2021年高中物理第11章机械振动单元综合试题及答案2

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2020_2021学年高中物理第11章机械振动单元素养评价含解析新人教版选修3_4

单元素养评价（一)(第十一章)(90分钟100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题4分,共40分)1.简谐运动的平衡位置是指( )A.势能为零,动能最大的位置B.加速度为零的位置C.回复力为零的位置D.振幅为零的位置【解析】选C。

做简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大,动能最大,势能最小,由于势能的相对性,势能的大小与零势点的选取有关,故势能不一定等于零,A错误;物体在平衡位置时合外力和加速度不一定为零。

例如,单摆在平衡位置时存在向心加速度,B错误;简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置,C正确;做简谐运动的物体的振幅不变,D错误;故选C。

2.(2020·某某高二检测)一个摆长约1m的单摆,在下列的四个随时间变化的驱动力作用下振动,要使单摆振动的振幅尽可能增大,应选用的驱动力是( )【解析】选C。

据单摆的周期公式T=2π可得T≈2s,当驱动力的周期接近该单摆的固有周期时,振幅最大,C图的周期为2s,故A、B、D错误,C正确。

3.关于做简谐运动的单摆,下列说法正确的是( )A.单摆做稳定的受迫振动时,单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率B.秒摆的摆长和振幅均减为原来的四分之一,周期变为0.5sC.已知摆球初始时刻的位置及其周期,就可知摆球在任意时刻运动速度的方向D.单摆经过平衡位置时摆球所受的合外力为零【解析】选A。

单摆做稳定的受迫振动时,单摆振动的频率等于周期性驱动力的频率,与固有频率无关,故A正确;根据单摆的周期公式T=2π知摆长缩短为原来的四分之一,则周期变为原来的二分之一,秒摆的周期为2s,所以改变后周期变为1s,故B错误;摆球在同一位置振动方向有两种,所以已知初始时刻的位置和振动周期,不知道初始时刻摆球的振动方向,不能知道摆球在任意时刻运动速度的方向,故C错误;单摆运动中,摆球在最低点做圆周运动,所以摆球经过平衡位置时所受的合外力提供向心力,故D错误。

4.如图所示,振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动,从振子第一次到达P点开始计时,则( )A.振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期B.振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期C.振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期D.振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期【解析】选B。

