西城学探诊选修3-4第11、12测试(机械振动机械波)
高中物理选修3-4 第十一章 机械振动 章节测试
高中物理选修3-4 第十一章机械振动章节测试一、单选题1.如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐振动当振子从平衡位置O向a运动过程中（）A. 加速度和速度均不断减小B. 加速度和速度均不断增大C. 加速度不断增大，速度不断减小D. 加速度不断减小，速度不断增大2.曾因高速运行时刹不住车而引发的“丰田安全危机”风暴席卷全球，有资料分析认为这是由于当发动机达到一定转速时，其振动的频率和车身上一些零部件的固有频率接近，使得这些零部件就跟着振动起来，当振幅达到一定时候就出现“卡壳”现象。
有同学通过查阅资料又发现丰田召回后的某一维修方案，就是在加速脚踏板上加一个“小铁片”。
试分析该铁片的主要作用是（）A. 通过增加质量使整车惯性增大B. 通过增加质量使得汽车脚踏板不发生振动C. 通过增加质量改变汽车脚踏板的固有频率D. 通过增加质量改变汽车发动机的固有频率3.如图所示某一时刻简谐横波的图像，波的传播方向沿+x方向，下列说法中正确的是（）A. 此时刻B. E两点速度为零C. 此时刻D质点正沿﹣y方向运动D. 此时刻质点E. F的加速度、速度都为零4.如图所示，一弹性小球被水平抛出，在两个互相竖直平行的平面间运动，小球落在地面之前的运动()A. 是机械振动，但不是简谐运动B. 是简谐运动，但不是机械振动C. 是简谐运动，同时也是机械振动D. 不是简谐运动，也不是机械振动5.一质点做简谐运动，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. 质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C. 质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D. 质点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6.如图是某弹簧振子的振动图象，由图象可知（）A. 一个周期内振子通过的路程是8cmB. t=0.5s时，振子的位移是1cmC. t=2.5s时，振子速度沿x轴正向而加速度沿x轴负向D. t=3.5s时，振子速度沿x轴正向而加速度沿x轴负向7.一绳长为L的单摆，在平衡位置正上方（L—L′）的P处有一个钉子，如图所示，这个摆的周期是（）A. B. C. D.8.如图是沿x轴正方向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形，波速为2m/s．图中x=4m处的质点的振动图像应是下图中的哪个（）A. B.C. D.二、多选题9.如图所示，轻质弹簧下端挂重为30N的物体A，弹簧伸长了3cm，再挂重为20N的物体B时又伸长了2cm，若将连接A和B的连线剪断，使A在竖直面内振动时，下面结论正确的是（）A. 振幅是3cmB. 振幅是2cmC. 最大回复力为50ND. 最大回复力为20N10.甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知()A. 两弹簧振子完全相同B. 两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1C. 振子甲速度为零时，振子乙速度最大D. 振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶211.如图所示，在一根张紧的水平绳上，悬挂有a、b、c、d、e五个单摆，让a摆略偏离平衡位置后无初速释放，在垂直纸面的平面内振动；接着其余各摆也开始振动．下列关于其余各摆说法中正确的有（）A. 各摆均做自由振动B. c摆的振幅最大C. 摆长与a相差越大的，振幅越小D. 各摆的振动周期与a摆相同三、填空题12.如图所示,在水平方向上振动的弹簧振子的受力情况分别是________、________、________。
高中物理选修3-4第十二章《机械波》单元检测题(解析版)
《机械波》单元检测题一、单选题1.一列简谐横波以10 m/s的速度沿x轴正方向传播，t＝0时刻这列波的波形如图所示．则a质点的振动图象为( )A． B． C． D．2.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示．P为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，P的速度v和加速度a的大小变化情况是( )A．v变小，a变大 B．v变小，a变小C．v变大，a变大 D．v变大，a变小3.如图所示，MN是足够长的湖岸，S1和S2是湖面上两个振动情况完全相同的波源，它们激起的水波波长为2 m，S1S2＝5 m，且S1与S2的连线与湖岸平行，到岸边的垂直距离为6 m，则岸边始终平静的地方共有( )A． 2处 B． 3处 C． 4处 D．无数处4.一列简谐横波向右传播，波速为v.沿波传播方向上有相距为L的P、Q两质点，如图所示．某时刻P、Q两质点都处于平衡位置，且P、Q间仅有一个波峰，经过时间t，Q质点第一次运动到波谷．则t的可能值( )．A． 1个 B． 2个 C． 3个 D． 4个5.下列四种声现象，哪一种是声波的干涉( )A．在门窗关闭的屋里说话，听起来比在旷野里响B．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声C．环绕正在发声的音叉走一周，会觉得声音有强弱的变化D．将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一只音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听见未被敲击的音叉发出了声音6.如图所示，呈水平状态的弹性绳，右端在竖直方向上做周期为0.4 s的振动，设t ＝0时右端开始向上振动(如图)，则在t＝0.5 s时刻绳上的波形可能是下图中的( )A． B． C． D．7.一根弹性长绳沿x轴放置，左端点位于坐标原点，A点和B点分别是绳上x1＝2 m、x＝5 m处的质点．用手握住绳的左端，当t＝0时使手开始沿y轴做简谐振动，在t 2＝0.5 s时，绳上形成如图所示的波形．下列说法中正确的是( )A．此列波的波长为1 m，波速为4 m/sB．此列波为横波，左端点开始时先向上运动C．当t＝2.5 s时，质点B开始振动D．在t＝3.5 s后，A、B两点的振动情况总相同8.如图甲为一列简谐横波在t＝0时的波形图，P是平衡位置在x＝1 cm处的质点，Q 是平衡位置在x＝4 cm处的质点．乙图为质点Q的振动图象．则( )'A．t＝0.3 s时，质点Q的加速度达到正向最大B．波的传播速度为20 m/sC．波的传播方向沿x轴负方向D．t＝0.7 s时，质点P的运动方向沿y轴负方向9.如图甲所示，O点为振源，OP＝s，t＝0时刻O点由平衡位置开始振动，产生沿直线向右传播的简谐横波，如图乙为P点从t1时刻开始沿y轴正方向开始振动的振动图象，则以下说法错误的是( )A．t＝0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向B．t2时刻P点振动速度最大，方向沿y轴负方向C．该波与另一频率为Hz的同类波叠加能产生稳定的干涉现象D．某障碍物的尺寸为(t2－t1)，该波遇到此障碍物时能发生明显的衍射现象10.如图P1、P2是两个频率相同、同相振动的波源，产生两列波，O点是P1、P2连线的中点，A、B、C、D是距O点均为半个波长的四个点，有关A、B、C、D四点的振动，下列说法正确的是( )A．A、B两点是振动减弱点，C、D两点是振动加强点B．A、B两点是振动加强点，C、D两点是振动减弱点C．A、B、C、D四点均为振动加强点D．A、B、C、D四点均为振动减弱点11.一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，在t与t＋0.4 s两时刻在x轴上－3 m～＋3 m的区间内的波形图恰好重叠，则下列说法正确的是( )A．质点振动的最小周期为0.4B．该波最大波速为10 m/sC．从t时刻开始计时，x＝2 m处的质点比x＝2.5 m处的质点先回到平衡位置D．在t＋0.2 s时刻，x＝2 m处的质点位移一定为a12.如图为一横波发生器的显示屏，可以显示出波由O点从左向右传播的图象，屏上每一小格长度为1 cm.在t＝0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示．因为显示屏的局部故障，造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播)．此后的时间内，观察者看到波形相继传经B、C处，在t ＝5.5 s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷，下列判断错误的是( )A．该波的振幅为10 cmB．该波的波长为12 cmC．该波的周期为2 sD．在t＝5.5 s时，C处应显示为波峰二、多选题13. 如图，沿波的传播方向上有间距均为1 m的六个质点a、b、c、d、e、f，均静止在各自的平衡位置，一列横波以 1 m/s的速度水平向右传播，t＝0时到达质点a，a 开始由平衡位置向上运动，t＝1 s时，质点a第一次到达最高点，则在4 s＜t＜5 s 这段时间内( )A．质点c的加速度逐渐增大B．质点a的速度逐渐增大C．质点d向下运动D．质点f保持静止14. 当两列水波发生干涉时，若两列波的波峰在P点相遇，则下列说法中正确的是( )A．质点P的振动始终是加强的B．质点P的振动始终是减弱的C．质点P振动的振幅最大D．质点P振动的位移有时为015. 一列在竖直方向上振动的简谐波沿水平的x轴正方向传播，振幅为20 cm，周期为4×10－2s．现沿x轴任意取五个相邻的点P1、P2、P3、P4、P5，它们在某一时刻离开平衡位置的位移都向上，大小都为10 cm.则在此时刻，P1、P2、P3、P4四点可能的运动方向是( )A．P1向下，P2向上，P3向下，P4向上B．P1向上，P2向下，P3向上，P4向下C．P1向下，P2向下，P3向上，P4向上D．P1向上，P2向上，P3向上，P4向上16. 如图所示，一列向右传播的简谐横波，波速大小为0.6 m/s，P质点的横坐标x＝1.20 m．从图中状态开始计时，则下列说法正确的是( )A．简谐横波的频率为2.5 HzB．经过1.6 s，P点第一次到达波谷C．P点刚开始振动的方向沿y轴负方向D．直到P点第一次到达波峰时，x＝0.06 m处的质点经过的路程为95 cm17. 两列振动方向相同、振幅分别为A1和A2的相干简谐横波相遇．下列说法正确的是( )A．波峰与波谷相遇处质点的振幅为|A1－A2|B．波峰与波峰相遇处质点离开平衡位置的位移始终为A1＋A2C．波峰与波谷相遇处质点的位移总是小于波峰与波峰相遇处质点的位移D．波峰与波峰相遇处质点的振幅一定大于波峰与波谷相遇处质点的振幅三、计算题18.某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200 μs后收到反射波；隔0.8 s后再发出一个脉冲，经198 μs收到反射波，已知无线电波传播的速度为c＝3×108m/s，求飞机的飞行速度v.19.如图所示，A、B、C、D、E为波沿传播方向上间距均为d＝1 m的五个质点，一简谐横波以5 m/s的水平速度向右传播，t＝0时刻到达质点A且A开始向上振动，其振动周期为0.4 s，试求：(1)该简谐波的波长；(2)自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间．20.平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x 轴上的两个点(均位于x轴正向)，P与O的距离为35 cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t＝0时由平衡位置开始向上振动，周期T＝1 s，振幅A＝5 cm.当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5 s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：(1)P、Q之间的距离．(2)从t＝0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程．答案解析1.【答案】D【解析】a点此时正向y轴负方向运动，排除A、B，由于周期T＝＝＝0.4 s，故D正确．2.【答案】D【解析】从波的图象可以判断此时P点向上运动，正靠近平衡位置，做加速度逐渐减小的加速运动，故D项正确．3.【答案】C【解析】当空间某点到两个波源的路程差为半波长的奇数倍时，振动始终减弱；水波的波长为 2 m，S1S2＝5 m，当到两个波源的路程差为 1 m、3 m、5 m时，振动减弱；路程差为1 m是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为3 m是双曲线，与岸边有2个交点；路程差为5 m是以S1为起点向左的射线和以S2为起点向右的射线，与岸边无交点；路程差不可能大于S1S2＝5 m；由上分析可知，岸边始终平静的地方共有4处，故A、B、D错误，C正确．4.【答案】D【解析】作出通过距离为L的P、Q两质点满足题设条件的波形，如下图中的(a)、(b)、(c)、(d)四种情况，在图(a)中，由图可知，＝L，则λ＝2L，由波速及波长关系可知：T＝＝，而Q质点第一次到达波谷的时间：t＝T＝同理可知：在图(b)中，λ＝L，T＝＝，t＝T＝在图(c)中，λ＝L，T＝＝，t＝T＝在图(d)中，λ＝，T＝＝，t＝T＝故有四种，故D正确，A、B、C错误．5.【答案】C【解析】在门窗关闭的屋里说话，听起来比在旷野里响，是波的反射现象．隔着院墙与人谈话，虽然不见其人，却能闻其声是波的衍射．将两只固有频率相同的音叉稍稍间隔一点距离并列放置，敲击其中一只音叉后用手将它按住，让它停止振动，却能听见未被敲击的音叉发出了声音，是波的共振现象．6.【答案】B【解析】由题意知，在t＝0时波源O点开始向上振动，该波的周期为T＝0.4 s，则时间t＝0.5 s＝1T，可知，在t＝0.5 s时O点位于波峰．波在一个周期内传播的距离为一个波长，则在t＝0.5 s＝1T，波传播的最长的距离为1波长，故B正确，A、C、D错误．7.【答案】C【解析】由图知，波长λ＝2 m，周期T＝1 s，则波速为v＝＝2 m/s，故A错误．振动方向与传播方向垂直，此列波为横波，向x轴正方向传播，左端点开始时的运动方向与图示时刻x＝1 m处质点的振动方向相同，即为向下，故B错误．波从图示位置传到质点B用时t＝＝＝2 s，因此t＝2.5 s时质点B开始振动，故C正确．由于AB间的距离s＝3 m＝λ，则知它们的振动情况不总是相同，故D错误．8.【答案】C【解析】由乙图可知，t＝0.3 s时，质点Q的位置在正向最大位移处，故其加速度是达到反向最大，故A是错误的；由甲图可知，波长为8 cm，由乙图可知，周期为0.4 s，故波速为v＝＝20 cm/s，所以B也是错误的；由于质点Q在t＝0时的振动方向是向下的，故可以判断出波的传播方向是沿x轴的负方向传播的，故C是正确的；当t＝0.7 s时，实际上是经过1T，O位置处的质点会运动到负的最大位移处，所以P点的质点会运动到x轴以下正在沿y轴的正方向运动的位置，故D是错误的．9.【答案】B【解析】介质中各质点起振方向与振源起振方向相同，由乙图知P点起振方向沿y轴正向，故t＝0时刻振源O的振动方向沿y轴正方向，选项A正确；由乙图知t2时刻P 点在平衡位置，振动速度最大，方向沿y轴正方向，故选项B错误；由乙图知质点振动周期为T＝t2－t1，故波的频率为＝Hz，根据波的稳定干涉条件知只有频率相同的波相遇才可产生稳定干涉现象，故选项C正确；波速为v＝，由乙图知波的周期为T＝t2－t1，所以波长为λ＝vT＝，选项D中障碍物尺寸为λ，与波长相近，故能发生明显衍射，选项D正确；综上所述选项B是错误的．10.【答案】C【解析】图中A、B两点到两个波源的路程差为一倍的波长，故是振动加强点；图中C、D两点到两个波源的路程差为零，故也是振动加强点．11.【答案】C【解析】由题意可知，在t与t＋0.4 s两时刻在x轴上－3 m至＋3 m区间内的波形图如图中同一条图线所示，则有 0.4 s＝NT(N＝1,2,3…)，得：T＝s．所以当N＝1时，周期最大，为T＝0.4 s，由图知，λ＝4 m，根据v＝，知当N＝1时，波速最小为10 m/s，故A、B错误；横波沿x轴正方向传播，t时刻，x＝2 m处的质点正向下运动，x＝2.5 m处的质点先向上运动再回到平衡位置，所以x＝2 m处的质点比x＝2.5 m处的质点先回到平衡位置，故C正确；时间t＝0.2 s，由于＝，若N是奇数，则x＝2 m处的质点位移为－a；若N是偶数，x＝2 m处的质点位移为a，故D错误．12.【答案】A【解析】由图读出振幅A＝5 cm，故A错误．由图读出波长λ＝12 cm，故B正确；波由A传到B的距离为波长，传到B所用时间为周期，则t＝5.5 s＝2T＋T，得到周期T＝2 s，故C正确；B、C平衡位置间距离为半个波长，振动情况总是相反，在t＝5.5 s时，B处恰好第三次出现波谷，则在t＝5.5 s时，C处应显示为波峰，故D正确．13.【答案】ACD【解析】由题知，该波的周期为T＝4 s，则波长λ＝vT＝4 m．波由a传到c的时间为＝2 s，所以，在4 s＜t＜5 s这段时间内，质点c从平衡位置向下运动，加速度逐渐增大，故A正确；在4 s＜t＜5 s这段时间内，质点a从平衡位置向上运动，速度逐渐减小，故B错误；波由a传到d的时间为3 s，d起振方向向上，则在4 s＜t ＜5 s这段时间内，d点从波峰向平衡位置运动，即向下运动，故C正确；波从a传到f点需要5 s时间，所以在4 s＜t＜5 s这段时间内，f还没有振动，故D正确．14.【答案】ACD【解析】因为两列水波发生干涉，在P点是波峰与波峰相遇，则P点一定是振动加强点，振幅最大；振动加强点某时刻的位移为零到最大值之间的某个值，选项A、C、D 正确．15.【答案】AB【解析】特别要注意，题目中指出的五个相邻的、位移向上且相等的质点，只能是如图(a)或(b)所示中的一种．在(a)中，由上、下坡法可知P1、P3、P5向下，P2、P4向上．在(b)中，由上、下坡法可知P1、P3、P5向上，P2、P4向下．16.【答案】ACD【解析】由波动图象知λ＝0.24 m，T＝＝0.4 s，f＝＝2.5 Hz，A正确；P点第一次到达波谷需时t＝＝1.7 s，B错误；所有质点起振方向都与波源起振方向相同，由带动法知，各质点起振方向均沿y轴负方向，C正确；P点第一次到达波峰需时t′＝＝s＝1.9 s＝4.75T，x＝0.06 m处质点经过的路程s＝4.75×4×5 cm＝95 cm，D正确．17.【答案】AD【解析】波峰与波谷相遇时，振幅相消，故实际振幅为|A1－A2|，故选项A正确；波峰与波峰相遇处，质点的振幅最大，合振幅为A1＋A2，但此处质点仍处于振动状态中，其位移随时间按正弦规律变化，故选项B错误；振动减弱点和加强点的位移随时间按正弦规律变化，选项C错误；波峰与波峰相遇时振动加强，波峰与波谷相遇时振动减弱，加强点的振幅大于减弱点的振幅，故选项D正确．18.【答案】375 m/s【解析】由于c＞v，故可不考虑电磁波传播过程中飞机的位移；设雷达两次发射电磁波时飞机分别位于x1、x2处，则第一次：2x1＝ct1，第二次：2x2＝ct2，则这段时间内飞机前进的距离为Δx＝x1－x2，飞机的飞行速度：v＝＝375 m/s.19.【答案】(1)2 m (2)1.1 s【解析】(1)由公式λ＝vT＝2 m(2)A点振动形式传到E点需要的时间是0.8 s，E点起振后到达波谷需要0.3 s，故自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间t＝ 0.8＋0.3＝1.1 s.20.【答案】(1)133 cm (2)125 cm【解析】(1)由题意，O、P两点的距离与波长满足：OP＝λ波速与波长的关系为：v＝在t＝5 s时间间隔内波传播的路程为vt，由题意有：vt＝PQ＋综上解得：PQ＝133 cm(2)Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：t＝t＋T1波源由平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A，由题意可知：t1＝25×T，故t1时间内，波源运动的路程为s＝25A＝125 cm.。
