四川省昭觉中学高中物理第一章机械振动13节同步练习2 新人教版选修3

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2020年高中物理第一章机械振动练习教科版选修3-4【共6套47页】

本套资源目录2020年高中物理第一章机械振动1.1初识简谐运动练习含解析教科版选修3_42020年高中物理第一章机械振动1.2简谐运动的力和能量特征练习含解析教科版选修3_42020年高中物理第一章机械振动1.3简谐运动的公式描述练习含解析教科版选修3_42020年高中物理第一章机械振动1.4_1.5探究单摆的振动周期用单摆测定重力加速度练习含解析教科版选修3_42020年高中物理第一章机械振动1.6受迫振动共振练习含解析教科版选修3_42020年高中物理第一章机械振动过关检测含解析教科版选修3_4初识简谐运动基础夯实1.(多选)下列几种运动中属于机械振动的是()A.乒乓球在地面上的上下运动B.弹簧振子在竖直方向的上下运动C.秋千在空中来回运动D.竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动答案BCD解析机械振动是物体在平衡位置两侧做往复运动,乒乓球的上下运动不是在平衡位置两侧的往复运动,故A错误。

2.关于机械振动的位移和平衡位置的说法中正确的是 ()A.平衡位置就是物体振动范围的中心位置B.机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C.机械振动的物体运动的路程越大,发生的位移也越大D.机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移答案B解析平衡位置是物体自由静止的位置。

此位置与物体的受力有关,与是否为振动范围的中心位置无关。

振动位移是以平衡位置为初始点到质点所在的位置的有向线段,振动位移随时间而变化。

振动物体偏离平衡位置最远时振动位移最大。

3.做简谐运动的弹簧振子除平衡位置外,在其他所有位置时,关于它的速度方向,下列说法正确的是()A.总是与位移方向相反B.总是与位移方向相同C.远离平衡位置时与位移方向相反D.向平衡位置运动时与位移方向相反答案D解析做简谐运动的振子,速度方向与位移方向存在两种可能,因为位移的方向总是背离平衡位置,所以当振子靠近平衡位置时,二者方向相反,远离平衡位置时,二者方向相同。