机械振动答案

机械振动答案（1）选择题1解析：选D.如图所示，设质点在A 、B 之间振动，O 点是它的平衡位置，并设向右为正．在质点由O 向A 运动过程中其位移为负值；而质点向左运动，速度也为负值．质点在通过平衡位置时，位移为零，回复力为零，加速度为零，但速度最大．振子通过平衡位置时，速度方向可正可负，由F ＝－kx 知，x 相同时F 相同，再由F ＝ma 知，a 相同，但振子在该点的速度方向可能向左也可能向右．2．解析：选B.据简谐运动的特点可知，振动的物体在平衡位置时速度最大，振动物体的位移为零，此时对应题图中的t 2时刻，B 对．3．解析：选BD.质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反．4解析：选C.因为弹簧振子固有周期和频率与振幅大小无关，只由系统本身决定，所以f 1∶f 2＝1∶1，选C.5解析：选B.对于阻尼振动来说，机械能不断转化为内能，但总能量是守恒的．6.解析：选B.因质点通过A 、B 两点时速度相同，说明A 、B 两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由B 到最大位移，与由A 到最大位移时间相等；即t 1＝0.5 s ，则T2＝t AB ＋2t 1＝2 s ，即T ＝4 s ，由过程的对称性可知：质点在这2 s 内通过的路程恰为2 A ，即2A ＝12 cm ，A ＝6 cm ，故B 正确．7.解析：选A.两球释放后到槽最低点前的运动为简谐运动且为单摆模型．其周期T ＝2πR g，两球周期相同，从释放到最低点O 的时间t ＝T4相同，所以相遇在O 点，选项A 正确．8．解析：选C.从t ＝0时经过t ＝3π2L g 时间，这段时间为34T ，经过34T 摆球具有最大速度，说明此时摆球在平衡位置，在给出的四个图象中，经过34T 具有负向最大速度的只有C 图，选项C 正确．9.解析：选CD.单摆做简谐运动的周期T ＝2πlg，与摆球的质量无关，因此两单摆周期相同．碰后经过12T 都将回到最低点再次发生碰撞，下一次碰撞一定发生在平衡位置，不可能在平衡位置左侧或右侧．故C 、D 正确．10．解析：选D.通过调整发生器发出的声波就能使酒杯碎掉，是利用共振的原理，因此操作人员一定是将声波发生器发出的声波频率调到500 Hz ，故D 选项正确．二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分．把答案填在题中横线上)11答案：(1)B (2)摆长的测量、漏斗重心的变化、液体痕迹偏粗、阻力变化……12答案：(1)ABC (2)①98.50 ②B ③4π2k计算题13．(10分)解析：由题意知弹簧振子的周期T ＝0.5 s ，振幅A ＝4×10－2m. (1)a max ＝kx max m ＝kA m＝40 m/s 2. (2)3 s 为6个周期，所以总路程为s ＝6×4×4×10－2m ＝0.96 m.答案：(1)40 m/s 2(2)0.96 m14．(10分)解析：设单摆的摆长为L ，地球的质量为M ，则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高山上的重力加速度分别为：g ＝G M R 2，g h ＝G M R ＋h2据单摆的周期公式可知T 0＝2πLg ，T ＝2πL g h由以上各式可求得h ＝(T T 0－1)R . 答案：(T T 0－1)R15．(12分解析：球A 运动的周期T A ＝2πl g，球B 运动的周期T B ＝2π l /4g ＝πl g. 则该振动系统的周期T ＝12T A ＋12T B ＝12(T A ＋T B )＝3π2l g. 在每个周期T 内两球会发生两次碰撞，球A 从最大位移处由静止开始释放后，经6T ＝9πlg，发生12次碰撞，且第12次碰撞后A 球又回到最大位置处所用时间为t ′＝T A /4. 所以从释放A 到发生第12次碰撞所用时间为t ＝6T －t ′＝9πl g －2T 2l g ＝17π2lg. 答案：17π2l g16．(12分解析：在力F 作用下，玻璃板向上加速，图示OC 间曲线所反映出的是振动的音叉振动位移随时间变化的规律，其中直线OC 代表音叉振动1.5个周期内玻璃板运动的位移，而OA 、AB 、BC 间对应的时间均为0.5个周期，即t ＝T 2＝12f＝0.1 s ．故可利用匀加速直线运动的规律——连续相等时间内的位移差等于恒量来求加速度．设板竖直向上的加速度为a ，则有：s BA －s AO ＝aT 2①s CB －s BA ＝aT 2，其中T ＝152 s ＝0.1 s ②由牛顿第二定律得F －mg ＝ma ③ 解①②③可求得F ＝24 N. 答案：24 N机械振动（2）机械振动（3）1【解析】如图所示，图线中a 、b 两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，A 错误，C 正确．