人教版高中物理选修3-4第十一章机械振动测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十一章机械振动测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题 4.0分,共60分)1.水平放置的弹簧振子先后以振幅A和2A振动，振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度分别为v1和v2，则()A．v1＝2v2B． 2v1＝v2C．v1＝v2D．v1＝v22.有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动曲线如图所示，关于此图的下列判断正确的是()A．图①可作为该物体的速度v－t图象B．图②可作为该物体的回复力F－t图象C．图③可作为该物体的回复力F－t图象D．图④可作为该物体的加速度a－t图象3.如图所示，BOC是半径为R的光滑弧形槽，O点是弧形槽的最低点，半径R远大于BOC的弧长，一小球由静止从B点开始释放，小球就在弧形槽内来回运动，欲增大小球的运动周期，可采取的方法是()A．小球开始释放处靠近O点一些B．换一个密度大一些的小球C．换一个半径R大一些的弧形槽D．换一个半径R小一些的弧形槽4.下列说法中正确的是()A．若t1、t2两时刻振动物体在同一位置，则t2－t1＝TB．若t1、t2两时刻振动物体在同一位置，且运动情况相同，则t2－t1＝TC．若t1、t2两时刻振动物体的振动反向，则t2－t1＝D．若t2－t1＝，则在t1、t2时刻振动物体的振动反向5.如图甲所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图乙所示，以下说法正确的是()A．t1时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小B．t2时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小C．t3时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大D．t4时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大6.甲、乙两人观察同一单摆的振动，甲每经过 3.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在其平衡位置处；乙每经过 4.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在平衡位置右侧的最高处，由此可知该单摆的周期不可能的是()A． 0.5 sB． 1.0 sC． 1.5 sD． 2.0 s7.如图为一振子做简谐运动的图象，在t1和t2时刻，振子的()A．位移相同B．速度相同C．回复力相同D．加速度相同8.如图所示，一质点在A、B间做简谐运动，从A第一次运动到B，历时 2 s，路程为12 cm，则质点的振动周期和振幅分别为()A． 4 s,6 cmB． 6 s,6 cmC． 6 s,9 cmD． 4 s,8 cm9.如图所示为某质点做简谐运动的振动图象．则关于该质点的振动情况，下列说法正确的是()。
高中物理选修3-4 第十一章《机械振动》测试卷
第十一章《机械振动》测试卷一、单选题(共15小题)1.如图所示，在光滑水平面上的弹簧振子，弹簧形变的最大限度为20 cm，图示P位置是弹簧振子处于自然伸长的位置，若将振子m向右拉动5 cm后由静止释放，经0.5 s振子m第一次回到P位置，关于该弹簧振子，下列说法正确的是()A．该弹簧振子的振动频率为1 HzB．若向右拉动10 cm后由静止释放，经过1 s振子m第一次回到P位置C．若向左推动8 cm后由静止释放，振子m两次经过P位置的时间间隔是2 sD．在P位置给振子m任意一个向左或向右的初速度，只要位移不超过20 cm，总是经0.5 s速度就降为02.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．则 ()A．任意时刻甲振子的位移都比乙振子的位移大B．零时刻，甲、乙两振子的振动方向相同C．前2秒内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2秒末甲的速度达到其最大，乙的加速度达到其最大3.如图所示，置于地面上的一单摆在小振幅条件下摆动的周期为T0，下列说法中正确的是()A．单摆摆动过程，绳子的拉力始终大于摆球的重力B．单摆摆动的过程，绳子的拉力始终小于摆球的重力C．将该单摆置于高空中相对于地球静止的气球中，其摆动周期为T＞T0D．小球所受重力和绳的拉力的合力提供单摆做简谐运动的回复力4.如图，竖直平面内有一半径为1.6 m、长为10 cm的光滑圆弧轨道，小球置于圆弧左端，t＝0时刻起由静止释放．取g＝10 m /s2，t＝2 s时小球正在()A．向右加速运动B．向右减速运动C．向左加速运动D．向左减速运动5.如图所示，一弹性小球被水平抛出，在两个互相竖直平行的平面间运动，小球落在地面之前的运动()A．是机械振动，但不是简谐运动B．是简谐运动，但不是机械振动C．是简谐运动，同时也是机械振动D．不是简谐运动，也不是机械振动6.下列几种说法中正确的是()A．只要是机械振动，就一定是简谐运动B．简谐运动的回复力一定是物体在振动方向所受的合力C．简谐运动物体所受的回复力总是对物体做正功D．简谐运动物体所受的回复力总是对物体做负功7.如图所示，单摆在做小角度振动，且不计空气阻力．下列关于摆球运动的说法中，错误的是()A．摆球的位移随时间按照正弦或余弦规律变化B．摆球的速度随时间均匀变化C．摆球的周期跟摆长的平方根成正比D．摆球受到的回复力跟位移成正比且方向相反8.在下列情况下，能使单摆周期变小的是()A．将摆球质量减半，而摆长不变B．将单摆由地面移到高山C．将单摆从赤道移到两极D．将摆线长度不变，换一较大半径的摆球9.如图所示，平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上始终随平台振动，两者保持相对静止．以下说法正确的是()A．振动平台位于最高点时，物体对平台的压力最大B．振动平台位于最低点时，物体对平台的压力最大C．物体速度最大时，对平台的压力最大D．物体加速度最大时，对平台的压力最大10.一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于振动平台上随台一起运动(二者始终不脱离，一起在竖直方向做简谐运动)．下列说法正确的是()A．当平台运动到最高点时，物体对平台压力最大B．当平台向下运动经过平衡位置时所受物体压力小于平台向上运动过平衡位置时所受物体压力C．当振动平台运动到最低点时物体对平台压力最小D．平台所受最大压力不可能大于物体重力的2倍11.如图所示，在光滑的水平桌面上有一弹簧振子，弹簧劲度系数为k，开始时，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，然后释放振子从静止开始向左运动，经过时间t后第一次到达平衡位置O处，此时振子的速度为v，在这个过程中振子的平均速度为()A．大于B．等于C．小于D． 012.一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示，则()A．此单摆的固有周期约为0.5 sB．此单摆的摆长约为1 mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动13.下列说法中正确的是()A．若t1、t2两时刻振动物体在同一位置，则t2－t1＝TB．若t1、t2两时刻振动物体在同一位置，且运动情况相同，则t2－t1＝TC．若t1、t2两时刻振动物体的振动反向，则t2－t1＝D．若t2－t1＝，则在t1、t2时刻振动物体的振动反向14.如图所示，一升降机在箱底装有若干弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的运动过程中()A．升降机的速度不断减小B．升降机的加速度不断变大C．升降机的加速度最大值等于重力加速度值D．升降机的加速度最大值大于重力加速度值15.如图5所示，两段光滑圆弧轨道半径分别为R1和R2，圆心分别为O1和O2，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，无法确定二、实验题(共3小题)16.某同学在“用单摆测重力加速度”的实验中进行了如下的操作；(1)用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示，摆球直径为______cm.把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L.(2)用秒表测量单摆的周期，当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝60时秒表的示数如图乙所示，该单摆的周期T＝______s(结果保留三位有效数字)．(3)测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2－L图象如图丙，此图线斜率的物理意义是______．A．g B. C. D.(4)与重力加速度的真实值比较，发现测量结果偏大，分析原因可能是________．A．振幅偏小B．在单摆未悬挂之前先测定其摆长C．将摆线长当成了摆长D．开始计时误记为n＝117.学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆)，如图1所示．让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示．甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关．乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离.丙同学猜想：复摆的摆长应该大于.理由是：若OC段看成细线，线拴在C处，C点以下部分的重心离O点的距离显然大于.为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：图1图2(1)把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶(质量不计)粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点．则证明了甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”)．(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为单摆的周期计算值(T0＝2π)，用T表示板长为L的复摆的实际周期测量值．计算与测量的数据如表：由上表可知，复摆的等效摆长______(选填“大于”“小于”或“等于”)．(3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图2.请在坐标纸上作出T－T0图象，并根据图象中反映出的规律求出＝______(结果保留三位有效数字，其中L等是板长为L时的等效摆长T＝2π)．18.某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块大小为 3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球．他设计的实验步骤是：A．将石块用细丝线系好，结点为M，将细丝线的上端固定于O点B．用刻度尺测量OM间细丝线的长度L作为摆长C．将石块拉开一个大约α＝30°的角度，然后由静止释放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＝得出周期．(1)该同学以上实验步骤中有错误的是______(填写步骤序号)．(2)如果该同学改正了错误，改变OM间细丝线的长度做了2次实验，记下每次相应的线长度l1、l2和周期T1、T2，则由上述四个量得到重力加速度g的表达式是____________．(3)该同学将大理石块换成金属小球，将丝线换成有质量的细杆，把细杆长度加小球半径作为摆长L，其余操作都正确．他利用周期公式T＝2π，测得当地的重力加速度g，这样测得的重力加速度g比真实值______(填“偏大”或“偏小”或“无法确定”)．三、计算题(共3小题)19.已知单摆的振动图象如图所示．(1)读图可知振幅A＝______m，振动频率f＝______Hz，写出振动的表达式____________．(2)求此单摆的摆长l；(3)若摆球质量为0.2 kg，在摆动过程中，摆球受的回复力的最大值F m是多少？(取g＝10 m/s2，π2＝10)20.在光滑水平面上的O点系一长为l的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电荷量为q的小球，当沿细线方向加上电场强度为E的匀强电场后，小球处于平衡状态．现给小球一垂直于细线的初速度v0，使小球在水平面上开始运动，如图，若v0很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为多大？21.如图所示，光滑的水平面上放有一弹簧振子，已知小球质量m＝0.5 kg，弹簧劲度系数k＝240 N/m，将小球从平衡位置O向左平移，将弹簧压缩5 cm，静止释放后小球在A、B间滑动，则(1)小球加速度最大是在A、B、O三点中哪点？此时小球加速度多大？(2)小球速度最大是在A、B、O三点中哪点？此时小球速度多大？(假设整个系统具有的最大弹性势能为0.3 J)四、简答题(共3小题)22.如图所示是物体做简谐运动的振动图象．请根据图象回答下列问题：(1)在图中t1时刻和t2时刻，物体的位移各是多少？(2)这个物体的振幅是多大？(3)这个振动的周期是多少？频率是多大？(4)判断t1、t2时刻的物体运动方向．23.如图所示，一个弹簧连接一个小球放在粗糙的水平面上，拉长弹簧，松手后，小球开始向左运动，弹簧和小球组成的系统能看作是弹簧振子吗？24.一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz，在t＝0时，位移是4 cm，且向x轴负方向运动，试写出用正弦函数表示振动方程并画出相应的振动图象．答案解析1.【答案】D【解析】由题意知，该弹簧振子振动周期为T＝0.5×4 s＝2 s，且以后不再变化，即弹簧振子固有周期为2 s，振动频率为0.5 Hz，所以B选项中应经过0.5 s第一次回到P位置，A、B选项错误；C选项中两次经过P位置的时间间隔为半个周期，是1 s，C选项错误，D选项正确．2.【答案】D【解析】简谐运动图象反映了振子的位移与时间的关系，由图可知，甲振子的位移有时比乙振子的位移大，有时比乙振子的位移小，故A错误；根据切线的斜率等于速度，可知，零时刻，甲、乙两振子的振动方向相反，故B错误；由a＝－分析可知，前2秒内乙振子的加速度为正值，甲振子的加速度为负值，故C错误；第2秒末甲的位移等于零，通过平衡位置，速度达到其最大，乙的位移达到最大，加速度达到其最大，故D正确．3.【答案】C【解析】在最高点时，绳的拉力等于重力的一个分力，此时绳子的拉力小于重力；在最低点的时候绳的拉力和重力共同提供向心力：F－mg＝ma，可知F大于mg，故A、B错误；将该单摆置于高空中相对于地球静止的气球中，高度越高，重力加速度越小，根据周期公式为T＝2π，其摆动周期T＞T0，故C正确；小球所受重力和绳的拉力的合力的切向分力提供单摆做简谐运动的回复力，径向分力提供向心力，故D错误．4.【答案】D【解析】将小球的运动等效成单摆运动，则小球的周期：T＝2π＝2π＝0.8π s≈2.5 s.所以在t＝2 s＝T时刻，小球在最低点向左侧的运动中．所以是向左做减速运动，故D正确．5.【答案】D【解析】机械振动具有往复的特性，可以重复地进行，小球在运动过程中，没有重复运动的路径，因此不是机械振动，当然也肯定不是简谐运动．6.【答案】B【解析】简谐运动是最基本也是最简单的机械振动，故A错误；简谐运动的回复力一定是物体在振动方向所受的合力，满足F＝－kx规律，故B正确；简谐运动物体所受的回复力总是指向平衡位置，有时做正功，有时做负功，故C、D错误．