故选项D 正确。

(新人教版)最新版高中物理第一章机械振动试卷教科版选修3-4【经典练习】

第一章机械振动章末检测试卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48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.下列说法正确的是( )A.摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使其走时准确B.火车过桥要减速慢行，是为了防止火车因共振而倾覆C.挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频D.在连续均匀的海浪冲击下，停在海面上的小船上下振动，是共振现象答案 C解析摆钟走时快了说明摆的周期变短了，需要增大单摆的周期，根据单摆的周期公式T ＝2πlg可知，必须增大摆长，才可能使其走时准确，故A 错误；火车过桥时要减速是为了防止桥车发生共振，不是防止火车发生共振，故B 错误；挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频率时，发生共振，水桶中的水溢出，挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，故C 正确；停在海面上的小船上下振动，是受迫振动，故D 错误.3.(多选)如图1所示，A 、B 、C 三个小钢球的质量分别为2m 、12m 、m ，A 球振动后，通过张紧的水平细绳给其他各摆施加驱动力，当B 、C 振动达到稳定时，下列说法正确的是( )图1A.B 的振动周期最大B.C 的振幅比B 的振幅小C.C 的振幅比B 的振幅大D.A 、B 、C 的振动周期相等答案 CD解析由题意知，A 做自由振动，振动周期就等于其固有周期，而B 、C 在A 产生的驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，即等于A 的固有周期，所以三个单摆的振动周期相等，故A 错误，D 正确；由于C 、A 的摆长相等，则C 的固有周期与驱动力周期相等，产生共振，其振幅比B 的振幅大，故C 正确，B 错误. 4.如图2所示为某质点在0～4s 内的振动图像，则( )图2A.质点振动的振幅是2m ，质点振动的频率为4HzB.质点在4s 末的位移为8mC.质点在4s 内的路程为8mD.质点在t ＝1s 到t ＝3s 的时间内，速度先沿x 轴正方向后沿x 轴负方向，且速度先增大后减小答案 C解析由题图可知振动的振幅A ＝2m ，周期T ＝4s ，则频率f ＝1T＝0.25Hz ，选项A 错误；振动质点的位移是质点离开平衡位置的位移，4s 末的位移为零，选项B 错误；路程s ＝4A ＝8m ，选项C 正确；质点从t ＝1s 到t ＝3s 的时间内，一直沿x 轴负方向运动，选项D 错误. 5.某同学在研究单摆的受迫振动时，得到如图3所示的共振曲线.横轴表示驱动力的频率，纵轴表示稳定时单摆振动的振幅.已知重力加速度为g ，下列说法中正确的是( )图3A.由图中数据可以估算出单摆的摆长B.由图中数据可以估算出摆球的质量C.由图中数据可以估算出摆球的最大动能D.如果增大该单摆的摆长，则曲线的峰将向右移动答案 A解析从单摆的共振曲线可以得出单摆的固有频率，单摆的固有频率等于振幅最大时的驱动力的频率，根据单摆的频率可以计算出单摆的周期，根据单摆的周期公式可以估算出单摆的摆长，选项A 正确；从单摆的周期无法计算出单摆的摆球质量和摆球的最大动能，选项B 、C 错误；如果增大单摆的摆长，单摆的周期增大，频率减小，曲线的峰将向左移动，选项D 错误.6.(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14B.摆球的质量减为原来的14C.振幅减为原来的14D.重力加速度减为原来的14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，故A 、D 正确.7.(多选)如图4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 的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是( )图4A.t ＝0.8s 时，振子的速度方向向左B.t ＝0.2s 时，振子在O 点右侧62cm 处C.t ＝0.4s 和t ＝1.2s 时，振子的加速度完全相同D.t ＝0.4s 到t ＝0.8s 的时间内，振子的加速度逐渐减小答案 ABD解析从t ＝0.8 s 时起，再过一段微小的时间，振子的位移为负值，因为取向右为正方向，故t ＝0.8 s 时，速度方向向左，A 正确；由题中图像得振子的位移x ＝12sin 5π4t cm ，故t＝0.2 s 时，x ＝6 2 cm ，故B 正确；t ＝0.4 s 和t ＝1.2 s 时，振子的位移方向相反，由a ＝－kx m知，加速度方向相反，C 错误；t ＝0.4 s 到t ＝0.8 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.8.如图5所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为R 1和R 2，圆心分别为O 1和O 2，所对应的圆心角均小于5°，在最低点O 平滑连接.M 点和N 点分别位于O 点左右两侧，MO 的距离小于NO 的距离.现分别将位于M 点和N 点的两个小球A 和B (均可视为质点)同时由静止释放.关于两小球第一次相遇点的位置，下列判断正确的是( )图5A.恰好在O 点B.一定在O 点的左侧C.一定在O 点的右侧D.条件不足，无法确定答案 C解析据题意，两段光滑圆弧所对应的圆心角均小于5°，把两球在圆弧上的运动看做等效单摆，等效摆长等于圆弧的半径，则A 、B 两球的运动周期分别为T A ＝2πR 1g ，T B ＝2πR 2g，两球第一次到达O 点的时间分别为t A ＝14T A ＝π2R 1g ，t B ＝14T B ＝π2R 2g，由于R 1<R 2，则t A <t B ，故两小球第一次相遇点的位置一定在O 点的右侧.故选C.9.(多选)如图6所示是摆长均为L 的两个单摆，两摆球间用一根细线相连，现使两摆线与竖直方向均成θ角(θ<5°)，且使两单摆静止.已知甲的质量大于乙的质量.当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，从细线断开瞬间开始计时，当经过t 时间，甲、乙两摆球第n 次距离最近.则下列说法正确的是( )图6A.甲的振幅小于乙的振幅B.甲的振幅等于乙的振幅C.两单摆所处位置的重力加速度为g ＝π2n 2Lt2D.甲在平衡位置的速度等于乙在平衡位置的速度答案 BD解析甲、乙两单摆的摆长相等，再结合题意可知，甲、乙两单摆做简谐运动的振幅相等，A 错误，B 正确；两单摆在平衡位置时速度最大，根据mgh ＝12mv 2，得v ＝2gh ，即速度与质量无关，所以甲在平衡位置的速度等于乙在平衡位置的速度，D 正确；当经过t 时间，甲、乙两摆球第n 次距离最近，说明单摆周期为T ＝tn ，根据T ＝2πLg，知单摆周期与质量无关，且两单摆所处位置的重力加速度为g ＝4π2n 2Lt2，所以C 错误. 10.劲度系数为k 的轻弹簧竖直悬挂，在其下端挂一质量为m 的砝码，然后从弹簧原长处由静止释放砝码，不计阻力，重力加速度为g .则( ) A.砝码的运动不是简谐振动 B.砝码最大加速度为2gC.砝码偏离平衡位置的最大位移为2mgkD.弹簧最大弹性势能为2m 2g2k答案 D解析设砝码的最大速度为v m ，砝码的速度最大时，弹簧弹力大小等于砝码的重力，则得mg ＝kx 0，得弹簧伸长的长度x 0＝mgk，此位置为平衡位置，在平衡位置以上Δx 时，弹簧的弹力为F ＝k (x 0－Δx )，砝码受到的合力F 合＝mg －F ＝mg －k (x 0－Δx )＝k Δx ，同理可以得出砝码在平衡位置以下Δx 时，仍然满足F 合＝k Δx ，即砝码受到与离开平衡位置的位移成正比的合外力的作用，且该合力方向始终指向平衡位置，所以由静止释放砝码后，砝码在重力和弹簧的弹力作用下将做简谐振动，故A 错误；当砝码下落到速度为零时，弹簧伸长量最大，弹性势能最大，根据对称性可知，此时弹簧伸长量为：x ′＝2x 0＝2mgk，根据牛顿第二定律得：a ＝F 弹－G m ＝kx ′－mg m ＝2mg －mgm＝g ，所以弹簧弹性势能最大时小球加速度大小为g ，故B 错误；此时弹簧伸长量x ′＝2mgk，所以砝码偏离平衡位置的最大位移为x ′－x 0＝mg k，故C 错误；当砝码下落到速度为零时，弹簧伸长量最大，弹性势能最大，砝码从静止开始下落到速度为零时，根据动能定理得：mg ·2mg k ＋W 弹＝0，解得W 弹＝－2m 2g2k，所以弹簧的最大弹性势能为2m 2g2k，故D 正确.11.如图7所示，一质点在a 、b 间做简谐运动，O 是它振动的平衡位置.若从质点经过O 点开始计时，经3s ，质点第一次到达M 点，再经2s ，它第二次经过M 点，则该质点的振动图像可能是下图中的( )图7答案 C解析若质点从平衡位置开始先向右运动，可知M 到b 的时间为1s ，则T4＝3s ＋1s ＝4s ，解得T ＝16s ，若质点从平衡位置先向左运动，可知M 到b 的时间为1s ，则34T ＝3s ＋1s ＝4s ，解得T ＝163s ，故C 正确，A 、B 、D 错误.12.(多选)一弹簧振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点.t ＝0时振子的位移x ＝－0.1m ；t ＝43s 时x ＝0.1m ；t ＝4s 时x ＝0.1m.该振子的振幅和周期可能为( ) A.0.1m ，83sB.0.1m,8sC.0.2m ，83sD.0.2m,8s答案 ACD解析若振幅A ＝0.1m ，T ＝83s ，则43s 为半个周期，从－0.1m 处运动到0.1m 处，符合运动实际，4s －43s ＝83s 为一个周期，正好返回0.1m 处，所以A 对；若A ＝0.1m ，T ＝8s ，43s 只是T 的16，不可能由负的最大位移处运动到正的最大位移处，所以B 错；若A ＝0.2m ，T ＝83s ，则43s ＝T 2，振子可以由－0.1m 处运动到对称位置，4s －43s ＝83s ＝T ，振子可以由0.1m 处返回0.1m 处，所以C 对；若A ＝0.2m ，T ＝8s ，则43s ＝2×T 12，而sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT ·T 12＝12，即T 12时间内，振子可以从平衡位置运动到0.1m 处，再经83s 又恰好能由0.1m 处运动到0.2m 处后，再返回0.1m 处，所以D 对.二、填空题(本题共2小题，共24分)13.(12分)某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中(实验装置如图8甲所示)，已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于5°.在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n 次经过最低点所用的时间为t .在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L ，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d (读数如图乙所示).图8(1)从乙图可知，摆球的直径为d ＝________mm.(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g ＝________.(3)实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是________.A.尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线B.当单摆经过最高位置时开始计时C.质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的D.测量多组周期T 和摆长l ，作T 2－l 关系图像来处理数据答案 (1)5.980 (2)π2(n －1)2(L ＋d2)t2(3)AD 解析 (1)螺旋测微器的主尺读数为5.5mm ，可动刻度读数为0.01×48.0mm ＝0.480mm ，则最终读数为5.980mm.(2)由题意知，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n 次经过最低点所用的时间为t ，则单摆的全振动的次数为N ＝n －12，周期为T ＝t N ＝2t n －1，单摆的摆长为l ＝L ＋d2，由单摆的周期公式T ＝2πlg ，得g ＝π2(n －1)2(L ＋d2)t2. (3)公式中，重力加速度的测量值与摆长有关，所以要尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线，故A 正确；为了减小误差，需要在单摆经过平衡位置时开始计时，且选用体积较小的摆球，故B 、C 错误；应用图像法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期T 和摆长l ，作T 2－l 关系图像来处理数据，故D 正确.14.(12分)如图9甲所示，在光滑的斜面上，有一滑块，一劲度系数为k 的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值，拉力显示为负值)，能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F －t 图像.现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示图像.图9(1)滑块做简谐运动的回复力是由________提供的.(2)由图乙所示的F －t 图像可知，滑块做简谐运动的周期为________s.(3)结合F －t 图像的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为________. 答案 (1)弹簧的弹力和重力沿斜面分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力) (2)0.4 (3)F 1＋F 22k解析 (1)对滑块进行受力分析，弹簧的弹力和重力沿斜面分力的合力提供回复力. (2)由题图可以看出周期为0.4s. (3)根据胡克定律：F 1＝kxF 2＝kx ′振幅A ＝x ＋x ′2＝F 1＋F 22k. 三、计算题(本题共3小题，共28分)15.(10分)如图10所示，轻弹簧的下端系着A 、B 两球，m A ＝100g ，m B ＝500g ，系统静止时弹簧伸长x ＝15cm ，未超出弹性限度.若剪断A 、B 间的细绳，则A 在竖直方向做简谐运动，求：(g 取10m/s 2)图10(1)A 的振幅；(2)A 最大加速度的大小. 答案 (1)12.5cm (2)50m/s 2解析 (1)设只挂A 时弹簧伸长量x 1＝m A gk. 由(m A ＋m B )g ＝kx ，得k ＝(m A ＋m B )gx，即x 1＝m Am A ＋m Bx ＝2.5cm. 振幅A ＝x －x 1＝12.5cm.(2)剪断A 、B 间的细绳瞬间，A 所受弹力最大，合力最大，加速度最大.F ＝(m A ＋m B )g －m A g ＝m B g ＝m A a m ， a m ＝m B gm A＝5g ＝50m/s 2.16.(10分)弹簧振子以O 点为平衡位置在B 、C 两点之间做简谐运动，B 、C 相距20cm.某时刻振子处于B 点，经过0.5s ，振子首次到达C 点，求： (1)振动的周期和频率；(2)振子在5s 内通过的路程及5s 末的位移大小；(3)振子在B 点的加速度大小与在距O 点4cm 处P 点的加速度大小的比值. 答案 (1)1s 1Hz (2)2m 0.1m (3)52解析 (1)由题意可知，振子由B →C 经过半个周期，即T 2＝0.5s ，故T ＝1s ，f ＝1T＝1Hz.(2)振子经过1个周期通过的路程s 1＝0.4m.振子在5s 内振动了五个周期，回到B 点，通过的路程：s ＝5s 1＝2m.5s 末的位移大小x ＝10cm ＝0.1m.(3)由F ＝－kx 可知：在B 点时F B ＝－k ×0.1，在P 点时F P ＝－k ×0.04，故a B a P ＝F B F P ＝52.17.(8分)一个摆长为2m 的单摆，在地球上某地振动时，测得完成100次全振动所用的时间为284s.(结果均保留三位有效数字) (1)求当地的重力加速度g 的大小；(2)若把该单摆拿到月球上去，已知月球上的重力加速度是1.60m/s 2，则该单摆的振动周期约为多少？答案 (1)9.78m/s 2(2)7.02s解析 (1)周期T ＝t n ＝284100s ＝2.84s.由周期公式T ＝2πl g得 g ＝4π2l T 2＝4×3.142×22.842m/s 2≈9.78 m/s 2. (2)T ′＝2πlg ′＝2×3.14×21.60s ≈7.02s.。

