摆长是多少？答案： (1)1.25 Hz(2)B 点 (3)0.16 m12．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图(1) 所示，在弹簧振子的小球上安装一支画图笔 P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔纸带上画出的就是小球的振动图象．取振子水平向右的方向为振子走开均衡地点的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，获得的振动图线如图 (2) 所示．P 在(1)为何一定匀速拖动纸带？(2)刚开始计不时，振子处在什么地点？t ＝ 17 s 时振子相对均衡地点的位移是多少？(3) 若纸带运动的速度为 2 cm/s ，振动图线上1、 3 两点间的距离是多少？(4)振子在 ________s 末负方向速度最大；在________s 末正方向加快度最大； 2.5 s 时振子正在向 ________方向运动．(5)写出振子的振动方程．答案：(1) 在匀速条件下，能够用纸带经过的位移表示时间(2) 左边最大位移零(3)4 cm(4)30 或 4－ x(5)x＝10sin π t－π22cm。
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第十一章 《机械振动》综合测试
1、 关于简谐运动，下列说尖中正确的是（ ）。
A ．位移减小时，加速度减小，速度增大。
B ．位移放向总跟加速度方向相反，跟速度方向相同。
C ．物体的运动方向指向平衡位置时，速度哏位移方向相反，背向平衡位置时，速度哏位移方向相同。
D ．水平弹簧振子朝左运动时，加速度方向跟 速度方向相同，朝右运动时，加速度方向跟 速度方向相反。
2、 某一弹簧振子做简谐运动，在图的四幅图象中，正确反映加速度a 与位移x 的关系的是（ ）
3、 如图所示的演示装置,一根张紧的水平绳上挂着五个单摆,其中A. E 摆长相同,先使A 摆摆动,其余各摆也摆动起来,
A ．各摆摆动的周期均与A 摆相同
B ． B 摆摆运动的周期最短
C ．C 摆摆动的周期最长
D ． C 摆振幅最大 4、荡秋千是我国民间广为流传的健身运动， 关于荡秋千的科学原理，下列说法中正确的（A ． 人应始终按照秋千摆动的节奏前后蹬板，这样才能越荡越高。
荡秋千的过程是将人体内储存的营养物质的化学能转化为机械能的过程
B ． 人和秋千属同一振动系统，人与秋千的相互作用力总是大小相等，方向相反，对系统做功之和为零，只有在与秋千的固有周期相同的外力作用下才能越荡越高
C ． 秋千的运动是受迫振动，因此人用力的频率应保持和秋千的固有频率相同，秋千向下运动埋双脚向下用力，当秋千向上运动时双脚向上用力，这样才能越荡越高。
荡秋千的过程是将人体仙储存的营养物质的化学 能转化为机械能和内能的过程。
D ． 秋千的运动是受迫振动，当秋千在最高点时，人应站直身体，每当秋千向下运动时，先下蹲，系统势能向动能转化，在秋千通过最低点后逐渐用力站起，当到达最高点时身体恢复直立。
如此循环，系统的机械能不断增大，秋千才能越荡越高。
A B C D
5、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器,叫摆钟,摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤的势能提供，运行的速率由钟摆控制。
摆上的圆盘沿摆杆上下移动,如图所示,以下说法正确的是(
A ．当摆钟不准确时需要调整圆盘的位置
B ．摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移
C ．由冬季变为夏季时应使圆盘沿摆杆上移
D ．把摆钟从福建移到北京应使 圆盘沿摆杆上移
6、如图所示，轻质弹簧下挂重为300N 的物体A ，伸长了3cm ，再挂上重为200N 的物体B 时又伸长了2cm ，弹簧均在弹性限度内若将连接A 、B 两物体的细绳烧断，使 A 在竖直面内做简谐运动，下列说法中正确的是（ A ．最大回复办为300N
B ．最大回复力为200N
C ．振幅为5cm
D ．振幅为2cm
7、如图1该 弹簧振子的受迫振动。
匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。
把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速 转动的速度就可以改变驱动力的周期。
若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图象如图2所示，当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象3所示，
圆盘
1 t/s
若用T 0表示弹簧振子的固有周期，
T 表示驱动力的周期，y 表示受迫振 动达到稳定后砝码振动的振幅。
则：( )。
A ．由图象可知T 0=4s
B. 由图象可知T 0=8s C ．当T 在4s 附近时,y 显著增大, 当T 比4s 小得多或大得多时,y 很小
D ． 当T 在8s 附近时,y 显著增大,
当T 比8s 小得多或大得多时,y 很小
8、如图，两长方体木块A 和B 叠入在光滑水平面上，质量分别为m 和M ，A 与B 之间的最大静摩擦力为f ，B 与劲度系数为k 的水平轻质弹簧连接构成弹簧振子。
为使A 和B 在振动过程中不发生相对滑动，则（ ）。
A ．它们的最大加速度不能大于f/m
B ．它们的最大加速度不能大于f/M
C ．它们的振幅不能大于f kM
m M + D ．它们的振幅不能大于f km
m M + 9、一单摆做小角摆动，其振动图象如图所示，以下说法中正确的是（ ）。
A ．t 1
B ．t 2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小
C ．t 3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大
D ．t 4
10、有一单摆,在山脚下测得周期为T 1测得周期为T 2，设地球半径为R ，则山的高度为 。
11、已知摆钟的机械结构相同，摆钟摆锤的运动可近似看成简谐运动，如果摆长为L 1的摆钟在一段时间里快了n min ，另一摆长为L 2的摆钟在同样的一段时间里慢了n min ，则准确钟的摆长L 为多少?
解:设L 1 L 2摆的周期分别为T 1 T 2, 准确钟的摆长为L,周期为T,
则有n T T t T 11-= (1)
t/s -4
n
T T t T -=22 (2)
又因为有:g L T g
L T g L T 2
21122,2π
ππ
===…………(3)(4)(5) 解方程(!) –(5)得:21212
124L L L L L L L ++=
12、如图所示，一个半径R 很大的光滑弧形小槽,在槽的最低点的正上方高h 处放置一个小球A,当A 自由落下时,另一个小球B 正从槽边由静止释放,为使A 球在达到小槽O 点之前能够与B 球相碰,高度h
答案:R n h 22)12(8+=π
13.北京的重力加速度g 1=9.812m/s 2,南京的重力加速度为g 2=9.795m/s 2,在北京准确的摆钟,如果放在南京,钟走快还是走慢,一昼夜差多少,要使期准确,应如何调整摆长
(提示:不管钟走得准还是不准,摆做一次全振动,指示针在表盘上走的格数,即指示针指示的时间都是相同的)
解:
n T T t T 122-=
所以一昼夜慢了s g g t T T n 88.74360024)1()1(1
221=⨯⨯-=-
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