7.【答案】B【解析】单摆在做小角度振动，且不计空气阻力，做简谐运动，位移随时间按照正弦或余弦规律变化，故A正确．位移随时间按照正弦或余弦规律变化，速度是时刻变化的，故B错误．单摆周期公式T＝2π，故C正确．摆球受到的回复力F＝－kx，故D正确．8.【答案】C【解析】单摆的周期与摆球的质量无关，与摆长有关，将摆球质量减半，而摆长不变，故周期不变，故A错误；将单摆由地面移到高山，重力加速度减小，根据单摆的周期公式T＝2π知，周期变大，故B错误；把单摆从赤道移到两极，重力加速度变大，根据单摆的周期公式T＝2π知，周期变小，故C正确；摆长等于悬点到重心的距离；将摆线长度不变，换一较大半径的摆球，故摆长变长，根据单摆的周期公式T＝2π知，周期变大，故D错误．9.【答案】B【解析】10.【答案】D【解析】当平台运动到最高点时，物体具有向下的最大加速度，根据牛顿定律知物体处于失重状态，对平台压力最小，故A错误；物体经过平衡位置时速度最大，加速度为零，由牛顿定律知，物体所受的压力等于重力；故当平台向下运动经过平衡位置时所受物体压力等于于平台向上运动过平衡位置时所受物体压力，故B错误；当振动平台运动到最低点时，具有向上的最大加速度，处于超重状态，故物体对平台压力最大，故C错误；物体在平台上方最高点时，具有向下的最大加速度，根据牛顿第二定律，有：mg－F N＝ma因为F N≥0，解得：a≤g根据对称性可知，物体在最低点具有向上的最大加速度，且有a≤g，根据牛顿第二定律，有：F N－mg＝ma≤mg故：F N≤2mg.由牛顿第三定律知，平台所受最大压力不可能大于物体重力的2倍，故D正确．11.【答案】A【解析】根据胡克定律，振子被拉到平衡位置O的右侧A处，此时拉力大小为F，由于经过时间t 后第一次到达平衡位置O处，因做加速度减小的加速运动，所以这个过程中平均速度为＝＞，故A正确，B、C、D错误．12.【答案】B【解析】由共振条件知单摆固有频率为f＝0.5 Hz，则其固有周期为T＝＝2 s，选项A错；由单摆周期公式T＝2π，可求得单摆摆长为l＝≈1 m，选项B对；摆长增大，单摆的周期变大，其固有频率变小，共振曲线的峰将向左移动，选项C、D错．13.【答案】D【解析】若t1、t2如图所示，则t2－t1≠T，故A错误．如图所示，与t1时刻在同一位置且运动情况相同的时刻有t2、t2′……等．故t2－t1＝nT(n＝1、2、3……)，故B错误．同理可判断C错误，D正确．14.【答案】D【解析】从弹簧接触地面开始分析，升降机做简谐运动(简化为如图中小球的运动)，在升降机从A→O的运动过程中，速度由v1增大到最大v m，加速度由g减小到零，当升降机运动到A的对称点A′(OA＝OA′)时，速度也变为v1(方向竖直向下)，加速度为g(方向竖直向上)，升降机从O→A′的运动过程中，速度由最大v m减小到v1，加速度由零增大到g，从A′点运动到最低点B 的过程中，速度由v1减小到零，加速度由g增大到a(a>g)，故答案为D.15.【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TA＝2π√R1g ，TB＝2π√R2g，两球第一次到达O点的时间分别为tA＝14TA ＝π2√R1g，tB＝14TB＝π2√R2g，由于R1<R2，则tA<tB，故两小球第一次相遇点的位置一定在O点的右侧．故选C.16.【答案】(1)2.06(2)2.24(3)C(4)D【解析】(1)由图示游标卡尺可知，其示数为：20 mm＋0.1 mm×6＝20.6 mm＝2.06 cm.(2)由图示秒表可知，秒表示数为：t＝1 min＋7.2 s＝67.2 s，单摆的周期：T＝＝＝2.24 s；(3)由单摆周期公式：T＝2π可得：T2＝L，则T2－L图象的斜率：k＝，故选C；(4)由单摆周期公式：T＝2π可得：g＝，重力加速度与单摆的振幅无关，振幅偏小不会影响重力加速度的测量值，故A错误；在单摆未悬挂之前先测定其摆长，所测摆长偏小，由g＝可知，所测重力加速度偏小，故B 错误；将摆线长当成了摆长，所测摆长偏小，由g＝可知，所测重力加速度偏小，故C错误；开始计时误记为n＝1，所测周期T偏小，由g＝可知，所测重力加速度偏大，故D正确．17.【答案】(1)错误(2)大于(3)1.16【解析】①把两个相同的木板完全重叠在一起，构成的复摆质量大于单个木板复摆的质量，而两者周期相同，说明复摆的周期与质量无关，证明甲同学的猜想是错误的．①由表格看出，周期测量值T大于周期计算值T0，由单摆的周期公式T＝2π知，复摆的等效摆长大于①用描点作图法作出T－T0图线如图所示，由数学知识求得：图线的斜率k＝＝1.16，则由T＝2π，T0＝2π得：＝1.16.18.【答案】(1)BCD(2)(3)偏大【解析】(1)摆长等于悬点到摆球重心的距离，不是摆线的长度就等于摆长，故B选项错误，当摆角小于5度时，石块的运动才能看出简谐运动，故C选项错误．当摆球运动到平衡位置时开始计时，测量误差较小，故D选项错误．(2)设摆线的结点到石块质心的距离为r，则根据单摆的周期公式T＝2π，T1＝2π，T2＝2π，联立解得：g＝.(3)该同学将大理石块换成金属小球，将丝线换成有质量的细杆，把细杆长度加小球半径作为摆长L，其余操作都正确．则摆长的测量值偏大，根据g＝知，重力加速度测量值偏大．19.【答案】(1)0.10.25x＝A sin(2)4 m(3)0.05 N【解析】(1)读图可知振幅A＝0.1 m，周期T＝4 s，则振动频率为：f＝＝0.25 Hz.振动的表达式为：x＝A sin 2πft＝0.1sin(2)根据单摆的周期公式T＝2π得：l＝＝m＝4 m(3)在摆动过程中，摆球在最大位移处回复力最大，则回复力的最大值为：F m＝＝N＝0.05 N.20.【答案】π【解析】小球的运动类似于单摆运动，其回复力由电场力Eq的切线方向分力提供，在T＝2π中，g＝，小球从开始运动到第一次回到平衡位置所用时间：t＝＝π.21.【答案】(1)A点或B点24 m/s2(2)O点 1.1 m/s【解析】(1)由于简谐运动的加速度a＝＝－x，故加速度最大的位置在最大位移处的A或B两点，加速度大小a＝x＝×0.05 m/s2＝24 m/s2(2)在平衡位置O小球的速度最大．根据机械能守恒，有E pm＝mv故v m＝＝m/s＝1.1 m/s.22.【答案】(1)t1时刻的位移为－3 cm t2时刻的位移为2 cm(2)振幅为5 cm(3)周期为2 s频率为0.5 Hz(4)t1时刻沿负方向远离平衡位置t2时刻沿正方向远离平衡位置【解析】(1)从图中直接读出t1时刻的位移为－3 cm；t2时刻的位移为2 cm；(2)振幅指振动物体偏离平衡位置的最大位移．从图中读出位移最大值为5 cm，因此振幅为5 cm；(3)振动是一个周期性往复运动，图中a和b表示物体完成了一次全振动又回到原来的状态，经历的时间即一个周期．可见，这个振动的周期为2 s，频率为0.5 Hz；(4)由图象可以看出，t1时刻的下一时刻点的位移变大且远离平衡位置指向负方向，所以可以判断t1时刻物体的运动方向为沿着负方向远离平衡位置．同理可以判断t2时刻物体的运动方向为沿着正方向远离平衡位置．23.【答案】不能看作是弹簧振子【解析】弹簧振子受阻力作用，最终要停下来，没有在平衡位置做往复运动，因此不能看作弹簧振子．24.【答案】x＝0.08 sin(πt＋π) m【解析】简谐运动振动方程的一般表示式为x＝A sin(ωt＋φ0)，根据题给条件有：A＝0.08 m，ω＝2πf＝π，所以x＝0.08 sin(πt＋φ0) m，将t＝0时x0＝0.04 m代入得0.04＝0.08 sinφ0，解得：初相φ0＝或φ0＝π，因为t＝0时，速度方向沿x轴负方向，即位移在减小，所以取φ0＝π，所求的振动方程为：x＝0.08 sin(πt＋π) m，对应的振动图象如图所示．。
新人教版选修3-4《第12章 机械波》2018年学业测评物理试卷(四
新人教版选修3-4《第12章机械波》2018年学业测评物理试卷（四）副标题一、多选题（本大题共5小题，共15.0分）1.关于波的衍射现象，下列说法正确的是（）A. 当孔的尺寸比波长大时，一定不会发生衍射现象B. 只有孔的尺寸与波长相差不多时，或者比波长还小时才会观察到明显的衍射现象C. 只有波才有衍射现象D. 衍射是波特有的现象E. 以上说法均不正确2.如图1246所示，表示两列同频率相干水波在t=0时刻的叠加情况，图中实线表示波峰，虚线表示波谷。
已知两列波的振幅均为2cm，波速均为2m/s，波长均为0.4m，E点为B、D连线和A、C连线的交点，下列说法正确的是（）A. A，C两点是振动减弱点B. A，C，E点是振动加强点C. B，D两点在该时刻的竖直高度差为8cmD. t=0.05s时，E点离平衡位置的位移大小为4cmE. t=0.05 s时，D点离平衡位置的位移大小为4cm3.关于波的叠加和干涉，下列说法中正确的是（）A. 两列频率不相同的波相遇时，因为没有稳定的干涉图样，所以波没有叠加B. 任何两列波相遇都会叠加C. 两列频率相同的波相遇时，振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点D. 两列频率相同的波相遇时，如果介质中的某点振动是加强的，某时刻该质点的位移可能是零E. 两列频率相同的波相遇时，振动加强的质点的位移可能比振动减弱的质点的位移小4.有一障碍物的尺寸为10m，下列哪些波在遇到它时能产生明显衍射现象（）A. 波长为1m的机械波B. 波长为10m的机械波C. 波长为20m的的机械波D. 频率为40 Hz的声波5.如图所示，一小型渔港的防波堤两端MN相距约60m，在防波堤后A，B两处有两个小船进港躲避风浪。
某次海啸引起的波浪沿垂直于防波堤的方向向防波堤传播，下列说法中正确的有（）A. 假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响B. 假设波浪的波长约为10m，则A、B两处小船明显受到波浪影响C. 假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船基本上不受波浪影响D. 波浪的波长越长，则A、B两处的小船受到波浪的影响越明显E. 假设波浪的波长约为50m，则A、B两处小船明显受到波浪影响二、填空题（本大题共1小题，共3.0分）6.利用发波水槽得到的水面波形如图甲、乙所示，则图甲显示了波的________现象，图乙显示了波的________现象。
高中物理人教选修3-4过关检测：第十一章 机械振动(含答案)[ 高考]
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物理人教3-4第十一章机械振动过关检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确）1．一简谐运动的图象如图所示，在0.1～0.15 s这段时间内（）A．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同B．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相反C．加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相反D．加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相同2．做简谐运动的单摆摆长不变，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3．周期为2 s的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60 cm，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为（）A．15次，2 cm B．30次，1 cmC．15次，1 cm D．60次，2 cm4．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是（）A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡C．使机翼更加牢固D．改变机翼的固有频率5．一单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是（）A．g甲＞g乙，将摆长缩短B．g甲＜g乙，将摆长放长C．g甲＜g乙，将摆长缩短D．g甲＞g乙，将摆长放长6．某同学看到一只鸟落在树枝上的P处（如图所示），树枝在10 s内上下振动了6次。
鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。
将50 g的砝码换成500 g的砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次。
试估计鸟的质量最接近（）A．50 g B．200 gC．500 g D．550 g7．如图所示为某质点沿x轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（）A．在t＝4 s时质点速度最大，加速度为0B．在t＝1 s时，质点速度和加速度都达到最大值C．在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向相同D．在t＝2 s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向8．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。
2019-2020学年高中物理选修3-4《第11章机械振动》测试卷及答案解析
2019-2020学年高中物理选修3-4《第11章机械振动》测试卷一．选择题（共15小题）
1．下列运动中可以看作机械振动的是（）
A．声带发声B．音叉被移动
C．火车沿斜坡行驶D．秋风中树叶落下
2．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12cm。
则质点的振动周期和振幅分别为（）
A．3 s、6 cm B．4 s、6 cm C．4 s、9 cm D．2 s、8 cm
3．如图所示为做简谐运动物体的振动图象。
由图可知（）
A．0～0.5s时间内，物体的加速度从零变为正向最大
B．0.5s～1.0s时间内，物体所受回复力从零变为正向最大
C．1.0s～1.5s时间内，物体的速度从零变为正向最大
D．1.5s～2.0s时间内，物体的动量从零变为正向最大
4．一个质点在水平方向上做简谐运动的位移随时间变化的关系是x＝5sin5πtcm，则下列判断正确的是（）
A．该简谐运动的周期是0.2s
B．头1s内质点运动的路程是100cm
C．0.4s到0.5s内质点的速度在逐渐减小
D．t＝0.6s时刻质点的动能为0
5．如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的小物块与左端固定的轻质弹簧相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小物块位于O点。
现使小物块在M、N两点间沿光滑水平面做简谐运动，在此过程中（）
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人教版高中物理选修3-4第十一章 机械振动测试含答案及详细解析
2020年秋人教版高中物理选修3-4第十一章机械振动测试本试卷共100分，考试时间120分钟。
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.关于单摆，下列说法中正确的是 ()A．摆球运动中的回复力是摆线拉力和重力的合力B．摆球在运动过程中，经过轨迹上的同一点时，加速度是相同的C．摆球在运动过程中，加速度的方向始终指向平衡位置D．摆球经过平衡位置时，加速度为零2.如图为某质点的振动图象，由图象可知()A．质点的振动方程为x＝2sin 50πt(cm)B．在t＝0.01 s时质点的加速度为负向最大C．P时刻质点的振动方向向下D．从0.02 s至0.03 s质点的动能减小，势能增大3.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4.如图所示为某个弹簧振子做简谐运动的振动图象，由图象可知()A．在0.1 s时，由于位移为零，所以振动能量为零B．在0.2 s时，振子具有最大势能C．在0.35 s时，振子具有的能量尚未达到最大值D．在0.4 s时，振子的动能最大5.某质点在0～4 s的振动图象如图所示，则下列说法正确的是()A．质点振动的周期是2 sB．在0～1 s内质点做初速度为零的加速运动C．在t＝2 s时，质点的速度方向沿x轴的负方向D．质点振动的振幅为20 cm6.一个单摆做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图所示，则()A．此单摆的固有周期约为0.5 sB．此单摆的摆长约为1 mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动7.在竖直平面内的一段光滑圆弧轨道上有等高的两点M、N，它们所对圆心角小于10°，P点是圆弧的最低点，Q为弧NP上的一点，在QP间搭一光滑斜面，将两小滑块(可视为质点)分别同时从Q点和M点由静止释放，则两小滑块的相遇点一定在()A．P点B．斜面PQ上的一点C．PM弧上的一点D．滑块质量较大的那一侧8.如图所示是半径很大的光滑凹球面的一部分，有一个小球第一次自A点由静止开始滑下，到达最低点O时的速度为v1，用时为t1；第二次自B点由静止开始滑下，到达最低点O时的速度为v2，用时为t2，下列关系正确的是()A．t1＝t2，v1>v2B．t1>t2，v1<v2C．t1<t2，v1>v2D．t1>t2，v1>v29.如图是研究质点做受迫振动的实验装置．已知弹簧和悬挂物体组成的系统的固有周期为T0，如果摇动手柄，手柄均匀转动的周期为T1.则下列说法正确的是()A．手柄不动，拉一下悬挂物体使其振动，其振动的周期为T1B．手柄以周期T1均匀转动时，稳定后悬挂物体振动的周期为T0C．手柄以周期T1均匀转动时，稳定后悬挂物体振动的周期为T1D．当手柄转动的周期改变时，悬挂物体振动的周期不会随之改变10.如图所示，固定曲面AC是一段半径为4.0 m的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A点，AB＝10 cm.