高考物理一轮复习第一章机械振动机械波第2讲机械波课时训练新人教版选修34

高考物理一轮复习第一章机械振动机械波第2讲机械波课时训练新人教版选修34第一章机械振动机械波第2讲机械波一、选择题（本题共8小题，共56分）1．如图1－2－33所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象，从图中可以直接观察到发生变化的物理量是 ( )图1－2－33A．波速 B．频率 C．周期 D．波长解析：同一机械波在不同介质中传播的频率、周期相同，从图上能观察到波长发生了变化，由v＝λf知波速同时也变化了，故只有D项正确．答案：D2. (2011·湖北黄冈)如图1－2－34所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出 ()A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点解析：从S1、S2的中点起到向右三条虚线上，S1、S2的距离差依次为0.5λ、1.5λ、2.5λ.答案：ABD3．一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x＝3 m，如图1－2－35甲所示．若t＝0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图1－2－35乙所示，则B点的振动图象为( )图1－2－35图1－2－34解析：振动从A传到B的时间为3 s，即B从t＝3 s开始振动，其振动与t＝0时A的振动相同，故B正确．答案：B4. 在坐标原点处有一质点O做简谐振动，它形成沿x轴传播的简谐横波，波长为16 m，在其右侧相距4 m处的质点P的振动图象如图1－2－36所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t＝5 s时的波动图象是下图中的( )解析：由振动图象可知，t＝5 s时，质点P正经过平衡位置向上运动．比较波形图中距离O点右侧面4 m处的质点，A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上，故A、B错；D图中4 m处质点经过平衡位置向下运动，D项错．答案：C5．如图1－2－37所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t＋Δt时刻的波形曲线．B 和C是横坐标分别为d和3d的两个质点．下列说法中正确的是 ( )图1－2－37A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动B．任一时刻，如果质点B的速度为零，则质点C的速度也为零C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为67ΔtP质点的振动图象图1－2－36D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为613Δt解析：由波动图象可判定B、C两质点振动方向不一定同时改变．故A、B错．该波的波长为3d，当波向右传播时，有v·Δt＝3nd＋d2，其中v＝λT，所以周期T＝6Δt6n＋1，当n＝1时，T＝67Δt，C对．同理，波向左传播时，T＝6Δt6n＋5，故D错．答案：C6. 如图1－2－38所示，沿绳子传播的横波，在绳子上相距2 m的P、Q两点的振动图象分别如图中实、虚线所示，已知波长大于2 m，则该波的频率、波长、波速和传播方向分别是 ( )A．f＝2 Hz B．λ＝4 mC．v＝8 m/s D．一定由P→Q解析：由题图中看出质点振动的周期T＝0.5 s，故波的频率f＝1T＝2 Hz，选项A对．由于P、Q两质点振动反相，故它们之间的距离为⎝⎛⎭⎪⎫n＋12λ，由于波长大于它们之间的距离，即n只能取零，即12λ＝2 m，故λ＝ 4 m，选项B正确，由v＝λf，知v＝4×2 m/s＝8 m/s，选项C对．无法确定波的传播方向，选项D错．选项A、B、C正确．答案：ABC7．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1－2－7a是t＝1 s时的波形图，图b是某振动质点的位移随时间变化的图象，则图1－2－7b可能是图a中哪个质点的振动图象 ( )图1－2－7A．x＝0处的质点 B．x＝1 m处的质点C．x＝2 m处的质点 D．x＝3 m处的质点解析：由题图b知，t＝1 s时，质点的位移为零，振动方向向下，由于波向左传播，故图b应是x＝0、x＝4 m、x＝8 m等处的质点的振动图象，正确选项为A.答案：A8. 如图1－2－40所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s＝30 m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置；经过3 s，波传播了30 m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那图1－2－38图1－2－40么( )A ．这列波的速度一定是10 m/sB ．这列波的周期一定是3 sC ．这列波的波长可能是24 mD ．这列波的频率可能是1.25 Hz解析：由经过3 s ，波传播了30 m ，可知波速v ＝Δs Δt ＝303m/s ＝10 m/s ，A 正确，由于a 点振动到最高点，b 恰好在平衡位置，经过3 s ，a 点在平衡位置，b 恰好在最高点，所以a 、b 间可能有：⎝ ⎛⎭⎪⎫14＋n 个或⎝ ⎛⎭⎪⎫34＋n 个波形，即14λ＋nλ＝30或34λ＋nλ＝30. 在14λ＋nλ＝30系列解中，n ＝1时λ＝24 m ，C 正确，而周期的可能解T ＝λv ＝124n ＋1s 或T ＝124n ＋3 s ，在T ＝124n ＋3s 系列解中，n ＝0时，T ＝4 s ，B 错误，当n ＝3时，T＝0.8 s ，f ＝1.25 Hz ，D 正确．答案：ACD二、非选择题（本题共4小题，共44分）9. 一列简谐横波在某时刻的波形如图1－2－41所示，此时刻质点P 的速度为v ，经过0.2 s 它的速度大小、方向第一次与v 相同，再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v 相同，则波沿________方向传播，波速为________ m/s.解析：由题意知图示时刻质点P 沿y 轴正方向运动，根据“上坡下坡”法判断波沿x 轴正方向传播．由波形图可知波长为λ＝6 m ，由题意可得振动周期为T ＝0.2 s ＋1.0 s ＝1.2 s ，所以波速为v ＝λT ＝5 m/s.答案：x 轴正 510. 如图1－2－42为一列简谐横波在t ＝0时刻的波的图象，A 、B 、C是介质中的三个质点．已知波是沿x 轴正方向传播的，波速为 v ＝20 m/s.请回答下列问题： (1)判断质点B 此时的振动方向；(2)求出质点A 在0～1.65 s 内通过的路程及t ＝1.65 s 时刻相对于平衡位置的位移．解析：(1)因波沿x 轴正方向传播，根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知质点B 此时的振动方向为沿y 轴正方向． (2)由波形图可知该波波长为λ＝12 m 根据波速公式v ＝λT ，可得T ＝λv＝0.6 s质点在一个周期内通过的路程为4个振幅，即4A ，则质点A 在0～1.65 s 内通过的路图1－2－41图1－2－42程为s ＝4nA ，n ＝t T ＝1.650.6＝2.75，所以s ＝11A ＝11×0.4 cm＝ 4.4 cm ，由于t ＝0时质点A 的振动方向沿y 轴正方向，故在t ＝1.65 s 时刻质点相对于平衡位置的位移为－0.4 cm.答案：(1)沿y 轴正方向 (2)－0.4 cm11. (2011·山东日照)某时刻的波形图如图1－2－43所示，波沿x 轴正方向传播，质点p 的坐标x ＝0.32 m ．从此时刻开始计时． (1)若每间隔最小时间0.4 s 重复出现波形图，求波速． (2)若p 点经0.4 s 第一次达到正向最大位移，求波速． (3)若p 点经0.4 s 到达平衡位置，求波速．解析：(1)依题意，周期T ＝0.4 s ，波速v ＝λT ＝0.80.4m/s ＝2 m/s.(2)波向右传播Δx＝0.32 m －0.2 m ＝0.12 m ．p 点恰好第一次达到正向最大位移．波速v ＝Δx Δt ＝0.120.4m/s ＝0.3 m/s.(3)波向右传播Δx＝0.32 m ，p 点到达平衡位置，由周期性可知波传播的可能距离 Δx＝0.32＋λ2n(n ＝0,1,2,3，…)可能波速v ＝ΔxΔt ＝0.32＋0.82n0.4 m/s ＝(0.8＋n)m/s(n ＝0,1,2,3，…)．答案：(1)2 m/s (2)0.3 m/s (3)(0.8＋n)m/s(n ＝0,1,2,3，…) 12. (2011·江苏无锡)在某介质中形成一列简谐波，t ＝0时刻的波形如图1－2－44中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B 点，且再经过0.6 s ，P 点也开始起振，求： (1)该列波的周期T ；(2)从t ＝0时刻起到P 点第一次达到波峰时止，O 点相对平衡位置的位移y 0及其所经过的路程s 0各为多少？解析：由图象可知，λ＝2 m ，A ＝2 cm.当波向右传播时，点B 的起振方向竖直向下，包括P 点在内的各质点的起振方向均为竖直向下．(1)波速v ＝x Δt 1＝60.6 m/s ＝10 m/s ，由v ＝λT ，得T ＝λv＝0.2 s.图1－2－43图1－2－44(2)由t ＝0至P 点第一次到达波峰，经历的时间Δt 2＝Δt 1＋34T ＝0.75 s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋34T ，而t ＝0时O 点的振动方向竖直向上(沿y 轴正方向)，故经Δt 2时间，O 点振动到波谷，即：y 0＝－2 cm ，s 0＝n·4A＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋34×4A＝0.3 m. 答案：(1)0.2 s (2)－2 cm 0.3 m。