物体的位移增大时，动能减少，势能增加，D 错误．单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，B 错误．【答案】 C2【解析】质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中质量近似不变，惯性不变，脱水桶的转动频率与转速成正比，随着转动变慢，脱水桶的转动频率减小，因此，t 时刻的转动频率不是最大的，在t 时刻脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振，故C 项正确．【答案】 C3【解析】摆球从A 运动到B 的过程中绳拉力不为零，时间也不为零，故冲量不为零，所以选项A 错；由动能定理知选项B 对；摆球运动到B 时重力的瞬时功率是mg v cos90°＝0，所以选项C 错；摆球从A 运动到B 的过程中，用时T /4，所以重力的平均功率为P ＝m v 2/2T /4＝2m v 2T ，所以选项D 错．【答案】 B4【解析】由振动图象可看出，在(T 2－Δt )和(T2＋Δt )两时刻，振子的速度相同，加速度大小相等方向相反，相对平衡位置的位移大小相等方向相反，振动的能量相同，正确选项是D.【答案】 D5【解析】据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率接近驱动力的频率．做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，所以B 选项正确．【答案】 B6【解析】由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，A 、B 错；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以C 正确，D 错误．【答案】 C题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案 ACBADACBDACADD(T 2-T 1)R/T 17【答案】 C8【解析】根据题意，由能量守恒可知12kx 2＝mg (h ＋x )，其中k 为弹簧劲度系数，h 为物块下落处距O 点的高度，x 为弹簧压缩量．当x ＝x 0时，物块速度为0，则kx 0－mg ＝ma ，a ＝kx 0－mg m ＝kx 0m －g ＝2mg (h ＋x 0)mx 0－g ＝2g (h ＋x 0)x 0－g >g ，故正确答案为D.【答案】 D9【解析】由题中条件可得单摆的周期为T ＝0.30.2s ＝1.5s ，由周期公式T ＝2πlg可得l＝0.56m.【答案】 A10【解析】当摆球释放后，动能增大，势能减小，当运动至B 点时动能最大，势能最小，然后继续摆动，动能减小，势能增大，到达C 点后动能为零，势能最大，整个过程中摆球只有重力做功，摆球的机械能守恒，综上可知只有D 项正确．【答案】 D机械振动（4）1解析：选A.周期与振幅无关，故A 正确．2解析：选C.由单摆周期公式T ＝2π lg知周期只与l 、g 有关，与m 和v 无关，周期不变频率不变．又因为没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h ，最低点速度为v ，mgh ＝12m v 2.质量改变后：4mgh ′＝12·4m ·(v 2)2，可知h ′≠h ，振幅改变．故选C.3解析：选D.此摆为复合摆，周期等于摆长为L 的半个周期与摆长为L2的半个周期之和，故D 正确．4解析：选B.由简谐运动的对称性可知，t Ob ＝0.1 s ，t bc ＝0.1 s ，故T4＝0.2 s ，解得T ＝0.8s ，f ＝1T＝1.25 Hz ，选项B 正确．5解析：选D.当单摆A 振动起来后，单摆B 、C 做受迫振动，做受迫振动的物体的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，选项A 错误而D 正确；当物体的固有频率等于驱动力的频率时，发生共振现象，选项C 正确而B 错误．6解析：选BD.速度越来越大，说明振子正在向平衡位置运动，位移变小，A 错B 对；速度与位移反向，C 错D 对．7解析：选AD.P 、N 两点表示摆球的位移大小相等，所以重力势能相等，A 对；P 点的速度大，所以动能大，故B 、C 错D 对．8解析：选BD.受迫振动的频率总等于驱动力的频率，D 正确；驱动力频率越接近固有频率，受迫振动的振幅越大，B 正确．9解析：选B.读图可知，该简谐运动的周期为4 s ，频率为0.25 Hz ，在10 s 内质点经过的路程是2.5×4A ＝20 cm.第4 s 末的速度最大．在t ＝1 s 和t ＝3 s 两时刻，质点位移大小相等、方向相反．。