现将一小物体先后从弧面顶端C和圆弧中点D处由静止释放，到达弧面底端时的速度分别为v1和v2，所需时间为t1和t2，则下列关系正确的是()A．v1＞v2，t1＝t2B．v1＞v2，t1＞t2C．v1＜v2，t1＝t2D．v1＜v2，t1＞t2二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)如图所示为某一质点的振动图象，|x1|＞|x2|，由图可知，在t1和t2两个时刻，质点振动的速度v1、v2与加速度a1、a2的关系为()A．v1＜v2，方向相同B．v1＜v2，方向相反C．a1＞a2，方向相同D．a1＞a2，方向相反12.(多选)如图所示，一个弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，O点为平衡位置，下列说法中正确的有()A．它在A、B两点时动能为零B．它经过O点时加速度方向不发生变化C．它远离O点时做匀减速运动D．它所受回复力的方向总跟它偏离平衡位置的位移方向相反13.(多选)如图所示，一弹簧振子在A、B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M，若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，m和M无相对运动而一起运动，下列说法正确的()A．振幅不变B．振幅减小C．最大速度不变D．最大速度减小14.(多选)竖直悬挂的弹簧振子由最低点B开始作简谐运动，O为平衡位置，C为最高点，规定竖直向上为正方向，振动图象如图所示．则以下说法中正确的是()A．弹簧振子的振动周期为2.0 sB．t＝0.5 s时，振子的合力为零C．t＝1.5 s时，振子的速度最大，且竖直向下D．t＝2.0 s时，振子的加速度最大，且竖直向下三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)15.学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆)，如图1所示．让其在竖直平面内做小角度摆动，C点为重心，板长为L，周期用T表示．甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关．乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离.丙同学猜想：复摆的摆长应该大于.理由是：若OC段看成细线，线拴在C处，C点以下部分的重心离O点的距离显然大于.为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：图1图2(1)把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶(质量不计)粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点．则证明了甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”)．(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为单摆的周期计算值(T0＝2π)，用T表示板长为L的复摆的实际周期测量值．计算与测量的数据如表：由上表可知，复摆的等效摆长______(选填“大于”“小于”或“等于”)．(3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图2.请在坐标纸上作出T－T0图象，并根据图象中反映出的规律求出＝______(结果保留三位有效数字，其中L等是板长为L时的等效摆长T＝2π)．四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)16.如图为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅多大？(g取10 m/s2)如果把此摆拿到月球上去，已知月球上的自由落体加速度为1.6 m/s2，它在月球上做50次全振动要用多少时间？17.如图所示，质量为m的木块A和质量为M的木块B用细线捆在一起，木块B与竖直悬挂的轻弹簧相连，它们一起在竖直方向上做简谐运动．在振动中两物体的接触面总处在竖直平面上，设弹簧的劲度系数为k，当它们经过平衡位置时，A、B之间的静摩擦力大小为F f0.当它们向下离开平衡位置的位移为x时，A、B间的静摩擦力为F fx.细线对木块的摩擦不计．求：(重力加速度为g)(1)F f0的大小；(2)F fx的大小．18.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加速运动．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图示曲线，量得OA＝1 cm，OB＝4 cm，OC＝9 cm，求外力F的大小．(g取10 m/s2)答案解析1.【答案】B【解析】单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力，故A错误；摆球在运动过程中，经过轨迹上的同一点时，受力不变，故加速度相同，故B正确；摆球在运动过程中，回复力产生的加速度的方向始终指向平衡位置，而向心加速度指向悬点，合成后，方向在变化，故C错误；单摆过平衡位置时，由于具有向心加速度，所受的合力指向悬点，不为零，D错误．2.【答案】D【解析】由图知，振幅A＝2 cm，周期T＝4×10－2s，则角频率ω＝＝＝50π rad/s，质点的振动方程为x＝－A sinωt＝－2sin 50πt(cm)，故A错误；在t＝0.01 s时质点的位移为负向最大，由a＝－知，加速度为正向最大，故B错误；P时刻图象的斜率为正，则质点的振动方向向上，故C错误；从0.02 s至0.03 s，质点的位移增大，离开平衡位置，则质点的动能减小，势能增大，故D正确．3.【答案】B【解析】把标准摆钟从北京移到赤道上，重力加速度g变小，则周期T＝2π＞T0，摆钟显示的时间小于实际时间，因此变慢了，要使它恢复准确，应缩短摆长，B正确．4.【答案】B【解析】弹簧振子做简谐运动，振动能量不变，振幅不变，选项A错；在0.2 s时位移最大，振子具有最大势能，选项B对；弹簧振子的振动能量不变，在0.35 s时振子具有的能量与其他时刻相同，选项C错；在0.4 s时振子的位移最大，动能为零，选项D错．5.【答案】C【解析】由图知，振动周期是4 s，振幅为10 cm，故A、D错误；在0～1 s内质点从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，做减速运动，故B错误；在t＝2 s时，质点经过平衡位置向负向最大位移处运动，速度沿x轴负向，故C正确．6.【答案】B【解析】由共振条件知单摆固有频率为f＝0.5 Hz，则其固有周期为T＝＝2 s，选项A错；由单摆周期公式T＝2π，可求得单摆摆长为l＝≈1 m，选项B对；摆长增大，单摆的周期变大，其固有频率变小，共振曲线的峰将向左移动，选项C、D错．7.【答案】B【解析】沿斜面下滑的物体：设圆弧的半径为r，NP与竖直方向的夹角是θ，NP距离为2r cosθ，加速度为g cosθ，时间：t1＝2；沿圆弧下滑的小球的运动类似于简谐振动，周期T＝2π，时间：t2＝＝；明显t2＜t1，故B正确．8.【答案】A【解析】从A、B点均做单摆模型运动，t1＝＝，t2＝＝，R为球面半径，故t1＝t2；A点离平衡位置远些，高度差大，故从A点滚下到达平衡位置O时速度大，即v1＞v2.9.【答案】C【解析】手柄不动，拉一下悬挂物体使其振动，是自由振动，其振动的周期为T0，故A错误；受迫振动的频率等于驱动力的频率，故手柄以周期T1均匀转动时，稳定后悬挂物体振动的周期为T1，故B错误，C正确；受迫振动的频率等于驱动力的频率，故当手柄转动的周期改变时，悬挂物体振动的周期会随之改变，故D错误．10.【答案】A【解析】小球的运动可视为简谐运动(单摆运动)，根据周期公式T＝2π＝2π，知小球在C点和D点释放，运动到O点的时间相等，都等于.根据动能定理有：mgΔh＝mv2－0，知C点的Δh大，所以从C点释放到达O点的速度大，故A正确．11.【答案】AD【解析】由图象可知，t1、t2两时刻，质点都在沿x轴负方向运动，越靠近平衡位置，速度越大，故选项A正确．由F＝－kx可知F1＞F2，对于同一质点来说，a1＞a2且方向相反，选项D正确．12.【答案】AD【解析】振子经过A、B两点时速度为零，动能为零，当振子经过O点时，速度最大，动能最大，故A正确；由于振子的加速度方向总是指向平衡位置，振子在AO间运动时，加速度向右，在OB 间运动时，加速度向左，所以经过O点时加速度方向要发生变化，故B错误；振子远离O点时，位移增大，加速度增大，做加速度增大的变减速运动，故C错误；回复力的方向总跟它偏离平衡位置的位移方向相反，故D正确．13.【答案】AD【解析】振子运动到B处时将一质量为m的物体放到M的上面，m和M无相对运动而一起运动，离开平衡位置的最大位移未变，所以振幅不变，故A正确，B错误；振子在平衡位置时，速度最大，根据能量守恒得，从最大位移处到平衡位置，弹性势能转化为振子的动能，弹性势能与以前比较未变，但振子的质量变大，所以最大速度变小，故D正确，C错误．14.【答案】ABC【解析】周期是振子完成一次全振动的时间，由图知，该振子的周期是2.0 s，故A正确；由图可知，t＝0.5 s时，振子位于平衡位置处，所以受到的合力为零，故B正确；由图可知，t＝1.5 s时，振子位于平衡位置处，对应的速度最大．此时刻振子的位移方向从上向下，即振子的速度方向竖直向下，故C正确；由图可知，弹簧振子在t＝2.0 s时位于负的最大位移处，所以回复力最大，方向向上，则振子的加速度最大，且竖直向上，故D错误．15.【答案】(1)错误(2)大于(3)1.16【解析】①把两个相同的木板完全重叠在一起，构成的复摆质量大于单个木板复摆的质量，而两者周期相同，说明复摆的周期与质量无关，证明甲同学的猜想是错误的．②由表格看出，周期测量值T大于周期计算值T0，由单摆的周期公式T＝2π知，复摆的等效摆长大于③用描点作图法作出T－T0图线如图所示，由数学知识求得：图线的斜率k＝＝1.16，则由T＝2π，T0＝2π得：＝1.16.16.【答案】1 m10 cm245 s【解析】题图是单摆的共振曲线，当驱动力频率为0.5 Hz时单摆产生了共振现象；则单摆的固有频率即为0.5 Hz，固有周期为T＝2 s，振幅为10 cm；根据单摆的周期公式T＝2π，摆长为：L＝＝≈1 m把此摆拿到月球上去，周期为：T＝2π＝2×3.14×＝4.9 s做50次全振动时间为：t＝50T＝50×4.9＝245 s.17.【答案】(1)mg(2)＋mg【解析】(1)经过平衡位置时，回复力为0，对于A有：F f0＝mg(2)在平衡位置时对于A、B组成的系统有：kx0＝(m＋M)g向下离开平衡位置的位移为x时对于A、B组成的系统有：k(x0＋x)－(m＋M)g＝(m＋M)a则kx＝(m＋M)a对于A有：F fx－mg＝ma解得F fx＝ma＋mg＝＋mg18.【答案】24 N【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＝＝＝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．设玻璃板竖直向上的加速度为a，则有：sBA－sAO＝aT2其中T＝＝0.1 s由牛顿第二定律得F－mg＝ma联立得F＝24 N.。
人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》检测题(含答案解析)
第十一章《机械振动》检测题一、单选题（每小题只有一个正确答案）1.弹簧振子作简谐振动的周期是4 s，某时刻该振子的速度为v，要使该振子的速度变为－v，所需要的最短时间是( )A． 1 s B． 2 s C． 4 s D．无法确定2.小球做简谐运动，则下述说法正确的是( )A．小球所受的回复力大小与位移成正比，方向相同B．小球的加速度大小与位移成正比，方向相反C．小球的速度大小与位移成正比，方向相反D．小球速度的大小与位移成正比，方向可能相同也可能相反3.弹簧振子沿直线作简谐运动，当振子连续两次经过相同位置时下列说法不正确的( ) A．回复力相同 B．加速度相同 C．速度相同 D．机械能相同4.任何物体都有自己的固有频率．研究表明，如果把人作为一个整体来看，在水平方向上振动时的固有频率约为5 Hz.当工人操作风镐、风铲、铆钉机等振动机械时，操作者在水平方向将做受迫振动．在这种情况下，下列说法正确的是( )A．操作者的实际振动频率等于他自身的固有频率B．操作者的实际振动频率等于机械的振动频率C．为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量接近人的固有频率D．为了保证操作者的安全，应尽量提高操作者的固有频率5.水平放置的弹簧振子先后以振幅A和2A振动，振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度分别为v1和v2，则( )A．v1＝2v2 B． 2v1＝v2 C．v1＝v2 D．v1＝v26.如图所示为某质点在0～4 s内的振动图象，则( )A．质点在3 s末的位移为2 m B．质点在4 s末的位移为8 mC．质点在4 s内的路程为8 m D．质点在4 s内的路程为零7.如图所示是单摆做阻尼运动的位移—时间图线，下列说法中正确的是( )A．摆球在P与N时刻的势能相等 B．摆球在P与N时刻的动能相等C．摆球在P与N时刻的机械能相等 D．摆球在P时刻的机械能小于N时刻的机械能8.某同学在用单摆测重力加速度的实验中，用的摆球密度不均匀，无法确定重心位置，他第一次量得悬线长为L1，测得周期为T1，第二次量得悬线长为L2，测得周期为T2，根据上述数据，重力加速度g的值为( )A． B． C． D．无法判断9.如图所示为演示简谐振动的沙摆，已知摆长为l，沙筒的质量为m，沙子的质量为M，沙子逐渐下漏的过程中，摆的周期( )A．不变 B．先变大后变小 C．先变小后变大 D．逐渐变大10.关于简谐运动周期、频率、振幅说法正确的是( )A．振幅是矢量，方向是由平衡位置指向最大位移处B．周期和频率的乘积不一定等于1C．振幅增加，周期必然增加，而频率减小D．做简谐运动的物体，其频率固定，与振幅无关11.将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示．某同学由此图线提供的信息做出了下列判断①t＝0.2 s时摆球正经过最低点．②t＝1.1 s时摆球正经过最低点．③摆球摆动过程中机械能减少．④摆球摆动的周期是T＝0.6 s.上述判断中，正确的是( )A．①③ B．②③ C．③④ D．②④12.如图为某质点做简谐运动的图象．下列说法正确的是( )A．t＝0时，质点的速度为零B．t＝0.1 s时，质点具有y轴正向最大加速度C．在0.2 s～0.3 s内质点沿y轴负方向做加速度增大的加速运动D．在0.5 s～0.6 s内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动13.如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°，C是圆环轨道的最高点，D是圆环上与M靠得很近的一点(DM远小于)．已知在同一时刻：a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道运动到M点，c球由C点自由下落到M点，d球从D点静止出发沿圆环运动到M点．则下列关于四个小球运动时间的关系，正确的是( )A．tb＞tc＞ta＞td B．td＞tb＞tc＞ta C．tb＞tc＝ta＞td D．td＞tb＝tc＝ta14.如图所示，一轻弹簧上端固定，下端系在甲物体上，甲、乙间用一不可伸长的轻杆连接，已知甲、乙两物体质量均为m，且一起在竖直方向上做简谐振动的振幅为A(A＞)．若在振动到达最高点时剪断轻杆，甲单独振动的振幅为A1，若在振动到达最低点时间剪断轻杆，甲单独振动的振幅为A2.则( )A．A2＞A＞A1 B．A1＞A＞A2 C．A＞A2＞A1 D．A2＞A1＞A二、多选题(每小题至少有两个正确答案)15.利用传感器和计算机可以测量快速变化的力．如图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线．实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落．从此图线所提供的信息，判断以下说法中正确的是( )A．t1时刻小球速度最大 B．t2时刻绳子最长C．t3时刻小球动能最小 D．t3与t4时刻小球速度大小相同16.物体做简谐运动时，下列叙述正确的是( )A．平衡位置就是回复力为零的位置B．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态C．物体到达平衡位置，合力一定为零D．物体到达平衡位置，回复力一定为零17.在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，以下说法正确的是( )A．测量摆长时，应用力拉紧摆线B．单摆偏离平衡位置的角度不能太大C．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动D．应从摆球通过最低位置时开始计时18.(多选)如图所示为半径很大的光滑圆弧轨道上的一小段，小球B静止在圆弧轨道的最低点O处，另有一小球A自圆弧轨道上C处由静止滚下，经t秒与B发生正碰．碰后两球分别在这段圆弧轨道上运动而未离开轨道，当两球第二次相碰时( )A．相间隔的时间为4t B．相间隔的时间为2tC．将仍在O处相碰 D．可能在O点以外的其他地方相碰19.如图所示，物体A与滑块B一起在光滑水平面上做简谐运动，A、B之间无相对滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为k，A、B的质量分别为m和M，下列说法正确的是( )A．物体A的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供B．滑块B的回复力是由弹簧的弹力提供C．物体A与滑块B(看成一个振子)的回复力大小跟位移大小之比为kD．物体A的回复力大小跟位移大小之比为k E．