高中物理机械振动测试题新人教版选修3-4

11机械振动测试题一、选择题1、如图所示，弹簧振子以O 为平衡位置，在AA ’之间往复运动，振子在A 点释放，从A 运动到O 点过程中，振子（）A 、作匀加速直线运动；B 、作加速度在增加的变加速运动；C 、作加速度在减小的变加速运动；D 、作加速度在减小的变减速运动。

2、对于弹簧振子，其回复力和位移的关系，图中正确的是（）3、如图所示，一单摆悬于O 点，摆长为L ，若在O 点的竖直线上的O ’点钉一个钉子，使OO ’=L /2，将单摆拉至A 处释放，小球将在A 、B 、C 间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于10o ，是此摆的周期是（）A 、g l π2；B 、g l 22π；C 、)2(2g l g l +π；D 、)2(gl g l +π。

4、如图所示，曲面AO 是一段半径为2m 的光滑圆弧面，圆弧与水平面相切于O 点，AO 弧长为10cm ，现将小球先后从曲面的顶端A 和AO 的中点B 由静止释放，则到达底端O 的速度分别为V 1和V 2，经历的时间分别为t 1和t 2，那么（）A 、V 1＞V 2，t 1＞t 2 ；B 、V 1＞V 2，t 1＝t 2 ；C 、V 1＝V 2，t 1＝t 2 ；D 、V 1＞V 2，t 1＜t 2 ；5、如图所示，用轻弹簧连接起来的两个同样的摆，两摆的振动使它们任何时刻都偏过同样的角度，但图甲中两摆总是偏向同一方，即左右摆动步调一致；图乙中两摆总是向相反方向，即左右摆动步调相反，则两摆的周期T甲、T乙比较时，大小为（）；A、T甲＞T乙；B、T甲＜T乙；C、T甲＝T乙；D、无能确定。

6、如图所示，一轻弹簧上端固定，下端挂一重球，开始时用手托住球，使它保持静止，并且弹簧处于原长，撤去手，重球将向下运动，并使弹簧伸长，已知它向下运动的最大位移为h，则下面说法中正确的是（）A、在O到O’的过程中，弹簧弹性势能的增加量等于重球重力势能的减少量；B、在O到O’的过程中，重球的机械能守恒；C、在O’位置处，弹簧弹力与重球的重力大小相等；D、在O到O’过程中，弹簧的弹力对球的冲量大小与重力对球冲量大小相等。