选修1高中物理《机械振动》单元测试题含答案

选修1高中物理《机械振动》单元测试题含答案一、机械振动选择题1．沿某一电场方向建立x轴，电场仅分布在-d≤x≤d的区间内，其电场场强与坐标x的关系如图所示。

规定沿+x轴方向为电场强度的正方向，x=0处电势为零。

一质量为m、电荷量为+q的带点粒子只在电场力作用下，沿x轴做周期性运动。

以下说法正确的是（）A．粒子沿x轴做简谐运动B．粒子在x=-d处的电势能为12-qE0dC．动能与电势能之和的最大值是qE0dD．一个周期内，在x>0区域的运动时间t≤2mdqE2．如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不便．已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半．则碰撞后A56TB65TC．摆球最高点与最低点的高度差为0.3hD．摆球最高点与最低点的高度差为0.25h3．如图为某简谐运动图象，若t＝0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是()A ．质点在0.7 s 时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B ．质点在1.5 s 时的位移最大，方向向左，在1.75 s 时，位移为1 cmC ．质点在1.2 s 到1.4 s 过程中，质点的位移在增加，方向向左D ．质点从1.6 s 到1.8 s 时间内，质点的位移正在增大，方向向右4．如图所示,甲、乙两物块在两根相同的弹簧和一根张紧的细线作用下静止在光滑水平面上,已知甲的质量小于乙的质量．当细线突然断开斤两物块都开始做简谐运动,在运动过程中（）A ．甲的最大速度大于乙的最大速度B ．甲的最大速度小于乙的最大速度C ．甲的振幅大于乙的振幅D ．甲的振幅小于乙的振幅5．下列叙述中符合物理学史实的是（）A ．伽利略发现了单摆的周期公式B ．奥斯特发现了电流的磁效应C ．库仑通过扭秤实验得出了万有引力定律D ．牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论6．如图1所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A ，由静止释放。

高中物理机械振动试题及答案

第十一章《机械振动》单元测试（三）1、关于简谐运动，以下说法正确的是（）A．只要回复力的方向总是指向平衡位置，物体就做简谐运动B．加速度的方向总是与位移的方向相反C．质点的位移与时间的关系遵从正弦函数规律D．速度方向有时与位移方向相反，有时与位移方向相同2、卡车在水平道路上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物的振动为简谐运动，以向上的位移为正，其振动图象如图所示，在图象上取a、b、c、d四点，则下列说法中正确的是（）A．a点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小B．b点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大C．c点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小D．d点对应的时刻货物对车厢底板的压力小于货物重力3、一弹簧振子做简谐运动，周期为8s．已知在t＝2s和t＝6s时刻，振子正好位于其平衡位置，则下列说法中正确的是（）A．在t＝0和t＝10s时，振子的速度都为零B．在t＝4s和t＝12s时，振子的加速度都达到最大值C．在t＝6s和t＝14s时，振子的势能都为最小值D．在t＝8s和t＝10s时，振子的位移都达到最大值4、一个打磨得很精细的小凹镜，其曲率很小可视为接近平面．将镜面水平放置如图所示．一个小球从镜边缘开始释放，小球在镜面上将会往复运动，以下说法中正确的是：（）A．小球质量越大，往复运动的周期越长B．释放点离最低点距离越大，周期越短C．凹镜曲率半径越大，周期越长D．周期应由小球质量、释放点离平衡位置的距离，以及曲率半径共同决定5、如图所示，为甲、乙二人在同一实验室同时做单摆简谐振动的振动图像，在实验误差范围内，从图像可以知道（）A ．两个摆球的质量一定不相等，但摆长一定相等B ．两个摆球在平衡位置的速率一定不相等C ．甲单摆的振动方程为t x 2sin 2π=甲D ．两个单摆不同相，甲比乙超前л/26、单摆在振动过程中，摆动幅度越来越小这是因为：（）A ．能量正在逐渐消灭B ．动能正在转化为势能C ．机械能守恒D ．总能量守恒，减少的动能转化为内能7、在北京走时准确的摆钟，移至北极，摆钟的周期如何变化？要使它恢复准确应怎样调节（）A ．变慢了，应增长摆长B ．变慢了，应缩短摆长C ．变快了，应增长摆长D ．变快了，应缩短摆长8、置于同地点的甲、乙两单摆的振动图像如图，下列说法正确的是：（）A ．甲、乙两摆的摆长相等B ．甲球质量小于乙球质量C ．甲摆摆长大于乙摆摆长D ．甲摆在a 时刻的重力势能大于b 时刻的重力势能9、作简谐运动物体, 在每次通过同一位置时, 振幅、势能、动能、速度、加速度、位移、回复力七个量中，总是相同的量是：（）A.速度、位移与回复力B.加速度与位移、势能与动能、振幅C.速度、回复力和加速度D.回复力、动能、速度、加速度、振幅10、如图所示的单摆振动中，正确的说法的是（）A ．在平衡位置摆球的动能和势能均达到最大值B ．在最大位移处势能最大，而动能最小C ．在平衡位置绳子的拉力最大，摆球速度最大D ．摆球由BO 运动时，动能变大势能变小11、工厂里，有一台机器正在运转，当其飞轮转得很快的时候，机器的振动并不强烈，切断电源，飞轮逐渐慢下来，到某一时刻机器发生强烈的振动，此后飞轮转得更慢，机器的振动又转动减弱。