若A、B之间的最大静摩擦因数为μ，则A、B间无相对滑动的最大振幅为三、实验题20.某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，实验步骤如下：Ⅰ.选取一个摆线长约1 m的单摆，把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂．Ⅱ.用米尺量出悬线长度，精确到毫米，作为摆长．Ⅲ.放开小球让它来回摆动，用停表测出单摆做30～50次全振动所用的时间，计算出平均摆动一次的时间．Ⅳ.变更摆长，重做几次实验，根据单摆的周期公式，计算出每次实验测得的重力加速度并求出平均值．(1)上述实验步骤有两点错误，请一一列举：Ⅰ.________________________________________________________________________；Ⅱ.________________________________________________________________________；(2)按正确的实验步骤，将单摆全部浸入水中做实验，测得的重力加速度变______．已知测得的单摆周期为T，摆长为L，摆球质量为m，所受浮力为F，当地的重力加速度的真实值g ＝____________.21.在探究单摆的振动周期T和摆长L的关系实验中，某同学在细线的一端扎上一个匀质圆柱体制成一个单摆．(1)如图，该同学把单摆挂在力传感器的挂钩上，使小球偏离平衡位置一小段距离后释放，电脑中记录拉力随时间变化的图象如图所示．在图中读出N个峰值之间的时间间隔为t，则重物的周期为____________．(2)为测量摆长，该同学用米尺测得摆线长为85.72 cm，又用游标卡尺测量出圆柱体的直径(如图甲)与高度(如图乙)，由此可知此次实验单摆的摆长为______cm.(3)该同学改变摆长，多次测量，完成操作后得到了下表中所列实验数据．请在坐标系中画出相应图线(4)根据所画的周期T与摆长L间的关系图线，你能得到关于单摆的周期与摆长关系的哪些信息．四、计算题22.如图所示是一个质点做简谐运动的图象，根据图象回答下面的问题：(1)振动质点离开平衡位置的最大距离；(2)写出此振动质点的运动表达式；(3)在0～0.6 s的时间内质点通过的路程；(4)在t＝0.1 s、0.3 s、0.5 s、0.7 s时质点的振动方向；(5)振动质点在0.6 s～0.8 s这段时间内速度和加速度是怎样变化的？(6)振动质点在0.4 s～0.8 s这段时间内的动能变化是多少？答案解析1.【答案】D【解析】要使该振子的速度变为－v，可能经过同一位置，也可能经过关于平衡位置对称的另外一点；由于该点与平衡位置的间距未知，故无法判断所需要的最短时间，故选D.2.【答案】B【解析】简谐运动的回复力与位移关系为：F＝－kx，方向相反，A、C、D错；a＝，所以加速度与位移成正比，方向相反，B正确．3.【答案】C【解析】弹簧振子在振动过程中，两次连续经过同一位置时，位移、加速度、回复力、动能、势能、速度的大小均是相同的．但速度的方向不同，故速度不同．故选C.4.【答案】B【解析】物体在周期性驱动力作用下做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关，可知操作者的实际频率等于机械的振动频率，故A错误，B正确；当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象，所以为了保证操作者的安全，振动机械的频率应尽量远离人的固有频率，故C错误；有关部门作出规定：拖拉机、风镐、风铲、铆钉机等各类振动机械的工作频率必须大于20 Hz，操作者的固有频率无法提高，故D错误．5.【答案】B【解析】弹簧振子做简谐运动，周期与振幅无关，设为T，则从左边最大位移处运动到右边最大位移处所用的时间为；第一次位移为2A，第二次位移为4A，即位移之比为1∶2，根据平均速度的定义式＝，平均速度之比为1∶2.6.【答案】C【解析】振动质点的位移指的是质点离开平衡位置的位移．位移是矢量，有大小，也有方向．因此3 s末的位移为－2 m,4 s末位移为零．路程是指质点运动的路径的长度，在4 s内应该是从平衡位置到最大位置这段距离的4倍，即为8 m，C正确．7.【答案】A【解析】由于摆球的势能大小由其位移和摆球质量共同决定，P、N两时刻位移大小相同，关于平衡位置对称，所以势能相等，A正确；由于系统机械能在减少，P、N时刻势能相同，则P处动能大于N处动能，故B、C、D错．8.【答案】B【解析】设摆球的重心到线与球结点的距离为r，根据单摆周期的公式T＝2π得T1＝2π；T2＝2π；联立解得g＝，故选B.9.【答案】B【解析】在沙摆摆动、沙子逐渐下漏的过程中，沙摆的重心逐渐下降，即摆长逐渐变大，当沙子流到一定程度后，摆的重心又重新上移，即摆长变小，由周期公式可知，沙摆的周期先变大后变小，故选B.10.【答案】D【解析】振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，A错；周期和频率互为倒数，B错；做简谐运动的物体的频率和周期由振动系统本身决定，C错误，D正确．11.【答案】A【解析】摆球经过最低点时，拉力最大，在0.2 s时，拉力最大，所以此时摆球经过最低点，故①正确；摆球经过最低点时，拉力最大，在1.1 s时，拉力最小，所以此时摆球不是经过最低点，是在最高点，故②错误；根据牛顿第二定律知，在最低点F－mg＝m，则F＝mg＋m，在最低点的拉力逐渐减小，知是阻尼振动，机械能减小，故③正确；在一个周期内摆球两次经过最低点，根据图象知周期：T＝2×(0.8 s－0.2 s)＝1.2 s，故④错误．12.【答案】D【解析】由图可知，在t＝0时，质点经过平衡位置，所以速度最大，故A错误；当t＝0.1 s时，质点的位移为正向最大，速度为零，由加速度公式a＝－y，知加速度负向最大．故B错误；在0.2 s时，质点经过平衡位置，0.3 s时质点的位移为负向最大，质点沿y轴负方向做加速度增大的减速运动，故C错误；在0.5 s时，质点的位移为正向最大，速度为零，0.6 s时，质点经过平衡位置，速度负向最大，可知在0.5 s～0.6 s内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动，故D正确．13.【答案】C【解析】对于AM段，位移x1＝R，加速度a1＝＝g，根据x1＝a1t得，t1＝2.对于BM段，位移x2＝2R，加速度a2＝g sin 60°＝g，根据x2＝a2t得，t2＝. 对于CM段，位移x3＝2R，加速度a3＝g，由x3＝gt得，t3＝2.对于D小球，做类单摆运动，t4＝＝.故C正确．14.【答案】A【解析】未剪断轻杆时，甲、乙两物体经过平衡位置时，弹簧的伸长量为x0＝；当剪断轻杆时，甲物体经过平衡位置时，弹簧的伸长量为x＝，可知，平衡位置向上移动．则在振动到达最高点时剪断轻杆，A1＜A；在振动到达最低点时间剪断轻杆，A2＞A；所以有：A2＞A＞A1.15.【答案】BD【解析】把小球举高到绳子的悬点O处，让小球自由下落，t1时刻绳子刚好绷紧，此时小球所受的重力大于绳子的拉力，小球向下做加速运动，当绳子的拉力大于重力时，小球才开始做减速运动，所以t1时刻小球速度不是最大，故A错误；t2时刻绳子的拉力最大，小球运动到最低点，绳子也最长，故B正确；t3时刻与t1时刻小球的速度大小相等，方向相反，小球动能不是最小，应是t2时刻小球动能最小，故C错误；t3与t4时刻都与t1时刻小球速度大小相同，故D正确．16.【答案】AD【解析】平衡位置是回复力等于零的位置，但物体所受合力不一定为零，A、D对．17.【答案】BCD【解析】测量摆长时，要让摆球自然下垂，不能用力拉紧摆线，否则使测量的摆长产生较大的误差，故A错误．单摆偏离平衡位置的角度不能太大，否则单摆的振动不是简谐运动，故B正确．要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，故C正确．由于摆球经过最低点时速度最大，从摆球通过最低位置时开始计时，测量周期引起的误差最小，故D 正确．18.【答案】BC【解析】因为它是一个很大的光滑圆弧，可以当作一个单摆运动．所以AB球发生正碰后各自做单摆运动．T＝2π，由题目可知A球下落的时间为t＝T，由此可见周期与质量、速度等因素无关，所以碰后AB两球的周期相同，所以AB两球向上运动的时间和向下运动的时间都是一样的．所以要经过2t的时间，AB两球同时到达O处相碰．19.【答案】ACE【解析】A做简谐运动时的回复力是由滑块B对物体A的摩擦力提供，故A正确；物体B作简谐运动的回复力是弹簧的弹力和A对B的静摩擦力的合力提供，故B错误；物体A与滑块B(看成一个振子)的回复力大小满足F＝－kx，则回复力大小跟位移大小之比为k，故C正确；设弹簧的形变量为x，根据牛顿第二定律得到整体的加速度为：a＝，对A：F f＝ma ＝，可见，作用在A上的静摩擦力大小F f，即回复力大小与位移大小之比为：，故D错误；据题知，物体间达到最大摩擦力时，其振幅最大，设为A.以整体为研究对象有：kA＝(M＋m)a，以A为研究对象，由牛顿第二定律得：μmg＝ma，联立解得：A＝，故E正确．20.【答案】(1)Ⅱ.测量摆球直径，摆长应为摆线长加摆球半径Ⅲ.在细线偏离竖直方向小于5°位置释放小球，经过最点时进行计时(2)小＋【解析】(1)上述实验步骤有两点错误Ⅱ.测量摆球直径，摆长应为摆线长加摆球半径；Ⅲ.在细线偏离竖直方向小于5°位置释放小球，经过最点时进行计时．(2)按正确的实验步骤，将单摆全部浸入水中做实验，等效的重力加速度g′＝，所以测得的重力加速度变小．已知测得的单摆周期为T，摆长为L，摆球质量为m，所受浮力为F，由单摆的周期公式得出T＝2πg＝＋.21.【答案】(1)(2)88.10 (3)如图所示(4)摆长越长，周期越大，周期与摆长呈非线性关系【解析】(1)摆球做简谐运动，每次经过最低点时速度最大，此时绳子拉力最大，则两次到达拉力最大的时间为半个周期，所以t＝(N－1)T解得：T＝(2)图乙游标卡尺的主尺读数为47 mm，游标读数为0.1×5 mm＝0.5 mm，则最终读数为47.5 mm＝4.75 cm.所以圆柱体的高度为h＝4.75 cm，摆长是悬点到球心的距离，则摆长l＝85.72 cm＋＝88.10 cm(3)根据描点法作出图象，如图所示：(4)由图象可知，摆长越长，周期越大，周期与摆长呈非线性关系．22.【答案】(1)5 cm (2)x＝5sin(2.5πt) cm(3)15 cm (4)正方向负方向负方向正方向(5)速度越来越大加速度的方向指向平衡位置越来越小(6)零【解析】(1)由振动图象可以看出，质点振动的振幅为5 cm，此即质点离开平衡位置的最大距离．(2)由图象可知A＝5 cm，T＝0.8 s，φ＝0.所以x＝A sin(ωt＋φ)＝A sin(t)＝5sin(t) cm＝5sin(2.5πt) cm.(3)由振动图象可以看出，质点振动的周期为T＝0.8 s,0.6 s＝3×，振动质点是从平衡位置开始振动的，故在0～0.6 s的时间内质点通过的路程为s＝3×A＝3×5 cm＝15 cm.(4)在t＝0.1 s时，振动质点处在位移为正值的某一位置上，但若从t＝0.1 s起取一段极短的时间间隔Δt(Δt→0)的话，从图象中可以看出振动质点的正方向的位移将会越来越大，由此可以判断得出质点在t＝0.1 s时的振动方向是沿题中所设的正方向的．同理可以判断得出质点在t＝0.3 s、0.5 s、0.7 s时的振动方向分别是沿题中所设的负方向、负方向和正方向．(5)由振动图象可以看出，在0.6 s～0.8 s这段时间内，振动质点从最大位移处向平衡位置运动，故其速度是越来越大的；而质点所受的回复力是指向平衡位置的，并且逐渐减小的，故其加速度的方向指向平衡位置且越来越小．(6)由图象可以看出，在0.4 s～0.8 s这段时间内质点从平衡位置经过半个周期的运动又回到了平衡位置，尽管初、末两个时刻的速度方向相反，但大小是相等的，故这段时间内质点的动能变化为零．。
人教版高中物理选修3-4《机械振动》《机械波》综合检测题.docx
高中物理学习材料桑水制作《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( )A．振子的位移越来越大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．)18．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(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(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：(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3-4 第十一章 机械振动 测试含答案和详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-4 第十一章机械振动测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.水平放置的弹簧振子先后以振幅A和2A振动，振子从左边最大位移处运动到右边最大位移处过程中的平均速度分别为v1和v2，则()A．v1＝2v2B． 2v1＝v2C．v1＝v2D．v1＝v22.有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动曲线如图所示，关于此图的下列判断正确的是()A．图①可作为该物体的速度v－t图象B．图②可作为该物体的回复力F－t图象C．图③可作为该物体的回复力F－t图象D．图④可作为该物体的加速度a－t图象3.如图所示，BOC是半径为R的光滑弧形槽，O点是弧形槽的最低点，半径R远大于BOC的弧长，一小球由静止从B点开始释放，小球就在弧形槽内来回运动，欲增大小球的运动周期，可采取的方法是()A．小球开始释放处靠近O点一些B．换一个密度大一些的小球C．换一个半径R大一些的弧形槽D．换一个半径R小一些的弧形槽4.下列说法中正确的是()A．若t1、t2两时刻振动物体在同一位置，则t2－t1＝TB．若t1、t2两时刻振动物体在同一位置，且运动情况相同，则t2－t1＝TC．若t1、t2两时刻振动物体的振动反向，则t2－t1＝D．若t2－t1＝，则在t1、t2时刻振动物体的振动反向5.如图甲所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图乙所示，以下说法正确的是()A．t1时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小B．t2时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小C．t3时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大D．t4时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大6.甲、乙两人观察同一单摆的振动，甲每经过3.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在其平衡位置处；乙每经过4.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在平衡位置右侧的最高处，由此可知该单摆的周期不可能的是()A． 0.5 sB． 1.0 sC． 1.5 sD． 2.0 s7.如图为一振子做简谐运动的图象，在t1和t2时刻，振子的()A．位移相同B．速度相同C．回复力相同D．加速度相同8.如图所示，一质点在A、B间做简谐运动，从A第一次运动到B，历时2 s，路程为12 cm，则质点的振动周期和振幅分别为()A． 4 s,6 cmB． 6 s,6 cmC． 6 s,9 cmD． 4 s,8 cm9.如图所示为某质点做简谐运动的振动图象．则关于该质点的振动情况，下列说法正确的是()A . 振动周期为4s，振幅为5mB . 前2s内质点的路程为0C . t＝1s时，质点位移最大，速度为零D . t＝2s时，质点的振动方向是沿x轴正方向10.若单摆的摆长不变，摆球的质量增为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的，则单摆的振动跟原来相比()A．频率不变，机械能不变B．频率不变，机械能改变C．频率改变，机械能改变D．频率改变，机械能不变11.如图所示，在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O，把振子拉到A点，OA＝1 cm，然后释放振子，经过0.2 s振子第1次到达O点，如果把振子拉到A′点，OA′＝2 cm，则释放振子后，振子第1次到达O点所需的时间为()A． 0.2 sB． 0.4 sC． 0.1 sD． 0.3 s12.一单摆的摆球质量为m、摆长为l，球心离地心距离为r.已知地球的质量为M，引力常量为G，关于单摆做简谐运动的周期T与r的关系，下列公式中正确的是()A．T＝2πrB．T＝2πrC．T＝2πlD．T＝2πl13.两个等长的单摆，一个放在地面上，另一个放在高空，当第一个摆振动n次的同时，第二个摆振动了(n－1)次，如果地球半径为R，那么第二个摆离地面的高度为()A．nRB． (n－1)RC．D．14.做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速度为v0，若从某时刻算起，在半个周期内，合外力()A．做功一定为0B．做功可能是0到mv之间的某一个值C．做功一定不为0D．做功一定是mv15.发生下列哪一种情况时，单摆周期会增大()A．增大摆球质量B．缩短摆长C．减小单摆振幅D．将单摆由山下移至山顶第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10分,共40分)16.某个质点的简谐运动图象如图所示，求振动的振幅和周期．17.如图所示，三角架质量为M，沿其中轴线用两根轻弹簧拴一质量为m的小球，原来三角架静止在水平面上．现使小球做上下振动，已知三角架对水平面的压力最小为零，求：(1)此时小球的瞬时加速度；(2)若上、下两弹簧的劲度系数均为k，则小球做简谐运动的振幅为多少？18.如图所示，小球m自A点以向AD方向的初速度v逐渐接近固定在D点的小球n，已知AB弧长为0.8 m，圆弧AB半径R＝10 m，AD＝10 m，A、B、C、D在同一水平面上，则v为多大时，才能使m恰好碰到小球n？