人教版高中物理选修3-4《机械振动》《机械波》综合检测题

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）《机械振动》《机械波》综合检测题一、选择题(本题共17小题，每小题3分，共51分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0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．如图所示，虚线和实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图象．已知甲、乙两个振子质量相等，则()A．甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cmB．甲、乙两个振子的相位差总为πC．前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的速度最大，乙的加速度最大3．如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1s，质点通过N点后再经过1s又第2次通过N点，在这2s内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为()A．3 s,6 cm B．4 s,6 cmC．4 s,9 cm D．2 s,8 cm4．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的()A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变C．频率不变，振幅改变D．频率改变，振幅不变C．1∶2 D．3∶25．某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是()A．当f＜f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小B．当f＞f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f6．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是()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末质点的速度是零D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同7．做简谐运动的弹簧振子在某段时间内速度越来越大，则这段时间内()B ．振子正向平衡位置运动C ．振子的速度与位移同向D ．振子的速度与位移反向 8．下列说法正确的是( )A ．要让放在河中的纸船逐渐靠近河岸，可向比纸船更远处掷石子形成水波B ．两个在水中潜泳并且靠得较近的运动员也能利用语言交流，是声波在液体中传播的应用C ．宇航员在宇宙飞船里，击打船壁引起机械振动，不能在飞船体外形成波D ．以上说法全错9．如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5cm ，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s 和0.5m.C 点是BE 连线的中点，下列说法不正确的是( )A ．C 、E 两点都保持静止不动B ．图示时刻A 、B 两点的竖直高度差为20cmC ．图示时刻C 点正处在平衡位置且向水面运动D ．从图示的时刻起经0.25s 后，B 点通过的路程为20cm10．一列简谐横波沿x 轴负方向传播，波速为v ＝4 m/s.已知坐标原点(x ＝0)处质点的振动图象如图所示(a)，在下列4幅图中能够正确表示t ＝0.15 s 时的波形的图是( )11．在均匀介质中选取平衡位置在同一直线上的9个质点，相邻两质点的距离均为L ，如图甲所示．一列横波沿该直线向右传播，t ＝0时到达质点1，质点1开始向下运动，经过时间Δt 第一次出现如图乙所示的波形，则该波的( ) A ．周期为Δt ，波长为8L B ．周期为23Δt ，波长为8LC ．周期为23Δt ，波速为12LΔtD ．周期为Δt ，波速为8LΔt12．一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a 、b 两点相距4.42 m ，图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a 、b 两点处质点的振动曲线．从图示可知( ) A ．此列波的频率一定是10 Hz B ．此列波的波长一定是0.1 m C ．此列波的传播速度可能是34 m/s D ．a 点一定比b 点距波源近13．一列简谐横波以1 m/s 的速率沿绳子由A 向B 传播，质点A 、B 间的水平距离x ＝3 m ，如图甲所示．若t ＝0时，质点A 刚从平衡位置开始向上振动，其振动图如图乙所示．则B 点的振动图象为14．一个波源在绳的左端发出半个波①：频率为f 1，振幅为A 1；同时另一个波源在绳的右端发出半个波②：频率为f 2，振幅为A 2.P 为两波源的中点，由图可知，下列说法中不．正确的是( ) A ．两列波同时到达两波源的中点PB ．两列波相遇后，P 点波峰值可达A 1＋A 2C ．两列波相遇后，各自仍保持原来的波形独立传播D ．两列波相遇时，绳上波峰可达A 1＋A 2的点只有一点15．一列简谐横波t ＝0时刻的波形如图中的实线所示，t ＝0.02 s 时刻的波形如图中虚线所示．若该波的周期T ＞0.02 s ，则该波的传播速度可能是( )A ．2 m/sB ．3 m/sC ．4 m/sD ．5 m/s16．一列横波沿x 轴正向传播，a 、b 、c 、d 为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，此后，若经过34周期开始计时，则图乙描述的是( )A ．a 处质点的振动图象B ．b 处质点的振动图象C ．c 处质点的振动图象D ．d 处质点的振动图象17．在O 点有一波源，t ＝0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波．t 1＝4 s 时，距离O 点为3 m 的A 点第一次达到波峰；t 2＝7 s 时，距离O 点为4 m 的B 点第一次达到波谷．则以下说法正确的是( )A ．该横波的波长为2 mB ．该横波的周期为4 sC ．该横波的波速为1 m/sD ．距离O 点为5 m 的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s 末二、填空题(本题共3小题，每空3分，共21分．)(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为________cm.(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．(填选项前的字母) A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B ．测量摆球通过最低点100次的时间t ，则单摆周期为t100C ．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D ．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小19．(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是________．A ．选细线做为摆线B ．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内C ．拴好摆球后，令其自然下垂时测量摆长D ．计时起止时刻，选在最大摆角处(2)如果测得的g 值偏小，可能的原因是________. A ．测摆线长时摆线拉得过紧B ．摆线上端悬点末固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C ．开始计时时，秒表过迟按下D ．实验中误将49次全振动记为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l 并测出相应的周期T ，从而得出一组对应的l 与T 的数据，再以l 为横坐标，T 2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该直线的斜率为k ，则重力加速度g ＝________(用k 表示)． 20．如图是一列沿x 正向传播的简谐横波在传播方向上相距3m 的两质点P 和Q 的振动图象，其实线是P 点的振动图象，虚线是Q 点的振动图象，若P 质点离波源比Q 质点近，则该波的最大波长为________m ，若Q 质点离波源比P 点近，则该波的最大波长是________m.三、计算题(本题共5小题，共48分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)21．在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图甲所示是一个常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P ，在下面放一条白纸带．当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带运动方向与振子振动方向垂直)，笔就在纸带上画出一条曲线，如图乙所示． (1)若匀速拉动纸带的速度为1 m/s ，则由图中数据算出振子的振动周期为多少？ (2)作出P 的振动图象．(3)若拉动纸带做匀加速运动，且振子振动周期与原来相同，由图丙中的数据求纸带的加速度大小．22．“嫦娥二号”载人飞船的成功发射，标志着我国航天技术新的突破．如果宇航员将在地面上校准的摆钟拿到月球上去．(1)若此钟在月球上记录的时间是1 h ，那么实际的时间是多少？(2)若要在月球上使该钟与在地面上时一样准，摆长应如何调节？(已知g 月＝g 地6)23．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)24．图中的实线是一列简谐波在某一时刻的波形曲线．经0.2s后，其波形如图中虚线所示．设该波的周期T大于0.2s，求：(1)由图中读出波的振幅和波长；(2)如果波向右传播，波速是多大？波的周期是多大？(3)如果波向左传播，波速是多大、波的周期是多大？25．如图所示，甲图为某波源的振动图象，乙图是该波源产生的横波在某时刻的波形图，波动图的O 点表示波源．问：(1)这列波的波速多大？(2)若波向右传播，当波动图中质点Q第一次到达平衡位置且向上运动时，质点P已经经过了多少路程？仙桃中学高二物理综合检测《机械振动、机械波》答题卡一．选择题（本题共17小题，每小题3分，共51分。

人教版高中物理选修一《机械振动》练习题(含解析)(1)

