2017-2018学年高中物理教科版选修3-4教学案：第一章 阶段质量检测 Word版含答案

阶段质量检测

(时间：60分钟 满分：100分)

一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分。每小题至少有一个选项正确，全选对得6分，选不全得3分，错选不得分)

1．弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中( ) A ．振子所受的回复力逐渐增大 B ．振子离开平衡位置的位移逐渐增大 C ．振子的速度逐渐增大 D ．振子的加速度逐渐增大

解析：选C 振子向平衡位置运动的过程中位移逐渐减小，回复力与位移成正比，故回复力也逐渐减小，所以A 、B 错误；在振子向着平衡位置运动的过程中回复力做正功，故速度逐渐增大，所以C 正确；回复力逐渐减小，故加速度逐渐减小，所以D 错误。

2．一根弹簧原长为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.Ag

l 0 B.Ag x C.xg l 0

D.l 0g A

解析：选B 振子的最大加速度a ＝kA m ，而mg ＝kx ，解得a ＝Ag

x ，B 项正确。

3．如图1所示，物体m 系在两弹簧之间，弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2，且k 1＝k ，k 2＝2k ，两弹簧均处于自然状态，今向右拉动m ，然后释放，物体在B 、C 间振动，O 为平衡位置(不计阻力)，则下列判断正确的是( )

图1

A ．m 做简谐运动，OC ＝O

B B ．m 做简谐运动，O

C ≠OB C ．回复力F ＝－kx

D ．回复力F ＝－3kx

解析：选AD 设m 在平衡位置O 处两弹簧均处于原长状态，则m 振

动后任取一位置A ，如图所示。设在A 处m 的位移为x ，则在A 处m 所在水平方向的合力F ＝k 2x ＋k 1x ＝(k 2＋k 1)x ，考虑到F 与x 方向关系有：F ＝－(k 2＋k 1)x ＝－3kx ，选项D 正确，C 错误；可见m 做的是简谐运动，由简谐运动的对称性可得OC ＝OB ，选项A 正确，B 错误。

4．如图2所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图像，从图像可知( )

图2

A ．两摆球质量相等

B ．两单摆的摆长相等

C ．两单摆相位相差π

2

D ．在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s 甲＝2s 乙

解析：选BC 由题图知：T 甲＝T 乙，则摆长相等，但A 甲＝2A 乙，x 甲＝2sin ⎝⎛⎭⎫ωt ＋π2，x 乙＝sin ωt ，故B 、C 项正确。而单摆周期与质量无关，A 项错误。由题图可知，在任何相等的时间内位移不一定具有s 甲＝2s 乙的关系，故D 错误。

5．一个摆长约1 m 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( )

图3

解析：选C 单摆的周期为T ≈2 s ，驱动力的频率应尽可能接近系统的固有频率，C 对。

6．光滑的水平面上叠放有质量分别为m 和m /2的两木块，下方木块与一劲度系数为k 弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图4所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f ，使这两个木块组成的系统像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为( )

图4

A.f k

B.2f k

C.3f k

D.4f k

解析：选C 对m

2的木块来讲，随质量为m 的木块一起做简谐运动，其最大加速度为a

＝f m 2＝2f m ，即整体运动的最大加速度为a ＝2f m ，则弹簧的最大拉力为(m

2＋m )a ＝kx ，设最大振幅为x ＝A ，A ＝32m ·

2f m k ＝3f

k

，C 正确。

7．如图5所示为一弹簧振子做简谐运动的振动图像，根据图像可以判断( )

图5

A ．t 1时刻和t 2时刻振子位移大小相等，方向相同，且(t 2－t 1)一定等于T /2

B ．t 2时刻和t 3时刻速度大小相等、方向相反

C ．t 2时刻和t 4时刻加速度大小相等、方向相反

D ．t 1时刻和t 3时刻弹簧的长度相等

解析：选C 由图像可知t 1、t 2两时刻振子所处的位置相同，位移大小相等，方向相同，

但(t2－t1)

，故A错；t2、t3两时刻振子所处的位置关于平衡位置对称，速度相等，方向也

2

相同，B错；t2、t4两时刻和t1、t3两时刻振子所处的位置都关于平衡位置对称，t2、t4两时刻加速度大小相等，方向相反，C对；而t1、t3两时刻回复力的大小相等，但弹簧一次伸长，一次压缩，长度不相等，D错。

8．如图6所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端连结一质量为m的木块置于OO′处，此时弹簧处于原长位置。现将木块从OO′处向右拉开一段位移L，然后放手，使木块在粗糙水平地面上减幅振动直至静止，设弹簧第一次恢复原长时木块的速度为v0，则()

图6

A．弹簧第一次向左运动的过程中，木块始终加速

B．木块第一次向左运动的过程中，速度最大的位置在OO′处

C．木块先后到达同一位置时，动能一定越来越小

D．整个过程中木块只有一次机会速率为v0

解析：选C木块第一次向左运动过程，弹力先向左减小，减为零后向右增加；滑动摩擦力一直向右；故：

①拉力大于摩擦力时，木块向左加速；

②拉力小于摩擦力时，木块向左减速；

③弹力向右后，木块向左减速；

故拉力与摩擦力平衡时，速度最大，此时弹簧处于伸长状态，在OO′右侧，故A、B 错误；由于有摩擦力做负功动能减小，所以木块先后到达同一位置时，动能一定越来越小，C对；木块第一次向左运动过程，速度从零开始增加后减小到零，v0不是最大速度，故速度相等的位置一定有2个，故D错误。

二、实验题(共2小题，共20分，把答案填在题中横线上或按要求作答)

9．(10分)(1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当(选填“是”或“否”)。

①把单摆从平衡位置拉开约5°释放：________。

②在摆球经过最低点时启动秒表计时：________。