(设g取10 m/s2，不计一切摩擦)19.竖直方向有一光滑半圆，一个小球位于圆心处，一个小球位于半圆除最低端的任意处，两球同时从静止释放，问：哪个小球先到达半圆最底部，请给予证明．答案解析1.【答案】B【解析】弹簧振子做简谐运动，周期与振幅无关，设为T，则从左边最大位移处运动到右边最大位移处所用的时间为；第一次位移为2A，第二次位移为4A，即位移之比为1∶2，根据平均速度的定义式＝，平均速度之比为1∶2.2.【答案】C【解析】在简谐运动中，速度与位移是互余的关系，即位移为零，速度最大；位移最大，速度为零，则知速度与位移图象也互余，①图不能作为该物体的速度—时间图象，故A错误；由简谐运动特征F＝－kx可知，回复力的图象与位移图象的相位相反，则知③图可作为该物体的回复力－时间图象，故B错误，C正确；由a＝－可知，加速度的图象与位移图象的相位相反，则知④图不能作为该物体的a－t图象，故D错误．3.【答案】C【解析】小球的运动可视为单摆模型，由单摆的周期公式T＝2π可知，其周期取决于摆长和g，与质量和振幅无关；欲增大运动周期，可增大摆长即换一个半径R大一些的弧形槽，故A、B、D错误，C正确．4.【答案】D【解析】若t1、t2如图所示，则t2－t1≠T，故A错误．如图所示，与t1时刻在同一位置且运动情况相同的时刻有t2、t2′……等．故t2－t1＝nT(n＝1、2、3……)，故B错误．同理可判断C错误，D正确．5.【答案】A【解析】t1时刻小球位于最大位移处，速度为零，离平衡位置最远，与最低点切面夹角最大，则轨道对它的支持力最小，A正确；t2时刻小球处于平衡位置，位移为零，速度最大，根据牛顿第二定律，可知轨道对它的支持力最大，B错误；t3时刻小球处于负向位移最大处，速度为零，与A项分析相同，C项错误；t4时刻小球处于平衡位置，速度最大，D错误．6.【答案】C【解析】单摆的摆动具有周期性，题中每次经过半个周期通过平衡位置或最右端；故3 s和4 s都是半周期的整数倍，故时间差1 s也是半周期的整数倍；即1＝n；T＝(n为正整数)；T＝0.5 s 时，n＝4，故A正确；T＝1.0 s时，n＝2，故B正确；T＝1.5 s时，n＝，故C错误；T＝2.0 s 时，n＝1，故D正确；故选C.7.【答案】B【解析】从振子的位移—时间图象可以看出，正向位移逐渐变小并反向增加，故运动方向没有改变，即速度方向不变；根据对称性可知，两时刻的速度相同，振子先靠近平衡位置再远离平衡位置，位移由正向变为负向，F＝－kx，再据牛顿第二定律：a＝－可知，回复力、加速度由负向变为正向，加速度方向发生了改变，故A、C、D错误，B正确．8.【答案】A【解析】质点在A、B间做简谐运动，从A第一次运动到B，历时2 s，路程为12 cm，故周期为：T＝2t＝2×2 s＝4 s，振幅为：A＝＝＝6 cm.9.【答案】D10.【答案】A【解析】单摆摆动的周期公式为T＝2π，故周期与振幅、小球的质量均无关，摆长不变，故周期和频率均不变；最低点为重力势能零点，动能E k＝mv2，质量增加为4倍，速度减小为倍，故动能不变，势能也不变，故机械能也不变．11.【答案】A【解析】简谐运动的周期只跟振动系统本身的性质有关，与振幅无关，两种情况下振子第1次到达平衡位置所需的时间都是振动周期的，故A正确．12.【答案】B【解析】在地球表面，重力等于万有引力，故：mg＝G解得：g＝G①单摆的周期为：T＝2π②联立①②解得：T＝2πr.13.【答案】D【解析】单摆的周期为：T＝2π.根据物体的重力等于万有引力，则有：＝mg，则得：g＝，则得：T＝2π＝2πr①式中M是地球的质量，L是单摆的摆长，r是物体到地心的距离．由题知，当第一个单摆振动n次的时候，第二个单摆振动n－1次．则两个单摆的周期之比为：T1∶T2＝(n－1)∶n②由①得：＝③联立②③得：＝解得：h＝.14.【答案】A【解析】经过半个周期后，振动的速度大小不变，由动能定理可知，A选项正确．15.【答案】D【解析】由单摆周期公式T＝2π知，T与单摆的摆球质量、振幅无关，缩短摆长，l变小，T 变小；单摆由山下移到山顶，g变小，T变大．16.【答案】10cm8 s【解析】由图读出振幅A＝10cm简谐振动方程x＝A sin(t)代入数据－10＝10sin(×7)，得T＝8 s.17.【答案】(1)，竖直向下(2)【解析】(1)小球运动到最高点时，三角架对水平面的压力最小为零，此时对整体根据牛顿第二定律，有：(M＋m)g＝ma解得：a＝，方向向下(2)小球做简谐运动，根据回复力公式F＝kx，有：2k·A＝ma解得：A＝18.【答案】m/s(k＝1,2,3…)【解析】小球m的运动由两个分运动合成，这两个分运动分别是：以速度v沿AD方向的匀速直线运动和在圆弧面AB方向上的往复运动．因为A≪R，所以小球在圆弧面上的往复运动具有等时性，是类单摆，其圆弧半径R即为类单摆的摆长；设小球m恰好能碰到小球n，则有：A＝vt且满足：t＝kT(k＝1,2,3…)又T＝2π解以上方程得：v＝m/s(k＝1,2,3…)19.【答案】小球a先到达最底部【解析】假设小球a位于圆心处，小球b位于半圆除最低端的任意处，根据题意知小球a做自由落体运动，小球b做单摆运动，小球b到最低点的时间为个周期：＝T＝×2π×＝；tb则在小球b到最底部时，小球a下落的高度：＝gt2＝×g××＝R＞R，由此知，当小球b到达最低点时，小球a在竖直方向上下落高ha度大于半径R，故小球a先到达最底部．。
人教版高中物理选修3-4第12章《机械波》测试题(含答案)
第12章《机械波》测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1．关于机械波的以下说法中，不正确的是 （ ）A ．产生机械波的条件一是要有振源，二是要有传播振动的介质B ．波是传播能量的一种方式，介质中的质点本身并不随波一起迁移C ．波动是指振动质点在介质中的传播过程D ．波动是质点振动的运动形式在介质中的传播过程2．一位学生在教室里朗读课文，一位在楼道里走动的人虽不见读书人，却听到了读书声，这是因为（ ）A ．教室的墙壁能传播声波B ．教室的墙壁能反射声波C ．发生了声波的衍射现象D ．发生了声波的干涉现象3．一列沿x 方向传播的横波，其振幅为A ，波长为λ，某一时刻波的图像如图所示。
在该时刻，某一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为（ ）A ．λ，0B ．λ，－AC ．λ，AD ．λ，A4．一列横波沿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1所示，此后，若经过周期4T 开始计时，则图2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5．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，传播速度为l0m/s 。
当波传到x=5m 处的质点P 时，波形如图所示。
则以下判断正确的是（ ）A．这列波的周期为0.5sB．再经过0.4s，质点P第一次回到平衡位置C．再经过0.7s，x=9m处的质点Q到达波峰处D．质点Q到达波峰时，质点P恰好到达波谷处6．如图所示，一根竖直悬垂的轻弹性绳，令其上端左右振动，某时刻绳上形成如图所示波形，则绳上a、b两点此时的运动方向是（）A．a点向左，b点向右 B．a点向右，b点向左C．a、b两点均向左 D．a、b两点均向右7．在平静的湖面上漂着一片落叶，现向湖中央扔一石子，圆形波纹一圈圈地向外传播，当波传到落叶处时，落叶将（）A．随波纹漂向湖岸 B．波纹传到落叶处，落叶仍不动C．向波源处漂动 D．在原来位置做上下振动8．如图所示，为一列简谐波在某时刻的波形图，a、b、c、d为介质中的四个质点，a在波峰，d在波谷，c在平衡位置，b的位移大小等于振幅的一半。
物理选修3-4第十二章机械波练习题及参考答案知识讲解
选修3-4第十二章机械波练习题（共100分 90分钟）一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共40分）1．如图1所示，S 点为振源，其频率为100Hz ，所产生的横波向右传播，波速为80m/s ，P 、Q 是波传播途中的两点，已知SP=4.2m ，SQ=5.4m ．当S 通过平衡位置向上运动时 [ ]A ．P 在波谷，Q 在波峰B ．P 在波峰，Q 在波谷C ．P 、Q 都在波峰D ．P 通过平衡位置向上运动，Q 通过平衡位置向下运动．2．如图2所示，一列机械波沿x 轴传播，波速为16m/s ，某时刻的图象如图，由图象可知A ．这列波波长为16mB ．这列波传播8m 需2s 时间C ．x=4m 处质点的振幅为0D ．x=6m 处质点将向y 轴正向运动 3．a 、b 是一条水平绳上相距为L 的两点，一列简谐横波沿绳传播，其波长等于2L/3，当a 点经过平衡位置向上运动时，b 点 [ ]A ．经过平衡位置，向上运动B ．处于平衡位置上方位移最大处C ．经过平衡位置，向下运动D ．处于平衡位置下方位移最大处4．一列沿x 轴正方向传播的波，波速为6m/s ，振幅为2cm ，在某一时刻距波源5cm 的A 点运动到负最大位移时，距波源8cm 的B 点恰在平衡位置且向上运动．可知该波的波长λ，频率f 分别为A ．λ=12cm ，f=50HzB ．λ=4cm ，f=150HzC ．λ=12cm ，f=150HzD ．λ=4cm ，f=50Hz5．一列沿x 方向传播的横波，其振幅为A ，波长为λ，某一时刻波的图象如图3所示。
在该时刻，某一质点的坐标为(λ，0)，经过四分之一周期后，该质点的坐标为A ．(5/4)λ，0B ．λ ，－AC ．λ，AD ．(5/4)λ， A 图 1 图3图26．以下对波的说法中正确的是[ ]A ．频率相同的波叠加，一定可以发生稳定的干涉现象B ．横波可以在固体、液体和气体中传播C ．纵波不能用波的图象描述D ．波长和障碍物尺寸相近时，衍射现象明显7．图4所示为一列简谐波在t=7/4s 时的波动图象。
人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》单元测试试题(解析版)
第十一章《机械振动》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.弹簧振子做简谐振动，若某一过程中振子的加速度在增加，则此过程中，振子的( )A．速度一定在减小 B．位移一定在减小C．速度与位移方向相反 D．加速度与速度方向相同2.一质点做简谐运动的振动图象如图所示，质点在哪两段时间内的速度与加速度方向相同( )A． 0～0.3 s和0.3～0.6 s B． 0.6～0.9 s和0.9～1.2 sC． 0～0.3 s和0.9～1.2 s D． 0.3～0.6 s和0.9～1.2 s3.做简谐振动的物体连续两次通过同一位置(非最大位移处)时，物理量有变化的是( )A．速度 B．加速度 C．位移 D．动能4.如图为均匀小球做简谐运动，平衡位置为O点，A、B为最大位移处，MN关于O点对称．则下列说法正确的是( )A．小球受重力、绳子拉力和回复力B．小球所受的合外力充当小球做简谐运动的回复力C．小球简谐运动的周期与振幅有关D．小球在O点时合外力一定不为零5.如图所示，在水平地面上，有两个质量分别为M和m(M＞m)的物块用一劲度系数为k的轻质弹簧相连，现用一个竖直向下的力F下压物块m，撤掉F后，物块M恰好被提离地面．现若用的力竖直向下压物块，稳定后撤去压力，则物体m到达最高点时，M对地面的压力为( )A． B． C． D．6.如图所示，一轻弹簧上端固定，下端系在甲物体上，甲、乙间用一不可伸长的轻杆连接，已知甲、乙两物体质量均为m，且一起在竖直方向上做简谐振动的振幅为A(A＞)．若在振动到达最高点时剪断轻杆，甲单独振动的振幅为A1，若在振动到达最低点时间剪断轻杆，甲单独振动的振幅为A2.则( )A．A2＞A＞A1 B．A1＞A＞A2 C．A＞A2＞A1 D．A2＞A1＞A7.一水平弹簧振子做简谐运动，周期为T，则( )A．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δt一定等于T的整数倍B．若t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则Δt一定等于的整数倍C．若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子振动的速度一定相等D．若Δt＝，则在t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长度一定相等8.如图所示，单摆甲放在空气中，周期为T甲；单摆乙放在以加速度a向下加速运动的电梯中，周期为T乙；单摆丙带正电，放在匀强磁场B中，周期为T丙；单摆丁带正电，放在匀强电场E中，周期为T丁，那么( )A．T甲＞T乙＞T丙＞T丁 B．T乙＞T甲＝T丙＞T丁C．T丙＞T甲＞T丁＞T乙 D．T丁＞T甲＝T丙＞T乙9.如图所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上，弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行．若物块在斜面上做简谐运动，斜面保持静止，则地面对斜面体的摩擦力F f与时间t的关系图象应是图中的( )A．B．C．D．10.如图所示，固定着的钢条上端有一小球，在竖直平面内围绕虚线位置发生振动，图中是小球振动到的最左侧，振动周期为0.3 s．在周期为0.1 s的频闪光源照射下见到图象可能是( )A．B．C．D．11.如图是研究质点做受迫振动的实验装置．已知弹簧和悬挂物体组成的系统的固有周期为T0，如果摇动手柄，手柄均匀转动的周期为T1.则下列说法正确的是( )A．手柄不动，拉一下悬挂物体使其振动，其振动的周期为T1B．手柄以周期T1均匀转动时，稳定后悬挂物体振动的周期为T0C．手柄以周期T1均匀转动时，稳定后悬挂物体振动的周期为T1D．当手柄转动的周期改变时，悬挂物体振动的周期不会随之改变12.某人在医院做了一次心电图，结果如图所示，如果心电图仪卷动纸带的速度为 2 m/min，图中方格纸每小格长1 mm，则此人的心率约为( )A． 80次/min B． 70次/min C． 60次/min D． 50次/min二、多选题(每小题至少有两个正确答案)13.下列关于共振和防止共振的说法，正确的是( )A．共振现象总是有害的，所以要避免共振现象发生B．队伍过桥要慢行是为了不产生周期性的驱动力，从而避免产生共振C．火车过桥慢行是为了使驱动力的频率远小于桥的固有频率，从而避免产生共振D．利用共振时，应使驱动力的频率接近或等于振动物体的固有频率；防止共振危害时，应使驱动力的频率远离振动物体的固有频率14.振动周期指的是振动物体( )A．从任意一个位置出发又回到这个位置所用的时间B．从一侧最大位移处，运动到另一侧最大位移处所用的时间C．从某一位置出发又沿同一运动方向回到这个位置所用的最短时间D．经历了四个振幅的时间15.如图所示，一轻弹簧上端悬于顶壁，下端挂一物体，在AB之间作简谐运动，其中O点为它的平衡位置，物体在A时弹簧处于自然状态．若v、x、F、a、E k、E p分别表示物体运动到某一位置的速度、位移、回复力、加速度、动能和势能，则( )A．物体在从O点向A点运动过程中，v、E p减小向而x、a增大B．物体在从B点向O点运动过程中，v、E k增大而x、F、E p减小C．当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、E k、E p的大小均相同D．当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、E k的大小均相同，但E p大小不同16.如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是( )A．甲、乙两摆的振幅之比为2∶1B．t＝2 s时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零C．甲、乙两摆的摆长之比为4∶1D．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等三、实验题17.在“利用单摆测重力加速度”实验中，如图1所示，将细线的上端固定在铁架上，下端系一小钢球，就做成了单摆．图1 图2(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为______mm.(2)以下是实验过程中的一些想法，其中正确的有______．a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些；b．摆球尽量选择质量大些、体积小些的；c．为了使单摆的周期增大一些，拉开摆球时，使摆线偏高平衡位置的角度增大一些；d．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置较小的角度，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T；e．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置较小的角度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T＝.(3)为了提高实验精确度，在实验中可改变几次摆长L、测出相应的周期T，从而得出几组对应的L 和T的数值，再以L为横坐标．T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图3所示，则测得的重力加速度g＝____________m/s2.(保留3位有效数字)四、计算题18.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T0.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，把地球看成质量均匀分布的半径为R的球体．19.将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T.答案解析1.【答案】A【解析】简谐运动中，根据a＝－x可知振子的加速度增大时，则位移增大，振子从平衡位置正向最大位移处运动，所以速度逐渐减小，故A正确，B错误；振子从平衡位置正向最大位移处运动，速度与位移方向相同，故C错误；振子的速度在减小，做减速运动，则运动的加速度的方向一定与速度的方向相反，故D错误．