章末综合测评(二)机械振动(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法，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D[物体完成一次全振动，是一次完整的振动过程．物体回到原位置，位移、速度、回复力的大小和方向第一次同时恢复原来的大小和方向，因此D项正确．] 2．(4分)关于机械振动，下列说法不正确的是()A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关B．做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力一定为零C．单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关D．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，外力的频率越大，单摆的振幅可能越小B[振幅反映了振动的强弱，可知做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，A正确；做简谐运动的物体经过平衡位置时的回复力一定为0，但所受合外力不一定为零，如振幅很小的单摆运动到最低点时受到的合外力就不等于0，B可知，单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆错误；根据单摆的周期公式T＝2πlg球质量无关，C正确；根据发生共振的条件可知，当外力的频率等于单摆的固有频率时，单摆做受迫振动的振幅最大，若外力的频率大于单摆的固有频率时，外力的频率越大，单摆的振幅越小，D正确．故本题应选B.]3．(4分)如图所示，有一摆长为l的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时(摆线以上部分被挡住)使摆长发生变化．现使摆球做小角度摆动，图示为摆球从右边最高点M 摆至左边最高点N 的闪光照片(悬点和小钉未摄入)，P 为摆动中的最低点，每相邻两次闪光的时间间隔相等，则小钉距悬点距离为( )A.l 4B.l 2C.34l D ．条件不足，无法判断C [设单摆在右、左两侧摆动的周期分别为T 1、T 2，由题图得T 1∶T 2＝4∶2＝2∶1，由单摆周期公式T ＝2πl g ，得l 1∶l 2＝4∶1，故小钉距悬点的距离d＝l －14l ＝34l ，故选项C 正确．] 4．(4分)如图所示，质量为M 的物块a 钩在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端，构成一弹簧振子，物块a 可沿光滑水平面在B 、C 间做简谐运动，振幅为A .在运动过程中将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上，第一次是当a 运动到平衡位置O 处时放在上面，第二次是当a 运动到最大位移C 处时放在上面，观察到第一次放后的振幅为A 1，第二次放后的振幅为A 2，则( )A ．A 1＝A 2＝AB ．A 1<A 2＝AC ．A 1＝A 2<AD ．A 2<A 1＝AB [第一次是当a 运动到平衡位置O 处时将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上，由于b “轻轻”放到a 上时水平方向的速度可以看作是0，设放前a 运动到平衡位置的速度为v ，放后整体的速度为v ′，由动量守恒定律得M v ＝(m ＋M )v ′，所以v ′＝M vm ＋M，此过程中系统的动能变化量ΔE ＝12M v 2－12(m ＋M )v ′2＝Mm v 22(m ＋M )＞0，可知在当a 运动到平衡位置O 处时将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上的过程中系统的机械能有一定的损失；当a 运动到最大位移C 处将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上时，由于二者水平方向的速度都是0，所以不会有机械能的损失，系统振动的振幅不变．由以上的分析可知，第一种情况系统振动的机械能有损失，所以第一种情况下系统振动的振幅A 1小于第二种情况下的振幅A 2，选项B 正确．]5．(4分)一个单摆的摆球均匀带正电且与外界绝缘，当摆球摆到最大位移处时，突然加一个竖直向下的匀强电场，则下列结论正确的是( )A ．摆球经过平衡位置时的速度要增大，振动的周期要增大，振幅也增大B ．摆球经过平衡位置时的速度要增大，振动的周期减小，振幅不变C ．摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期要减小，振幅也减小D ．摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期不变，振幅也不变B [增加电场后摆球在等效重力场中做简谐运动，设摆球的质量为m ，摆球受到的电场力为F ，则摆球在等效重力场中的等效加速度g ′＝g ＋F m ，根据单摆周期公式可知，摆球在等效重力场中的周期T ＝2πl g ′＜2πl g ，可知摆球振动的周期减小；设摆球开始时的振幅为A ，根据运动的对称性可知，摆球在到达另一侧的最高点时，相对于最低点的位移也是A ，可知摆球的振幅不变，则摆球在摆动的过程中最高点相对于最低点的高度差h 不变，根据功能关系可知，开始时在最低点的速度满足12m v 21＝mgh ，所以v 1＝2gh ，增加电场后在最低点的速度满足12m v 22＝Fh ＋mgh ，所以v 2＝2gh ＋2Fh m ＞v 1，可知摆球经过最低点的速度增大．选项B 正确．]6．(4分)如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M 、N 两点，历时1 s ，质点通过N 点后再经过1 s 第2次通过N 点，在这2 s 内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为( )A ．3 s,6 cmB ．4 s,6 cmC ．4 s,9 cmD ．2 s,8 cmB [因质点通过M 、N 两点时速度相同，说明M 、N 两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由N 到最大位移处，与由M 到最大位移处的时间t 1相等，则T 2＝t MN ＋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2A ，即2A ＝12 cm ，A ＝6 cm ，故B 项正确．]7．(4分)有两个简谐运动的振动方程：x 1＝6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π6 cm ，x 2＝6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π3 cm ，则下列说法中错误的是( ) A ．它们的振幅相同B ．它们的周期相同C ．它们的相位差恒定D ．它们的振动步调一致D [由两振动方程知：它们的振幅都为6 cm ，周期T ＝2πω＝2π100πs ＝0.02 s ，相位差Δφ＝π6，故A 、B 、C 三项表述正确；但由于它们的相位不同，故振动步调不一致，D 项错误．]8．(6分)在“利用沙摆描绘振动图像”的实验中，将细沙倒在漏斗中，在细沙漏出的同时，让沙摆摆动起来，一段时间后，形成的长条形沙堆如图甲所示：两边高且粗，中间低且细．(1)如果在沙摆摆动的同时匀速拉动下方纸板(纸板上的虚线O 1O 2位于沙漏静止时的正下方)，则一段时间后，形成如图乙所示的曲线沙堆．分析可知，曲线沙堆在与虚线O 1O 2垂直距离________(选填“近”或“远”)的位置低且细．甲乙丙(2)图丙为图乙中纸板上曲线沙堆的俯视图，沿沙摆振动方向建立x轴，沿O1O2方向建立t轴，就利用沙堆曲线得到了沙摆的振动图像．请说明为什么要匀速拉动下方纸板．[解析](1)单摆在摆动的过程中是变速运动，经过平衡位置的速度最大，最大位移处的速度为0；在相同的时间内漏下的沙子一样多，但在平衡位置附近速度大，相同时间内经过的距离长，故漏下的沙子低且细；(2)只有拉动木板的速度恒定时，木板的位移与时间成正比，这样建立的位移轴才可以代表时间轴．[答案](1)近(2)只有拉动木板的速度恒定时，木板的位移与时间成正比，这样建立的位移轴才可以代表时间轴9．(10分)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔．在竖直面内放置有一记录纸．当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图像，y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标．由此图求振动的周期和振幅．[解析]设振动的周期为T，由题意可得：在振子振动的一个周期内，纸带发生的位移大小为2x0，故T＝2x0v.设振动的振幅为A，则有：2A＝y1－y2，故A＝y1－y2 2.[答案]2x0vy1－y2210．(10分)如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，m A＝100 g，m B＝500 g，系统静止时弹簧伸长x＝15 cm，未超出弹性限度．若剪断A、B间绳，则A 在竖直方向做简谐运动，求：(1)A的振幅为多大．(2)A的最大加速度为多大．(g取10 m/s2)[解析](1)设只挂A时弹簧伸长量x1＝m A gk.由(m A＋m B)g＝kx，得k＝(m A＋m B)gx，即x1＝m Am A＋m Bx＝2.5 cm.振幅A＝x－x1＝12.5 cm.(2)剪断细绳瞬间，A受最大弹力，合力最大，加速度最大．F＝(m A＋m B)g－m A g＝m B g＝m A a m，a m＝m B gm A＝5g＝50 m/s2.[答案](1)12.5 cm(2)50 m/s211．(4分)(多选)如图所示，虚线与实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像．已知甲、乙两个振子质量相等，则()A．甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cmB．甲、乙两个振子的相位差总为πC．前2 s内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2 s末甲的速度最大，乙的加速度最大AD[两振子的振幅A甲＝2 cm，A乙＝1 cm，选项A正确；两振子的频率不相等，相位差为一变量，选项B错误；前2 s内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，选项C错误；第2 s末，甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，选项D正确．]12．(4分)(多选)如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是()甲乙A．单摆的摆长约为1.0 mB．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin πt cmC．从t＝0.5 s到t＝1.0 s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D．从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小AB[由题图乙可知单摆的周期T＝2 s，振幅A＝8 cm.由单摆的周期公式T＝2πlg，代入数据可得l＝1 m，选项A正确；由ω＝2πT可得ω＝π rad/s，则单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝A sin ωt＝8sin πt cm，选项B正确；从t＝0.5 s到t＝1.0 s的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，选项C错误；从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球的位移增大，回复力增大，选项D错误．]13．(4分)(多选)如图所示是一弹簧振子在水平面内做简谐运动的x-t图像，则下列说法正确的是()A．t1时刻和t2时刻具有相同的速度和动能B．t2到t＝1.0 s时间内加速度变小，速度增大C．弹簧振子的路程与时间t的图像为正弦函数D．在t1到t2这段时间内振子位移为0BD[t1、t2时刻速度等大反向，故动能相同，速度不同，选项A错误；由F＝－kx、a＝Fm知t2到1.0 s时间内x变小、a变小，弹簧振子速度增大，选项B 正确；弹簧振子的位移x与时间t的图像为正弦函数，路程随时间增大，选项C 错误；t1、t2时刻弹簧振子处在同一位置，t1到t2时间内振子位移为0，选项D 正确．]14．(4分)(多选)如图所示，轻质弹簧下挂重为300 N的物体A时伸长了3 cm，再挂上重为200 N的物体B时又伸长了2 cm，现将A、B间的细线烧断，使A 在竖直平面内振动，则()A．最大回复力为200 N，振幅为2 cmB．最大回复力为300 N，振幅为3 cmC．若烧断前只减小A的质量，则振动的振幅变小，周期不变D．若烧断前只减小B的质量，则振动的振幅变小，周期不变AD[将A、B间的细线烧断，物体A将做简谐运动，其受到的合力充当回复力，由于细线烧断前A、B受力是平衡的，烧断后瞬间，A受到的合力大小等于B的重力，即F合＝200 N，此时弹簧的伸长量最大，A的回复力最大，所以最大回复力为200 N，根据振幅等于质点到平衡位置的最大距离可知，振幅为2 cm，选项A正确，B错误；设A、B两物体的质量分别为m A、m B，当弹簧下端只挂物体A且A处于平衡状态时，设弹簧的伸长量为x，则有kx＝m A g①，再挂上物体B且A、B同时处于平衡状态时，设弹簧的伸长量为x′，则kx′＝(m A ＋m B)g②.烧断绳子后，A在竖直平面内振动的振幅为x′－x，联立①②得x′－x＝m B gk，故振幅与A的质量无关．由弹簧振子的周期公式T＝2πmk知，若m A减小，则周期T减小，选项C错误；只减小B的质量，振动的幅度变小，而周期与振幅无关，所以周期不变，选项D正确．]15．(4分)(多选)如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动．以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt) m．t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.以下判断正确的是()A．h＝1.7 mB．简谐运动的周期是0.8 sC．0.6 s内物块运动的路程为0.2 mD．t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反AB[由物块简谐运动的表达式y＝0.1sin(2.5πt) m知，ω＝2.5π，T＝2πω＝2π2.5πs＝0.8 s，选项B正确；t＝0.6 s时，y＝－0.1 m，对小球：h＋|y|＝12gt2，解得h＝1.7 m，选项A正确；物块0.6 s内路程为0.3 m，t＝0.4 s时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同，选项C、D错误．]16．(8分)如图所示，一质量为M的无底木箱，放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A和B，m A＝m B＝m.剪断A、B间的细线后，A做简谐运动，则当A振动到最高点时，木箱对地面的压力为多少？[解析] 剪断细线前A 的受力情况如下．重力：mg ，向下．细线拉力：F 拉＝mg ，向下．弹簧对A 的弹力：F ＝2mg ，向上．设弹簧的劲度系数为k ，则此时弹簧的伸长量为Δx ＝F k ＝2mg k .剪断细线后，A 做简谐运动，其平衡位置在弹簧的伸长量为Δx ′＝mg k 处，最低点即刚剪断细线时的位置，离平衡位置的距离为mg k .由简谐运动的特点知最高点离平衡位置的距离也为mg k ，所以最高点的位置恰好在弹簧的原长处．此时弹簧对木箱作用力为零，所以此时木箱对地面的压力为Mg .[答案] Mg17．(8分)如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2 kg ，在拉力F 的作用下，由静止开始竖直向上做匀变速运动，一个装有水平振针的振动频率为5 Hz 的固定电动音叉在玻璃板上画出了如图所示的曲线，测得s OA ＝1.5 cm ，s BC ＝3.5 cm.求自玻璃板开始运动，经过多长时间才开始接通电动音叉的电源？接通电源时玻璃板的速度是多大？[解析] 由题意可得，振针周期T 0＝0.2 s ，T ＝T 02＝0.1 s ，则s BC －s OA ＝2aT 2，得a ＝1 m/s 2.v A ＝s OB 2T ＝2s OA ＋aT 22T＝0.2 m/s ，再求O 点速度v O ＝v A －aT ＝0.1 m/s ，由v O ＝at 得时间t ＝v O a ＝0.1 s.即经过0.1 s 才开始接通电动音叉的电源，且接通时玻璃板的速度为0.1 m/s.11/11 [答案] 0.1 s 0.1 m/s18.(10分)如图所示，摆长为L 的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O 距离地面高度为h ，现将摆球拉至A 点无初速度释放，摆角为θ(θ＜5°)．当摆球运动到最低点O 时，摆线突然断裂．不计空气阻力，重力加速度为g ，求摆球从A 点开始运动到落地经历的时间．[解析] 单摆的周期T ＝2πLg摆线断裂后，由h ＝12gt 2得：下落时间t ＝2hg t 总＝t ＋T 4＝2h g ＋π2L g .[答案] 2h g ＋π2L g。