2021年高中物理《第11章机械振动》单元综合试题3 新人教版选修3-4

2021年高中物理《第11章机械振动》单元综合试题3 新人教版选修3-4一、选择题(共10小题，每小题6分，共60分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得6分，漏选的得3分，错选的得0分)1．若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是 ( )A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B ．物体通过平衡位置时，所受合外力为零，回复力为零，处于平衡状态C ．物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同D ．物体的位移增大时，动能增加，势能减少【解析】如图所示，图线中a 、b 两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，A 错误，C 正确．物体的位移增大时，动能减少，势能增加，D 错误．单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，B 错误．【答案】 C2．正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机器的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻t ，机器反而会发生强烈的振动．此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，这种现象说明 ( )A ．在t 时刻脱水桶的惯性最大B ．在t 时刻脱水桶的转动频率最大C ．在t 时刻洗衣机发生共振D ．纯属偶然现象，并无规律【解析】质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中质量近似不变，惯性不变，脱水桶的转动频率与转速成正比，随着转动变慢，脱水桶的转动频率减小，因此，t 时刻的转动频率不是最大的，在t 时刻脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等发生共振，故C 项正确．【答案】 C3．(xx·重庆模拟)如图所示，单摆摆球的质量为m ，做简谐运动的周期为T ，摆球从最大位移A 处由静止开始释放，摆球运动到最低点B 时的速度为v ，则 ( )A ．摆球从A 运动到B 的过程中绳拉力的冲量为零B ．摆球从A 运动到B 的过程中重力做的功为12mv 2C ．摆球运动到B 时重力的瞬时功率为mgvD ．摆球从A 运动到B 的过程中重力的平均功率为mv 2T【解析】摆球从A 运动到B 的过程中绳拉力不为零，时间也不为零，故冲量不为零，所以选项A 错；由动能定理知选项B 对；摆球运动到B 时重力的瞬时功率是mgv cos90°＝0，所以选项C 错；摆球从A 运动到B 的过程中，用时T /4，所以重力的平均功率为P ＝mv 2/2T /4＝2mv 2T，所以选项D 错．【答案】 B4．(xx·黄冈中学高三测试)一弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图所示，那么在(T 2－Δt )和(T2＋Δt)(Δt是极短的时间)两时刻，振子的：①速度相同；②加速度相同；③相对平衡位置的位移相同；④振动的能量相同．以上选项中正确的是( )A．①②B．②③C．③④D．①④【解析】由振动图象可看出，在(T2－Δt)和(T2＋Δt)两时刻，振子的速度相同，加速度大小相等方向相反，相对平衡位置的位移大小相等方向相反，振动的能量相同，正确选项是D.【答案】 D5．如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8Hz，乙弹簧振子的固有频率为72Hz，当支架受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是( )A．甲的振幅较大，且振动频率为8HzB．甲的振幅较大，且振动频率为9HzC．乙的振幅较大，且振动频率为9HzD．乙的振幅较大，且振动频率为72Hz【解析】据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率接近驱动力的频率．做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，所以B选项正确．【答案】 B6．如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中( )A．甲的振幅大于乙的振幅B．甲的振幅小于乙的振幅C．甲的最大速度小于乙的最大速度D．甲的最大速度大于乙的最大速度【解析】由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，A、B错；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以C正确，D 错误．【答案】 C7．悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T＝2s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，在一个周期内的振动图象如图所示，关于这个图象，下列哪些说法是正确的是( )A．t＝1.25s时，振子的加速度为正，速度也为正B．t＝1.7s时，振子的加速度为负，速度也为负C．t＝1.0s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值D．t＝1.5s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值【答案】 C8．(xx·潍坊市检测)如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块．物块从高处自由下落到弹簧上端O ，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x 0时，物块的速度变为零．从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x 变化的图象可能是图中的( )【解析】根据题意，由能量守恒可知12kx 2＝mg (h ＋x )，其中k 为弹簧劲度系数，h 为物块下落处距O 点的高度，x 为弹簧压缩量．当x ＝x 0时，物块速度为0，则kx 0－mg ＝ma ，a ＝kx 0－mg m ＝kx 0m －g ＝2mg (h ＋x 0)mx 0－g ＝2g (h ＋x 0)x 0－g >g ，故正确答案为D. 【答案】 D9．如图所示，图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置．当盛砂漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间的变化关系．已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s ，图乙所示的一段木板的长度为0.60m ，则这次实验砂摆的摆长为(取g ＝π2)( )A ．0.56mB ．0.65mC ．1.0mD ．2.3m【解析】由题中条件可得单摆的周期为T ＝0.30.2s ＝1.5s ，由周期公式T ＝2πl g可得l ＝0.56m. 【答案】 A10．(xx·遵义四中模拟)如图所示，图乙中图象记录了单摆中摆球的动能、势能随摆球位置变化的关系，下列关于图象的说法正确的是 ( )A ．a 图线表示势能随位置的变化关系B ．b 图线表示机械能随位置的变化关系C ．c 图象表示动能随位置的变化关系D ．图象表明摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变【解析】当摆球释放后，动能增大，势能减小，当运动至B 点时动能最大，势能最小，然后继续摆动，动能减小，势能增大，到达C 点后动能为零，势能最大，整个过程中摆球只有重力做功，摆球的机械能守恒，综上可知只有D 项正确．【答案】 D二、论述、计算题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面处的周期是T 0.当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T .求该气球此时离海平面的高度h .(把地球看做质量均匀分布的半径为R 的球体)【解析】根据单摆周期公式T 0＝2πl g 0，T ＝2πl g，其中l 是单摆长度，g 0和g 分别是两地点的重力加速度．根据万有引力定律公式可得g 0＝G M R2 g ＝G M (R ＋h )2 由以上各式可解得h ＝(T T 0－1)R . 【答案】 (T T 0－1)R 12．如图所示，A 、B 两物体的质量都为m ，拉A 物体的细线与水平方向的夹角为30°时处于静止状态，不考虑摩擦力，设弹簧的劲度系数为k .若悬线突然断开后，A 在水平面上做周期为T 的简谐运动，当B 落地时，A 恰好将弹簧压缩到最短，求：(1)A 振动时的振幅；(2)B 落地时的速度．【解析】 (1)线断前，线的拉力F ＝mg ，设此时弹簧伸长为x 0，F cos30°＝kx 0，得x 0＝3mg 2k线断后，在弹力作用下，A 做简谐运动的振幅为：A ＝x 0＝3mg 2k. (2)A 将弹簧压缩到最短经历的时间t 为 t ＝(12＋n )T .(n ＝0,1,2…) 在t 时间末，B 落地，速度v 为v ＝gt ＝(2n ＋1)2gT .(n ＝0,1,2…) 【答案】 (1)3mg 2k (2)(2n ＋1)2gT (n ＝0,1,2…) 13．如图所示，质量为m ＝0.5kg 的物体放在质量为M ＝4.5kg 的平台上，随平台上、下做简谐运动．设在简谐运动过程中，二者始终保持相对静止．已知弹簧的劲度系数为k ＝400N/m ，振幅为A ＝0.1m.试求：(1)二者一起运动到最低点时，物体对平台的压力大小；(2)二者一起运动最高点时，物体对平台的压力大小．(取g ＝10m/s)【解析】 (1)在平衡位置，设弹簧压缩量为x ，有(M ＋m )g ＝kx ，解得x＝0.125m 在最低点，设物体对平台压力大小为F 1，由牛顿第三定律可知，平台对物体的支持力大小也为F 1，对整体k (x ＋A )－(M ＋m )g ＝(M ＋m )a 1对m F 1－mg ＝ma 1，解得a 1＝8m/s 2，F 1＝9N.(2)在最高点，设物体对平台压力大小为F 2，对整体(M ＋m )g －k (x －A )＝(M ＋m )a 2对m mg －F 2＝ma 2解得a 2＝8m/s 2，F 2＝1N.【答案】 (1)9N (2)1N 21244 52FC 勼_[24008 5DC8 巈x33299 8213 舓YG 27048 69A8 榨37318 91C6 釆36340 8DF4 跴26240 6680 暀。