2.【答案】D【解析】速度与加速度方向相同，说明振子正在加速，即振子正在靠近平衡位置，位移正在减小，根据图象可以判断在0.3～0.6 s和0.9～1.2 s符合题意，故选D.3.【答案】A【解析】弹簧振子在振动过程中，两次连续经过同一位置时，位移、加速度、回复力、动能、势能、速度的大小均是相同的．但速度的方向不同，故速度不同．4.【答案】D【解析】小球受重力、绳子拉力，回复力由重力的切向分力提供，不是重复受力，故A错误；小球受重力、绳子拉力，合力的切向分力提供回复力，径向分力提供向心力，故B错误；小球简谐运动的周期T＝2π，与振幅无关，故C错误；小球在O点时受重力和拉力的合力提供向心力，不为零，故D正确．5.【答案】D【解析】物块m做简谐运动，设弹簧的劲度系数为k，平衡位置时弹簧压缩量为x0＝，故有简谐振动的振幅为：x＝.到达最高点时有：k(x－x0)＝Mg.当用的力竖直向下压物块时，振幅为x′＝x，在最高点时，对于M有：F N＋k(x′－x0)＝Mg联立解得：F N＝由牛顿第三定律得，M对地面的压力为.6.【答案】A【解析】未剪断轻杆时，甲、乙两物体经过平衡位置时，弹簧的伸长量为x0＝；当剪断轻杆时，甲物体经过平衡位置时，弹簧的伸长量为x＝，可知，平衡位置向上移动．则在振动到达最高点时剪断轻杆，A1＜A；在振动到达最低点时间剪断轻杆，A2＞A；所以有：A2＞A＞A1.7.【答案】C【解析】结合弹簧振子的运动示意图和振动图象进行分析；如图所示：图中的a、b、c三点位移大小相等、方向相同，显然Δt不一定等于T的整数倍， A错误；图中的a、d两点的位移大小相等、方向相反，Δt<，B错误；在相隔一个周期T的两个时刻，振子只能位于同一位置，其位移相同，速度也相等，C正确；相隔的两个时刻，振子的位移大小相等、方向相反，其位置关于平衡位置对称，弹簧分别处于压缩和拉伸状态，弹簧的长度并不相等，D错误．8.【答案】B【解析】根据单摆周期公式T＝2π，重力加速度越大，周期越小；图甲中，g甲＝g；图乙中，电梯处于失重状态，等效重力加速度为g乙＝g－a＜g；图丙中，合力的切向分量不变，故等效重力加速度为g丙＝g；图丁中，电场力向下，等效重力加速度为：g丁＝g＋＞g；故g甲＝g丙＞g乙，故T乙＞T甲＝T丙＞T丁．9.【答案】C【解析】设斜面的倾角为θ.物块在光滑的斜面上做简谐运动，对斜面的压力F N1等于物块重力垂直于斜面的分力，即F N1＝mg cosθ.以斜面体为研究对象，作出受力图如图．地面对斜面体的摩擦力F f＝F N1sinθ＝mg sinθcosθ因为m、θ不变，所以F f不随时间变化．10.【答案】C【解析】振动的周期是0.3 s，而频闪的周期是0.1 s，所以在一个周期内有三幅不同的照片；振动的周期是0.3 s，则角频率：ω＝＝rad/s0．1 s时刻对应的角度：θ1＝×0.1＝rad0．2 s时刻对应的角度：θ2＝×0.2＝rad可知，在0.1 s和0.2 s时刻小球将出现在同一个位置，都在平衡位置的右侧，所以在周期为0.1 s的频闪光源照射下见到图象可能是C图，A、B、D图都是不可能的．11.【答案】C【解析】手柄不动，拉一下悬挂物体使其振动，是自由振动，其振动的周期为T0，故A错误；受迫振动的频率等于驱动力的频率，故手柄以周期T1均匀转动时，稳定后悬挂物体振动的周期为T1，故B错误，C正确；受迫振动的频率等于驱动力的频率，故当手柄转动的周期改变时，悬挂物体振动的周期会随之改变，故D错误．12.【答案】A【解析】由图读出相邻峰值之间的距离s＝(42－17)×1 mm＝25 mm＝0.025 m已知v＝2 m/min＝m/s，则心动周期为：T＝＝＝0.75 s，人的心率：f＝＝次/s＝80次/min.13.【答案】CD【解析】共振现象有利也有弊，A项错误；队伍过桥慢行是为了使驱动力的频率与大桥的固有频率相差很多，从而避免大桥产生共振现象，B项错误，C正确；当固有频率与驱动力的频率相同时，物体达到共振现象，D正确．14.【答案】CD【解析】振动周期是指振动物体完成一次全振动所用的时间，也就是物体经过4个振幅所用的时间．15.【答案】BC【解析】物体在从O点向A点运动过程中，物体离开平衡位置，v减小，E p增大，x、a增大，故A 错误；物体在从B点向O点运动过程中，物体靠近平衡位置，v、E k增大而x、F、E p减小，故B正确；根据对称性可知，当物体运动到平衡位置两侧的对称点时，v、x、F、a、E k、E p的大小均相同，故C正确，D错误．16.【答案】AB【解析】由图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm、1 cm，故选项A正确；t＝2 s时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B正确；由单摆的周期公式T＝2π，得到甲、乙两摆的摆长之比为1∶4，故选项C错误；因摆球摆动的最大偏角未知，故选项D错误.17.【答案】(1)12.6 (2)abe (3)9.86【解析】(1)游标卡尺的读数方法是先读出主尺上的刻度，大小为12 mm，再看游标尺上的哪一刻度与固定的刻度对齐：第6刻度与上方刻度对齐，读数：0.1×6＝0.6 mm，总读数：L＝12＋0.6＝12.6 mm.(2)该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆线，长度要适当长一些；选择体积比较小，密度较大的小球，故a、b是正确的．摆球的周期与摆线的长短有关，与摆角无关，故c错误；拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，故d错误；释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时；要测量多个周期的时间，然后求平均值，故e正确．故选abe.(3)由单摆周期表达式T＝2π可得：T2＝L故以L为横坐标、T2为纵坐标得到的图象的斜率为：k＝解得：g＝＝＝9.86 m/s2.18.【答案】(－1)R【解析】设单摆的摆长为L，地球的质量为M，则根据万有引力定律可得地面的重力加速度和高h 处的重力加速度分别为：g＝G，gh＝G根据单摆的周期公式可知T0＝2π，T＝2π联立得h＝(－1)R.人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》单元测试试题（解析版）19.【答案】T＝2π【解析】单摆周期公式为：T＝2π由力的平衡条件知道kl＝mg联立解得T＝2π.11 / 11。
人教版高中物理选修3-4第11章机械振动 检测卷.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）第11章机械振动 检测卷(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．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 ．速度第一次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2．一单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是( ) A ．g 甲＞g 乙，将摆长缩短 B ．g 甲＜g 乙，将摆长放长 C ．g 甲＜g 乙，将摆长缩短 D ．g 甲＞g 乙，将摆长放长3．一根弹簧原长为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 A4．一个摆长约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大，应选用的驱动力是( )5．如图1甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T ＝2 s ，从最低点位置向上运动时开始计时，在一个周期内的振动图象如图乙所示，关于这个图象，下列说法正确的是( ) A ．t ＝1.25 s ，振子的加速度为正，速度也为正 B ．t ＝1 s ，弹性势能最大，重力势能最小图 3C ．t ＝0.5 s ，弹性势能为零，重力势能最小D ．t ＝2 s ，弹性势能最大，重力势能最小6．如表所示为某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f 固，则固有频率可能为( )驱动力频率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f 固＝40 Hz B ．f 固＝70 Hz C ．50 Hz<f 固<60 HzD ．以上选项都不对7．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π4t m ，则质点( )A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同B ．第1 s 末与第3 s 末的速度相同C ．3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D ．3 s 末至5 s 末的速度方向都相同8．如图2所示为质点的振动图象，下列判断中正确的是() A ．质点振动周期是8 s B ．振幅是±2 cmC ．4 s 末质点的速度为负，加速度为零D ．10 s 末质点的加速度为正，速度为零9．如图3所示为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象，由图象可知( ) A ．两摆球质量相等 B ．两单摆的摆长相等 C ．两单摆相位差为π2D ．在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s 甲＝2s 乙10．如图4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( ) A ．甲、乙两摆的振幅之比为2∶1B ．t ＝2 s 时，甲摆的重力势能最小，乙摆的动能为零C ．甲、乙两球的摆长之比为4∶1D ．甲、乙两摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等 二、实验题(本大题共2小题，共13分)11.(6分)某同学在进行研究弹簧振子的周期和小球质量的关系的实验时，利用如图5甲所示装置进行了如下实验：让弹簧振子穿过一光滑的水平横杆，在弹簧振子的小球上安装一支笔，下面放一条纸带．当小球振动时，垂图 2图 4直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度大小为a ，这时笔在纸带上画出如图乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度x 1、x 2，写出计算弹簧振子的周期的表达式：T ＝________. 12．(7分)根据单摆周期公式T ＝2πlg，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图6所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆． (1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图7所示，读数为________mm. (2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________． a ．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b ．摆球尽量选择质量大些、体积小些的c ．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d ．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt 即为单摆周期Te ．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt ，则单摆周期T ＝Δt 50三、计算题(本大题共4小题，共47分．要有必要的文字说明或解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13．(11分)如图8所示，某质点做简谐运动的图象上有a 、b 、c 、d 、e 、f 六个点，其中：(1)与a 点位移相同的点有哪些？(2)与a 点速度相同的点有哪些？(3)图象上从a 点到c 点，质点经过的路程为多少？14．(11分)如图9所示为一弹簧振子的振动图象，求：(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 的总位移是多少？路程是多少？15．(12分)一个摆长为2 m 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/s 2，则该单摆振动周期是多少？图6图 7图 8图 916．(13分)如图10所示为用频闪照相的方法拍到的一个水平放置的弹簧振子振动情况．甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20 mm 处，放手后向右运动14周期内的频闪照片．已知频闪的频率为10 Hz.求：(1)相邻两次闪光的时间间隔t 0、弹簧振子振动的周期T 0；(2)若振子的质量为20 g ，弹簧的劲度系数为50 N/m ，则振子的最大加速度是多少？图 10参考答案1．答案 D 2．答案 B解析 走时变快了，说明周期T ＝2πlg变小了，即g 乙＞g 甲，若要恢复原来的周期，则需将摆长放长，使lg不变． 3．答案 B解析 振子的最大加速度a ＝kA m ，而mg ＝kx ，解得a ＝Agx ，B 项正确．4．答案 C解析 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． 5．答案 D解析 由题图可知t ＝1.25 s 时，位移为正，加速度为负，速度也为负，A 不正确．竖直方向的弹簧振子，其振动过程中机械能守恒，在最高点重力势能最大，动能为零；在最低点重力势能最小，动能为零，所以弹性势能最大；在平衡位置，动能最大，由于弹簧发生形变，弹性势能不为零．由此可知D 正确． 6．答案 C 7．答案 AD解析 由x ＝A sin π4t m 知周期T ＝8 s ．第1 s 末、第3 s 末、第5 s 末分别相差2 s ，恰好是14个周期．根据简谐运动图象中的对称性可知A 、D 选项正确． 8．答案 AC解析 由振动图象可得，质点的振动周期为8 s ，A 项对；振幅为2 cm ，B 项错；4 s 末质点经平衡位置向负方向运动，速度为负向最大，加速度为零，C 项对；10 s 末质点在正的最大位移处，加速度为负，速度为零，D 项错． 9．答案 BC解析 由题图知：T 甲＝T 乙，则摆长相等，但A 甲＝2A 乙，x 甲＝2sin(ωt ＋π2) cm ，x 乙＝sin ωt cm ，故B 、C 项正确．而单摆周期与摆球质量无关，A 项错误．由题图可知，在任何相等的时间内，两摆球通过的路程不一定具有s 甲＝2s 乙的关系，故D 错误． 10．答案 AB解析 由题图知甲、乙两摆的振幅分别为2 cm 、1 cm ，故选项A 正确；t ＝2 s 时，甲摆在平衡位置处，乙摆在振动的最大位移处，故选项B 正确；由单摆的周期公式T ＝2πlg，得到甲、乙两摆的摆长之比为1∶4，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、实验题(本大题共2小题，共13分) 11.答案x 2－x 1a解析 由于纸带做匀加速直线运动，且运动x 1和 x 2所用时间均等于弹簧振子的振动周期T ，由匀加速直线运动规律知x 2－x 1＝aT 2，所以T ＝ x 2－x 1a. 12．答案 (1)18.6 (2)abe解析 (1)(18＋6×0.1) mm ＝18.6 mm(2)摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，摆球尽量选择质量大些、体积小些的，都是为了更加符合单摆的构成条件，故a 、b 是正确的；摆线相距平衡位置的角度，以不大于5°为宜，故c 是错误的；拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt ，则单摆周期T ＝Δt50，故d 错，e 对． 三、计算题(本大题共4小题，共47分．要有必要的文字说明或解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13．答案 (1)b 、e 、f (2)d 、e (3)4 cm解析 (1)分析图象可得a 、b 、e 、f 的位移均为1 cm.c 、d 点的位移都是－1 cm ，故与a 点位移相同的点有b 、e 、f 三点．(2)由(1)可知，图象上的a 、b 、e 、f 点对应质点运动到同一位置，图象上的c 、d 点对应质点运动到关于O 点对称的另一位置，故以上6个点的速度大小相等．再结合图象可以判断a 、b 、c 、d 、e 、f 6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下．故与a 点有相同速度的点为d 点和e 点．(3)图象上从a 点到b 点，对应质点从正方向1 cm 处先来到2 cm 处又返回到1 cm 处，通过的路程为2 cm.从b 点到c 点，对应质点从正方向1 cm 处经平衡位置运动到负方向1 cm 处，通过的路程也为2 cm ，故从a 点到c 点总共通过的路程为4 cm.14．答案 (1)x ＝5sin π2t cm (2)见解析 (3)0 5 m解析 (1)由振动图象可得： A ＝5 cm ，T ＝4 s ，φ＝0 则ω＝2πT ＝π2rad/s故该振子做简谐运动的表达式为：x ＝5sin π2t cm.(2)由题图可知，在t ＝2 s 时振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移值不断增大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能减小，弹性势能逐渐增大．当t ＝3 s 时，加速度的值达到最大，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5×4 cm ＝20 cm ，前100 s 刚好经过了25个周期，所以前100 s 振子位移x ＝0，振子经过的路程s ＝25×20 cm ＝500 cm ＝5 m.15．答案 (1)9.78 m/s 2 (2)7.02 s解析 (1)周期T ＝t n ＝284100 s ＝2.84 s ．由周期公式T ＝2πl g 得g ＝4π2l T 2＝4×3.142×22.842 m /s 2≈9.78 m/s 2. (2)T ′＝2πlg ′＝2×3.14× 21.60s ≈7.02 s. 16．答案 (1)0.1 s 1.2 s (2)50 m/s 2解析 (1)频闪的周期T ＝1f ＝0.1 s ，即相邻两次闪光的时间间隔为t 0＝0.1 s ．振子从最大位移处运动到平衡位置经历的时间为0.3 s ，故振子振动的周期T 0＝1.2 s. (2)a m ＝F m m ＝kA m ＝50×20×10－320×10－3m /s 2＝50 m/s 2.。