(人教版)2020高中物理第一章机械振动简谐运动的回复力和能量、单摆试题(基础篇)教科版选修3-4

简谐运动的回复力和能量、单摆(基础篇)一、选择题1．下列关于简谐运动的说法，正确的是（）． A ．只要有回复力，物体就会做简谐运动B ．物体做简谐运动时，速度方向有时与位移方向相反，有时与位移方向相同C ．物体做简谐运动时，加速度最大，速度也最大D ．物体做简谐运动时，加速度和速度方向总是与位移方向相反2．如图所示，为一弹簧振子做简谐运动的振动图像，在t 1时刻与t 2时刻振子具有相同的（）．A ．加速度B ．速度C ．回复力D ．位移3．做简谐运动的物体阳平衡位置运动时，速度越来越大的原因是（）． A ．回复力对物体做了正功 B ．物体惯性的作用C ．物体的加速度与速度同向D ．弹性势能转变为动能4．单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（）． A ．摆线质量不计 B ．摆线长度不伸缩C ．摆球的直径比摆线长度短得多D ．只要是单摆的运动就是一种简谐运动5．利用单摆测重力加速度时，若测得g 值偏大，则可能是因为（）． A ．单摆的摆锤质量偏大B ．测量摆长时，只考虑了悬线长，忽略了小球的半径C ．测量周期时，把n 次全振动误认为是（n+1）次全振动D ．测量周期时，把n 次全振动误认为是（n －1）次全振动6．把在北京调准的摆钟，由北京移到赤道上时，摆钟的振动（）． A ．变慢了，要使它恢复准确，应增加摆长 B ．变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长 C ．变快了，要使它恢复准确，应增加摆长 D ．变快了，要使它恢复准确，应缩短摆长7．有一天体半径为地球半径的2倍，平均密度与地球相同，在地球表面走时准确的摆钟移到该天体的表面，秒针走一圈的实际时间为（）．A ．12min B ．2min C min D ．2 min8．摆长为l 的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（即取t=0），当振动至t =最大速度，则单摆的振动图像是图中的（）．9．如图所示为甲、乙两单摆的振动图像，则（）．A．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=2∶1B．若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比l甲∶l乙=4∶1C．若甲、乙两单摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙=4∶1D．若甲、乙两单摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g甲∶g乙=1∶410．如图所示，用绝缘细丝线悬吊着的带正电小球在匀强磁场中做简谐运动，则（）．A．当小球每次通过平衡位置时，动能相同B．当小球每次通过平衡位置时，速度相同C．当小球每次通过平衡位置时，丝线拉力相同D．撤去磁场后，小球摆动周期变大11．一个单摆，在第一个行星上的周期为T1，在第二个行星上的周期为疋，若这两个行星的质量之比为M1∶M2=4∶1，半径之比R1∶R2=2∶1，则（）．A．T1：T2=1∶1 B．T1∶T2=4∶1C．T1：T2=2∶1 D．T1∶T2=1∶2二、填空题12．如图所示，一个轻质弹簧一端固定在墙上，一质量为m=1 kg的滑块以v=6 m／s的速度沿光滑水平面向左运动与弹簧相碰，弹簧被压缩，则此系统的最大弹性势能为________J．当滑块压缩弹簧速度减为2 m／s时，此系统的弹性势能为________J．13．如图所示为一单摆及其振动图像，根据图回答：（1）单摆的振幅为________，频率为________，摆长约为________；图中所示周期内位移x最大的时刻为________．（2）若摆球从E指向G为正方向，α为最大摆角，则图像中O、A、B、C点分别对应单摆中________点．一周期内加速度为正且减小，并与速度同方向的时间范围是一势能增加且速度为正的时间范围是________。