高中物理第十一章机械振动单元复习与测试新人教选修

第 11 章机械振动1．对于简谐运动，以下说法正确的选项是()A．简谐运动必定是水平方向的运动B．全部的振动都能够看作是简谐运动C．物体做简谐运动时必定能够获得正弦曲线的轨迹线D．只需振动图象是正弦曲线，物体必定做简谐运动答案：D2．如下图装置，在曲轴上悬挂一弹簧振子，若向下拉振子后开释，让其上下振动，周期为T1. 现使把手以周期T2 匀速转动 (T2 ＞ T1) ，当振子振动稳固后 ()A．弹簧振子振动周期为T1B．弹簧振子振动周期为T2C．要使弹簧振子振幅增大，可减小把手转速D．要使弹簧振子振幅增大，可增大把手转速答案：BD3．一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅 A 与驱动力频次 f 之间的关系如下图．由图可知 ()A．频次为 f2 时，振子处于共振状态B．驱动力频次为f3 时，受迫振动的振幅比共振小，但振子振动的频次仍为f2 C．振子假如做自由振动，它的频次是f2D．振子能够做频次为f1 的等幅振动答案：AC4．如下图是弹簧振子做简谐运动的振动图象，能够判断()A．从 t1 到 t2 时间内系统的动能不停增大，势能不停减小B．从 t2 到 t3 时间内振幅不停增大C． t3 时辰振子处于均衡地点处，动能最大D． t1 、 t4 时辰振子的动能、速度都同样答案：AC5．一个质点做简谐运动，其振动图象如下图，以下说法中正确的选项是() A．振动周期为 4 sB．振动频次为0.25 HzC．经过 5 s 质点经过的行程为20 cmD． 5 s 末质点的位移为零答案：ABD6．如下图是一简谐运动的振动图象，则以下说法正确的选项是()A．该简谐运动的振幅为 6 cm，周期为 8 sB． 6～8 s 时间内，振子由负向最大位移处向均衡地点运动C．图中的正弦曲线表示振子的运动轨迹D．该振动图象对应的表达式为x＝ 3sin πtcm 4答案： BD7．一个质点做简谐运动的图象如下图，以下表达正确的选项是()A．质点的振动频次为 4 HzB．在 10 s 内质点经过的行程是20 cmC．在 5 s 末，速度为零，加快度最大D．在 t ＝ 1.5 s和t＝4.5 s两时辰质点的位移大小相等答案：BCD8．将一单摆向左拉至水平标记线上，从静止开释，当摆球运动到最低点时，摆线遇到阻碍物，摆球持续向右摇动．用频闪照相机拍到如下图的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的选项是()A．摆线遇到阻碍物前后的摆长之比为9∶4B．摆线遇到阻碍物前后的摆长之比为3∶2C．摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大D．摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变答案：AC9．某同学在家里做用单摆测定重力加快度的实验，但没有适合的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块取代了摆球( 如图 ) ，他设计的实验步骤是：A．将石块用细尼龙线系好，结点为N，将尼龙线的上端固定于O点；B．用刻度尺丈量 O、 N 间尼龙线的长度l 作为摆长；C．将石块拉开一个α ≈5°的角度，而后由静止开释；D．从摆球摆到最高点时开始计时，测出30 次全振动的总时间t ，由 T＝t得出周30期；E．改变 O、 N 间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的l和 T；F．求出多次实验中测得的 l 和 T 的均匀值作为计算时使用的数据，代入公式g＝4π 2l求出重力加快度g.T2(1)该同学以上实验步骤中存在错误或不妥的步骤是 ________________ ． ( 只填写相应的步骤代号即可 )(2)该同学测单摆周期时，应用了 ________( 选填“比较法”“放大法”“代替法”“变换法” ) 来减小丈量偏差．(3)该同学用 ON的长 l 作为摆长，这样做惹起的系统偏差将使重力加快度的丈量值比真切值偏大仍是偏小？答案： (1)BDF (2) 放大法 (3) 偏小10．在利用“单摆测定重力加快度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得4π2l到 g＝T2. 只需测出多组单摆的摆长l 和运动周期T，作出 T2－l 图象，就能够求出当地的重力加快度．理论上T2－ l 图象是一条过坐标原点的直线，某同学依据实验数据作出的图象如下图．(1)造成图象可是坐标原点的原由可能是________．(2)由图象求出的重力加快度 g＝ ________m/s2.( 取π 2＝ 9.87)答案：(1) 测摆长时遗漏了摆球半径11．以下图甲是一个单摆振动的情况，最远地点．设摆球向右运动为正方向．(2)9.87O是它的均衡地点，B、 C是摆球所能抵达的图乙是这个单摆的振动图象．依据图象回答：(1)单摆振动的频次是多大？(2)开始时辰摆球在何地点？(3)若当地的重力加快度为 10 m/s2 ，则这个摆的摆长是多少？答案： (1)1.25 Hz(2)B 点 (3)0.16 m12．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图(1) 所示，在弹簧振子的小球上安装一支画图笔 P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔纸带上画出的就是小球的振动图象．取振子水平向右的方向为振子走开均衡地点的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，获得的振动图线如图 (2) 所示．P 在(1)为何一定匀速拖动纸带？(2)刚开始计不时，振子处在什么地点？t ＝ 17 s 时振子相对均衡地点的位移是多少？(3) 若纸带运动的速度为 2 cm/s ，振动图线上1、 3 两点间的距离是多少？(4)振子在 ________s 末负方向速度最大；在________s 末正方向加快度最大； 2.5 s 时振子正在向 ________方向运动．(5)写出振子的振动方程．答案：(1) 在匀速条件下，能够用纸带经过的位移表示时间(2) 左边最大位移零(3)4 cm(4)30 或 4－ x(5)x＝10sin π t－π22cm。