物理选修3-4第十一章机械振动试题及答案详解
单元过关测试----机械振动本试卷分第I 卷（选择题）和第II 卷（非选择题）两部分，第I 卷1至4页，第II 卷4至8页,共计100分，考试时间90分钟第I 卷（选择题 共40分）4分，共计40分。
在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全 2分，有错选得0分.11时刻速度为V , t 2时刻也为V ,且方向相同。
已知（t 2-t i ）小于周期T ,2 .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，摆线的上部将 被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M 至左边最高点N 运动过程的闪光照片，如右图所示，（悬点和小钉未被摄入），P 为摆动中的最低点。
已知每相邻两次闪光的时间间隔相 等，由此可知，小钉与悬点的距离为（ ）A . L /4 B . L /2 C . 3L /4 D .无法确定A 振子移到A 的平衡位置右边10cm,把B 振子移到B 的平衡位 置右边5cm,然后同时放手，那么：（）4 .铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就 会受到一次冲击。
由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振 动。
普通钢轨长为12.6m ，列车固有振动周期为 0.315s 。
下列说法正确的是（）A.列车的危险速率为 40m/s B.列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C.列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等D.增加钢轨的长度有利于列车高速运行5 .把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这 就做成了一个共振筛，筛子做自由振动时，完成20次全振动用15 s ，在某电压下，电动偏心轮转速是88r /min.已知增大电动偏心轮的电压，可以使其转速提高，增加筛子的质量，可以增大筛子的固有周期，要 使筛子的振幅增大，下列做法中，正确的是（r /min 读作"转每分”） （ ）一、本题共10小题；每小题部选对得4分，选对但不全得 1 •弹簧振子作简谐运动, 则（t 2-t 1）A .可能大于四分之一周期B.可能小于四分之一周期C. 一定小于二分之一周期 D .可能等于二分之一周期 3. A B 两个完全一样的弹簧振子，把 A . A B 运动的方向总是相同的 B. A B 运动的方向总是相反的 C. A B 运动的方向有时相同、有时相反D .无法判断A B 运动的方向的关系A. 降低输入电压B.提咼输入电压C.增加筛子的质量D.减小筛子的质量6 .一质点作简谐运动的图象如图所示，则该质点（）A. 在0.015s时，速度和加速度都为—x方向B. 在0.01至0.03s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小。
高三物理选修3-4第十一章机械振动本章知识点总结综合评估同步检测
高三物理选修3-4第十一章机械振动本章知识点综合评估同步检测一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，1-10题只有一个选项符合题目要求，11-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列关于振动的说法正确的是（）A．物体的振动范围就是振幅B．振幅是标量描述振动强弱的物理量C．物体每完成一次全振动，都会通过平衡位置一次D．物体振动的周期越长，振动系统的能量就越强2．将秒摆的周期变为1s，R表示为地球的半径。
下列措施可行的是（）A．将摆球的质量减半B．将单摆的振幅减半C．将单摆拿到距地面R处的地方D．将单摆的摆长减为原来的四分之一3．如图所示为一质点做简谐运动的振动图象。
则在t1和t2两个时刻这个质点具有相同的物理量是（）A．加速度B．速度C．位移D．回复力4．如图所示，质量为m的物体A放在质量为M的物体B上，物体B与轻弹簧水平连接在竖直墙上，两物体在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，若弹簧的劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移位x时，两物体间的摩擦力的大小等于（）A．0 B．kx C．kxm/M D．kxm/(M+m)5．有一台机器正在运转，当其飞轮转得很快的时候，机器的振动并不是很强烈。
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，此后飞轮转得很慢，机器振动又减弱。
这种现象说明（）A．纯属偶然现象，并无规律B．在某一时刻，飞轮的惯性最大C．在某一时刻，飞轮的频率最大D．在某一时刻，飞轮转动的频率与机身的固有频率相同6．某一单摆在地面上振动的周期为T1，移到距地面高度为h的山顶时，振动的周期为T2，地球半径为R，则T1:T2为（）A．(R+h)/R B．R/(R+h) C．R2/(R+h)2D．(R+h)2/R27．做简谐运动的弹簧振子，其周期为T，则以下说法中正确的是（）A．t时刻和t+Δt时刻，振子振动的位移大小相等，方向相同，则Δt一定等于T的整数倍B．t时刻和t+Δt时刻，振子振动的速度大小相等，方向相反，则Δt一定等了T/2的整数倍C．若Δt=T，则在t时刻和t＋Δt时刻振子振动的加速度一定相等D．若Δt＝T/2，则在t时刻t＋Δt时刻弹簧的长度一定相等8．摆长为L的单摆做简谐振动，若从某时刻开始计时，（取作t=0），当振动至t=时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图中的（）9．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．1/2min B．/2min C．min D．2min10．如图所示，一轻质弹簧竖直放置，下端固定在水平面上，上端处于a位置，当一重球放在弹簧上端静止时，弹簧上端被压缩到b位置。
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西城区高二物理选修3－4第十一、十二章测试班级________学号________姓名________得分________试卷满分：100分考试时间：100分钟一、单项选择题（本题共12个小题，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题意的。
每小题3分，共36分）1．某质点做简谐运动，从质点经过某一位置开始计时（t＝0），则下列关于其振动周期的说法中正确的是（）A．当质点再次经过此位置时，所经历的时间为一个周期B．当质点的速度再次与零时刻的速度相同时，所经历的时间为一个周期C．当质点的加速度再次与零时刻的加速度相同时，所经历的时间为一个周期D．当质点再次经过此位置并且与零时刻的速度相同时，所经历的时间为一个周期2．关于对机械波的认识，有下列说法，其中正确的是（）A．介质中质点的振动方向总是垂直于波的传播方向B．介质中的质点振动一个周期，波沿传播方向传播一个波长的距离C．介质中的质点振动一个周期，质点运动的路程等于一个波长D．介质中的质点振动一个周期，质点沿传播方向的位移等于一个波长3．一个质点做简谐运动的图象如右图所示，在t1和t2这两个时刻，质点的（）A．加速度相同B．速度相同C．回复力相同D．位移相同4．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，在t＝0时刻的图象如右图所示。
图中a质点的坐标为x＝1.5m，b质点在坐标原点处。
已知波的传播速度为60m/s。
现有下列说法，其中正确的是（）A．此波频率为40Hz，此时质点b的速度为零B．此波频率为40Hz，此时质点b的速度方向为y轴负方向C．此波频率为20Hz，此时质点a的速度为零D．此波频率为20Hz，此时质点a的速度方向为y轴正方向5.弹簧振子在光滑的水平面上以x坐标轴的原点O为平衡位置在x轴上做简谐运动，下列图象中能正确反映振子所受回复力与位移x之间关系的是（）6．单摆A在地球表面的振动周期与单摆B在月球表面的振动周期相等，已知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1/6，则它们的摆长之比L A∶L B等于（）:1C．6∶1 D．36∶1 A．1∶6 B．67．一列简谐横波沿x轴负方向传播，下面甲图是t＝时的波形图，乙图是波中某质点从t＝0开始的振动图象，则乙图可能是甲图中哪个质点的振动图象（）A．x＝0m处的质点B．x＝1m处的质点C．x＝2m处的质点D．x＝3m处的质点8．声波属于机械波，关于声波有下列说法，其中正确的是（）A．频率一定的声波在各种不同介质中的波长都是相同的B．声波的频率越高，在空气中传播的速度越快C．声波可以绕过障碍物继续传播，即发生了衍射D．人能辨别不同乐器发出的声音，表明声波不会发生干涉9．轻质弹簧上端固定于定点P处，其下端焊接一个小球A，在A球下面用细线拴一个小球B，系统静止时，A球的位置记为O，如图所示。
已知，B球质量大于A球质量，弹簧的伸长在弹性限度内。
现将AB之间的细线剪断，此后A球在竖直方向做简谐运动，现有下列说法，其中正确的是（）A．O点是小球做简谐运动的平衡位置B．A球运动到最高点时，弹簧的长度大于其自然长度C．A球运动到最高点时，弹簧的长度等于其自然长度D．A球运动到最高点时，弹簧的长度小于其自然长度10．如图所示，一列简谐横波在x轴上传播，x轴上a、b两点相距12m，t＝0时，a点为波峰，b点为波谷；t＝时，a点为波谷，b点为波峰.下列判断中正确的是（）A．这列波一定沿x轴正方向传播B．这列波的波长可能是8mC．波中介质点的振动周期可能是D．波的传播速度一定是24m/s11.如图所示，MN是游泳池的边缘，S1、S2是池中水面处两个振动情况完全相同的波源，它们激发的水面波的波长为2.0m，S1、S2的连线垂直于MN，S1、S2到MN的距离分别为8m和3m，则在MN上有几处水面是平静的（）A．1处B．3处C．5处D．无数多处12．如图所示，小球P紧贴水面，它以f＝5Hz的频率上下振动的同时沿x轴正方向匀速移动，O点为它的初始位置，图中各个圆表示某时刻观察到的水面波的波峰.那么水面波的传播速度ν1和小球匀速移动的速度ν2分别是（）A．ν1＝0.05m/s，ν2＝0.025m/sB．ν1＝0.10m/s，ν2＝0.05m/sC．ν1＝0.15m/s，ν2＝0.125m/sD．ν1＝0.20m/s，ν2＝0.10m/s二、不定项选择题（本题共5小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。
每小题4分，共20分。
每小题全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错误选项的不得分）13.下列说法中正确的是（）A．如果没有机械振动，一定没有机械波B．只要物体做机械振动，一定有机械波C．在机械波中，波的频率与波源的频率一样D．波在传播过程中，波源的能量靠各质点随波的迁移来传播14．如图所示，一弹簧振子做等幅振动，取向右为正，A、B两处为最大位移处，O为平衡位置，C为AO间某一位置.则振子（）A．从B→O时，位移是正值，加速度为正值B．从O→B时，位移是正值，速度为正值C．运动至C处时，位移为负值，加速度为正值，速度可能为正值D．运动至C处时，位移为正值，加速度为负值，速度可能是负值15．如图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（）A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比，LⅠ∶LⅡ＝25∶4 C．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1mD．若摆长均为1m，则图线Ⅰ是在地面上完成的16．如图所示是一水平弹簧振子作简谐振动的振动图象，在t1时刻与t2时刻弹簧振子具有的物理量，完全相同的是（）A．速度B．加速度C．弹性势能D．回复力17．一列简谐波沿直线AB传播，已知A、B两点间的距离是3m，且某时刻A、B的位移均为零，AB之间只有两个波峰，则这列波的波长可能是（）A．1m B．1.2m C．2m D．3m三、填空题（本题共4个小题，每题4分，共16分）18．一个做简谐运动的质点，其振幅是4.0cm，振动周期是.从质点经过平衡位置开始计时，则经过时间，它通过的路程是________m；位移大小是________m.19．从一条弹性绳的两端产生的两列波相向传播，某时刻的波形及传播方向如下图所示．则可知，这两列波的波速大小的关系为：ν1________ν2；频率关系为：f1________f2。
从“大于”、“等于”、“小于”中选填）20．竖直向上射出一颗子弹，枪声和子弹恰好同时到达枪口正上方680m处，设空气中的声速ν＝340m/s，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2，那么子弹射出枪口时的速度大小是________m/s。
21．如图所示，木块Q的质量为M，叠放于Q上的木块P的质量为m，劲度系数为k的水平弹簧质量不计，其左端固定在墙上，右端与Q连接。
若Q在光滑的水平桌面上做振幅为A的简谐运动过程中，P与Q始终保持相对静止。
则P与Q两木块间的静摩擦力的最大值为________。
四、实验题（按照要求完成下列实验。
本题共8分）22．某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验。
（1）测摆长时测量结果如图甲所示（单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐），摆长为________cm；然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为________s。
（2）他测得的g值偏小，可能的原因是（）A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表提前按下D．实验中误将49次全振动数为50次五、计算题（本题共3个小题，共20分。
解答时应写出必要的文字说明和原始方程。
只写出最后答案不得分。
有数值计算的题，答案要明确写出数值和单位）23.（6分）如图所示，实线是一列简谐横波在t＝0时刻的波形图，虚线是这列简谐横波在t＝时刻的波形图，波中质点的振动周期T大于，求：（1）由图中读出波的振幅和波长；（2）若波沿x轴正方向传播，波速是多大波动周期是多大（3）若波沿x轴负方向传播，波速是多大波动周期是多大24.（6分）蝙蝠如果每发射50次声波，每次发出100个频率为105Hz的波，那么在空气中就形成一系列断续的波列.已知空气中的声速大小为340m/s，求每个波列的长度及两波列间隔的长度各是多少如果该声波进入水中传播，传播速度大小为1450m/s，那么每个波列的长度及两波列间隔的长度又各是多少25.（8分）如图所示，竖直悬挂的轻质弹簧下端系着A、B两个重球，质量分别为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在竖直方向上做简谐运动.求：（1）A的振幅；（2）A球的最大加速度；（3）当A球上升至最高点时，弹簧的弹力大小。
此时弹簧对天花板上O点是压力还是拉力（g取10m/s2）参考答案选修3－4第十一、第十二章测试答案1．D 2．B 3．B 4．D 5．A 6．C 7．A 8．C 9．D 10．B11．C 12．D 13．AC 14．BC 15．ABC 16．AC 17．BC18．； 19．等于 小于 20．350 21．m M kmA + 22．（1） （2）BC23．解：（1）振幅A ＝10cm ；波长λ＝0.24m.（2）波向右传播：波速s m/9.0s m/2.018.01==∆=t x v 由t T =143得：s 27.0s 2.034341=⨯==t T （3）波向左传播：波速s m/3.0s m/2.006.022==∆=t x v 由t T =241得：T 2＝4t ＝ 24．解：在空气中传播： 声波长为：f v =λ，波列长度为：m 34.0m 10340100λ1005=⨯==L 相邻两个波列始端之间的距离为：m 8.6m 50340===n vt d 相邻两个波列间隔的长度为：△x ＝d －L ＝6.46m在水中传播： 声波长为：f v 'λ'=，波列长度为：m 45.1m 101450100'100'5=⨯==λL 相邻两个波列始端之间的距离为：m 29m 501450''===n t v d 相邻两个波列间隔的长度为：△x ′＝d ′－L ′＝27.55m25．解：（1）对A 、B 球（m A ＋m B ）g ＝kx ，得k ＝40N/m.对B 球由题意kA ＝m B g cm 5.1281==m A . （2）A 球在最大位移处有最大加速度.s m/502==Am m kA a （3）当A 球上升至最高点时，m A g ＋F A ＝kAN 4N )101.08140(=⨯-⨯=A F ，由计算可得，弹簧对天花板是压力。