2021年高中物理《第一章机械振动(4-5节)》章末检测新人教版选修3

2021年高中物理《第一章机械振动（4-5节）》章末检测新人教版选修3一、选择题(每小题至少有一个选项正确)1．一个弹簧振子，第一次被压缩x后释放做自由振动，周期为T1，第二次被压缩2x后释放做自由振动，周期为T2，则两次振动周期之比T1∶T2为( )A．1∶1B．1∶2C．2∶1 D．1∶42.如图所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手，让其上下振动，其周期为T1，现使把手以周期T2(T2>T1)匀速转动，当其运动都稳定后，则( )A．弹簧振子的周期为T1B．弹簧振子的周期为T2C．要使弹簧振子振幅增大，可让把手转速增大D．要使弹簧振子振幅增大，可让把手转速减小3．如图所示，物体m系在两弹簧之间，弹簧的劲度系数分别为k1和k2，且k1＝k，k2＝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( )A．m做简谐运动，OC＝OBB．m做简谐运动，OC≠OBC．回复力F＝－kxD．回复力F＝－3kx4．如图所示为在同一地点的A、B两个单摆做简谐运动的图像，其中实线表示A的运动图像，虚线表示B的运动图像。

关于这两个单摆的以下判断中正确的是( )A．这两个单摆的摆球质量一定相等B．这两个单摆的摆长一定不同C．这两个单摆的最大摆角一定相同D．这两个单摆的振幅一定相同5．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( )A.fkB.2fkC.3fkD.4fk6．如图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( )A．t1时刻和t2时刻振子位移大小相等，方向相同，且(t2－t1)一定等于T/2B．t2时刻和t3时刻速度大小相等、方向相反C．t2时刻和t4时刻加速度大小相等、方向相反D．t1时刻和t3时刻弹簧的长度相等7.将一单摆向左拉至水平标志线上,从静止释放,当摆球运动到最低点时,摆线碰到障碍物,摆球继续向右摆动.用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片,以下说法正确的是 ( )A.摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9∶4B.摆线碰到障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,摆线张力不变大8.如图所示，三个单摆的摆长为L1＝1.5 m，L2＝1 m，L3＝0.5 m，现用一周期等于2 s 的驱动力，使它们做受迫振动，那么当它们的振动稳定时，下列判断中正确的是( )A．三个摆的周期和振幅相等B．三个摆的周期不等，振幅相等C．三个摆的周期相等，但振幅不等D．三个摆的周期和振幅都不相等9.做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速率减小为原来的12，则单摆振动的( )．A．频率、振幅都不变B．频率、振幅都改变C．频率不变、振幅改变D．频率改变、振幅不变二、实验题10．在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中，(1)关于安装选择仪器及测量时的一些实验操作，下列说法中正确的是________。

新人教版高中物理选修一第二章《机械振动》测试题(答案解析)(2)

一、选择题1．一弹簧振子做简谱运动，它所受的回复力F 随时间t 变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（）A ．在t 从0到2s 时间内，弹簧振子做加速运动B ．在t 1=3s 和t 2=5s 时，弹簧振子的速度大小相等，方向相同C ．在t 2=5s 和t 3=7s 时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D ．在t 从0到4s 时间内，t =2s 时刻弹簧振子所受回复力做功瞬时功率最大2．如图甲所示为以O 点为平衡位置。

在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（）A ．在0.2s t =时，弹簧振子一定运动到B 位置B ．在0.3s t =与0.7s t =两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从0到0.2s t =的时间内，弹簧振子的动能持续地减少D ．在0.2s t =与0.6s t =两个时刻，弹簧振子的加速度相同3．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。

当a 摆振动的时候，其余各摆在a 摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b 摆的振动图像如图乙。

下列说法正确的是（）A ．稳定时b 摆的振幅最大B ．稳定时b 摆的周期最大C ．由图乙可以估算出b 摆的摆长D ．由图乙可以估算出c 摆的摆长4．下列说法中不正确的是( )A ．将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B ．将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍C ．将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D ．在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变5．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间t 变化的函数关系式为sin x A t ω=，振动图像如图所示，下列说法不正确的是（）A ．弹簧在第1s 末与第3s 末的长度相同B ．简谐运动的圆频率rad /s 4πω=C ．第3s 末振子的位移大小为22A D ．从第3s 末到第5s 末，振子的速度方向发生变化6．关于简谐运动，下列说法中正确的是（）A ．物体的位移增大时，动能减少，势能增加B ．若位移为负值，则速度一定为正值加速度也一定为负值C ．物体通过平衡位置时，所受合力为零，回复力为零，处于平衡状态D ．物体每次通过同一位置时，其加速度相同，速度也一定相同7．如图1所示，轻弹簧下端固定在地上，上端连接一个钢球，把钢球从平衡位置向下压一段距离A ，由静止释放。

四川省昭觉中学2020学年高中物理《第一章机械振动(4-5节)》同步练习(无答案)新人教版选修3

第4节阻尼振动受迫振动一、课标要求1.知道阻尼振动的定义。

2.知道受迫振动的定义，通过“观察思考”活动，知道受迫振动的频率等于驱动力的频率。

3.知道振动的定义，通过观察，知道产生共振的条件，知道共振应用和防止的实例。

体会物理学在社会生产生活领域的广泛应用。

二、知识要点1．阻尼振动系统在振动过程中受到的作用，振动逐渐消逝(A减小)，逐步转变为其他能量。

2．自由振动系统不受外力作用，也不受任何，只在自身回复力作用下，不变的振动。

3．固有频率的频率，由系统本身的特征决定。

4．持续振动的获得实际的振动由于阻尼作用最终要停下来，要维持系统的持续振动，办法是使的外力作用于振动系统，外力对系统做功，补偿系统的。

5．驱动力作用于振动系统的的外力。

6．受迫振动振动系统在作用下的振动。

7．受迫振动的频率做受迫振动的系统振动稳定后，其振动周期(频率)等于的周期(频率)，与系统的无关。

8．共振驱动力的等于振动物体的时，受迫振动的的现象。

9．产生共振的条件驱动力频率系统的固有频率。

10．共振的特征共振时受迫振动的最大。

11．共振曲线如图所示。

12．共振的应用与防止(1)共振的应用：①采用方法：在应用共振时，驱动力频率接近或等于振动系统的。

②实例：。

(2)共振的防止：①采用方法：在防止共振时，驱动力频率与系统的相差越大越好。

②实例：部队过桥时用；火车过桥要；轮船航行时，改变航向或航速。

三、重难点突破1.阻尼振动与简谐振动的对比现实生活中的振动几乎都是阻尼振动，原因就是在振动中始终受到空气阻力的作用，系统克服阻力做功，机械能不再守恒，像挂钟不上发条，钟摆就会停下来。

简谐运动是不受阻力的运动，不损失机械能，这是一种理想模型。

下面为两种运动的对比：振动类型比较项目阻尼振动简谐振动产生条件受到阻力作用不受阻力作用振幅越来越小不变频率不变不变能量减少不变振动图像实例用锤敲锣，锣面的振动弹簧振子的振动2.自由振动与受迫振动的对比振动类型项目自由振动受迫振动受力情况仅受回复力周期性驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定。

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