2021年高中物理第十一章机械振动综合测试含解析人教版选修3_4.doc

第十一章《机械振动》综合测试时间：90分钟满分：100分一、选择题(1～6为单选，7～10为多选，每小题4分，共40分) 1.一简谐运动的图象如图所示，在0.1～0.15 s 这段时间内( B )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解析：由图象可知，在t ＝0.1 s 时，质点位于平衡位置，t ＝0.15 s 时，质点到达负向最大位移处，因此在t ＝0.1～0.15 s 这段时间内，质点刚好处于由平衡位置向负向最大位移处运动的过程中，其位移为负值，且数值增大，速度逐渐减小，而加速度逐渐增大，为加速度逐渐增大的减速运动，故加速度方向与速度方向相反，因此选项B 正确．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12，则单摆振动的( C )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，振幅不变解析：单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关，与质量、振幅大小无关，题中单摆振动的频率不变；单摆振动过程中机械能守恒，振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处的势能，因此，题中单摆的振幅改变，选项C 正确．3.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( B )A ．50 gB ．200 gC ．500 gD ．550 g解析：由题意，m 1＝50 g 时，T 1＝1012 s ＝56 s ；m 2＝500 g 时，T 2＝156 s ＝52s ，可见质量m 越大，周期T 也越大．鸟的振动周期T 3＝53s ，因为T 1<T 3<T 2，鸟的质量应满足m 1<m 3<m 2，故选B.4．某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是( A )A ．t ＝1 s 时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B ．t ＝2 s 时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C ．t ＝3 s 时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D ．t ＝4 s 时，振子的速度为正，加速度为负的最大值解析：t ＝1 s 时，振子在正的最大位移处，振子的速度为零，由a ＝－kx /m 知，加速度为负的最大值，A 项正确；t ＝2 s 时，振子位于平衡位置，由a ＝－kx /m 知，加速度为零，B 项错误；t ＝3 s 时，振子在负的最大位移处，由a ＝－kx /m 知，加速度为正的最大值，C 项错误；t ＝4 s 时，振子位于平衡位置，由a ＝－kx /m 知，加速度为零，D 项错误．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( B ) 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，则需把摆长变长，使l g不变．6.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( D )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0解析：本题考查简谐运动的周期性．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．7.如图所示为某鱼漂的示意图．当鱼漂静止时，水位恰好在O 点．用手将鱼漂往下按，使水位到达M 点．松手后，鱼漂会上下运动，水位在MN 之间来回移动．不考虑阻力的影响，下列说法正确的是( AB )A ．鱼漂的运动是简谐运动B ．水位在O 点时，鱼漂的速度最大C ．水位到达M 点时，鱼漂具有向下的加速度D．鱼漂由上往下运动时，速度越来越大解析：设鱼漂的横截面积为S，O点以下的长度为h.当鱼漂静止时，水位恰好在O点，说明在O点浮力等于重力，即mg＝ρgSh.可取O点所在位置为平衡位置，取竖直向下为正，当鱼漂被下按x时，水位在O点上方x处，此时合力为F合＝mg－ρgS(h＋x)＝－ρgSx，同理可得水位在O点下方时也满足此式．因为ρ、g、S都是确定量，所以上述关系式满足简谐运动的条件(F合＝－kx)，鱼漂做的是简谐运动，选项A正确；O点是平衡位置，所以O 点时鱼漂的速度最大，选项B正确；水位到达M点时，鱼漂具有向上的加速度，选项C错误；鱼漂由上往下运动时，可能加速也可能减速，选项D错误．8.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如右图所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动．匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动．把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期．若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图甲所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图乙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则( AC )A．由图线可知T0＝4 sB．由图线可知T0＝8 sC．当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D．在T在8 s附近时，Y显著增大；当T比8 s小得多或大得多时，Y很小解析：题图甲是弹簧振子未加驱动力时的周期，由图线读出的周期为其振动的固有周期，即T 0＝4 s ．题图乙是弹簧振子在驱动力作用下的振动图线，做受迫振动的物体，其振动的周期等于驱动力的周期，即T ＝8 s ．当受迫振动的周期与驱动力的周期相同时，其振幅最大；周期差别越大，其运动振幅越小，由以上分析可知，正确选项为A 、C.9．如图所示，一根绷紧的水平绳上挂五个摆，其中A 、E 摆长均为l ，先让A 摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则( ACD )A ．其他各摆振动周期跟A 摆相同B ．其他各摆振动的振幅大小相等C ．其他各摆振动的振幅大小不同，E 摆的振幅最大D ．B 、C 、D 三摆振动的振幅大小不同，B 摆的振幅最小解析：A 摆振动后迫使水平绳摆动．水平绳又迫使B 、C 、D 、E 四摆做受迫振动，由于物体做受迫振动的周期总是等于驱动力的周期，因此，B 、C 、D 、E 四摆的周期跟A 摆相同．驱动力的频率等于A 摆的固有频率f A ＝1T A ＝12πgl ，其余四摆的固有频率与驱动力的频率关系是：f B ＝12πg0.5l ≈1.41f A ，f C ＝12πg1.5l≈0.82f A f D ＝12πg 2l ≈0.71f A ，f E ＝12πgl＝f A 可见只有E 摆的固有频率与驱动力的频率相等，它发生共振现象，其振幅最大，B 、C 、D 三个摆均不发生共振，振幅各异，其中B 摆的固有频率与驱动力的频率相差最大，所以它的振幅最小．10．如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在B 、C 两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹．已知弹簧的劲度系数为k ＝10 N/m ，振子的质量为0.5 kg ，白纸移动速度为2 m/s ，弹簧弹性势能的表达式E p ＝12ky 2，不计一切摩擦．在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线，则下列说法正确的是( BC )A ．该弹簧振子的振幅为1 mB ．该弹簧振子的周期为1 sC ．该弹簧振子的最大加速度为10 m/s 2D ．该弹簧振子的最大速度为2 m/s解析：弹簧振子的振幅为振子偏离平衡位置的最大距离，所以该弹簧振子的振幅为A ＝0.5 m ，选项A 错误；由题图所示振子振动曲线可知，振动一个周期，白纸移动距离x ＝2 m ，所以弹簧振子的周期为T ＝xv＝1 s ，选项B 正确；该振子所受最大回复力F ＝kA ＝5 N ，最大加速度为a ＝F m ＝10 m/s 2，选项C 正确；根据题述弹簧弹性势能的表达式为E p ＝12ky 2，弹簧振子振动过程中机械能守恒，由12mv 2m ＝12kA 2可得最大速度为v m ＝kmA ＝ 5 m/s ，选项D 错误．二、填空题(每小题9分，共18分)11．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示．这样做的目的是AC(填字母代号)．A ．保证摆动过程中摆长不变B ．可使周期测量得更加准确C ．需要改变摆长时便于调节D ．保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L ＝0.999 0 m ，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图乙所示，则该摆球的直径为12.0 mm ，单摆摆长为0.993 0 m.(3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m 的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A 、B 、C 均为30次全振动的图象，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是A(填字母代号)．解析：(1)夹牢摆线可以使摆动过程中摆线长度不变，夹子可以根据需要改变摆长，故选择A 、C ；(2)游标尺的0刻线与主尺12 mm 对齐，10刻线与主尺刻线对齐，所以读数为12.0 mm ；摆长L ＝0.999 0 m －0.012 02m ＝0.993 0 m ；(3)sin5°＝0.087，摆长为1 m ，所以振幅约为8.7 cm ，C 、D 误差较大；又振子在平衡位置开始计时误差较小，所以t ＝0时，振子应在平衡位置，故选择A.12．用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示．(1)组装单摆时，应在下列器材中选用AD(选填选项前的字母)．A ．长度为1 m 左右的细线B ．长度为30 cm 左右的细线C ．直径为1.8 cm 的塑料球D ．直径为1.8 cm 的铁球(2)测出悬点O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成n 次全振动所用的时间t ，则重力加速度g ＝4π2n 2L t2(用L 、n 、t 表示)． (3)下表是某同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理.组次 1 2 3 摆长L /cm 80.00 90.00 100.00 50次全振动时间t /s90.0 95.5 100.5 振动周期T /s 1.80 1.91 重力加速度g /(m·s －2)9.749.73请计算出第3组实验中的T ＝2.01 s ，g ＝9.76 m/s 2.(4)用多组实验数据作出T 2L 图象，也可以求出重力加速度g .已知三位同学作出的T 2L 图线的示意图如图乙中的a 、b 、c 所示，其中a 和b 平行，b 和c 都过原点，图线b 对应的g 值最接近当地重力加速度的值．则相对于图线b ，下列分析正确的是B(选填选项前的字母)．A ．出现图线a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长LB ．出现图线c 的原因可能是误将49次全振动记为50次C ．图线c 对应的g 值小于图线b 对应的g 值(5)某同学在家里测重力加速度．他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示．由于家里只有一根量程为30 cm 的刻度尺，于是他在细线上的A 点做了一个标记，使得悬点O 到A 点间的细线长度小于刻度尺量程．保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O 、A 间细线长度以改变摆长．实验中，当O 、A 间细线的长度分别为l 1、l 2时，测得相应单摆的周期为T 1、T 2.由此可得重力加速度g ＝4π2(l 1－l 2)T 21－T 22(用l 1、l 2、T 1、T 2表示)．解析：(1)单摆模型需要满足的条件是，摆线的长度远大于小球直径，小球的密度越大越好，这样可以忽略空气阻力．(2)周期T ＝tn ，结合T ＝2πL g ，推出g ＝4π2n 2L t 2. (3)周期T ＝t n ＝100.5 s50＝2.01 s ，由T ＝2πL g，解出g ＝9.76 m/s 2. (4)由T ＝2πL g，两边平方后可知T 2L 是过原点的直线，b 为正确的图象，a 与b 相比，周期相同时，摆长更短，说明a 对应测量的摆长偏小；c 与b 相比，摆长相同时，周期偏小，可能是多记录了振动次数．(5)设A 到铁锁重心的距离为l ，则第1、2次的摆长分别为l ＋l 1、l ＋l 2，由T 1＝2πl ＋l 1g ，T 2＝2πl ＋l 2g ，联立解得g ＝4π2(l 1－l 2)T 21－T 22. 三、计算题(共42分)13．(8分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．(1)求t ＝0.25×10－2s 时刻的位移．(2)从t ＝0到t ＝8.5×10－2s 的时间内，质点的路程、位移各为多大？答案：(1)－1.414 cm (2)34 cm 0解析：(1)由图象可知T ＝2×10－2 s ，则ω＝2πT＝100π，横坐标t ＝0.25×10－2s 时，所对应的纵坐标x ＝－A cos ωt ＝－2cos(100π×0.25×10－2) cm ≈－1.414 cm.(2)因振动是变速运动，因此只能利用其周期性求解．即一个周期内通过的路程为4个振幅，本题中Δt ＝8.5×10－2s ＝174T ，所以通过的路程为174×4A ＝17A ＝17×2 cm ＝34 cm ，经174个周期振子回到平衡位置，位移为零．14．(12分)如图所示，摆长为1 m 的单摆做简谐运动，C 点在悬点O 的正下方，D 点与C 点相距2 m ，C 、D 之间是光滑水平面．当摆球A 摆到左侧最大位移处时，小球B 从D 点以某一速度匀速地向C 点运动，A 、B 两球在C 点迎面相遇，求小球B 的速度大小．(g 取9.8 m/s 2)答案：44n ＋3m/s(n ＝0,1,2，…) 解析：单摆做简谐运动的周期为T ＝2πlg＝2 s ，A 球运动到C 点且速度向左经历的时间为t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫n ＋34T ＝(2n ＋1.5) s (n ＝0,1,2，…)，则B 球的速度为v ＝x t ＝22n ＋1.5 m/s ＝44n ＋3m/s(n ＝0,1,2，…)．15．(12分)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 ，则由图乙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．答案：(1)0.2 s (2)如图所示 (3)1.0 m/s 2解析：(1)由题图乙可知，当纸带匀速前进20 cm 时，弹簧振子恰好完成一次全振动，由v ＝xt ，可得t ＝x v ＝0.21s ，所以T ＝0.2 s ； (2)由题图乙可以看出P 的振幅为2 cm ，振动图象如答案图所示；(3)当纸带做匀加速直线运动时，振子振动周期仍为0.2 s ，由丙图可知，两个相邻0.2s 时间内，纸带运动的距离分别为0.21 m 、0.25 m ，由Δx ＝aT 2，得a ＝0.25－0.210.22 m/s 2＝1.0 m/s 2.16.(10分)如图所示，质量为m ＝0.5 kg 的物体放在质量为M ＝4.5 kg 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＝400 N/m，振幅为A＝0.1 m．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．(g取10 m/s2)答案：(1)9 N (2)1 N解析：(1)在平衡位置，设弹簧压缩量为x，有(M＋m)g＝kx，解得x＝0.125 m.在最低点，设物体对平台压力大小为F1，由牛顿第三定律可知，平台对物体的支持力大小也为F1，对整体k(x＋A)－(M＋m)g＝(M＋m)a1.对m，F1－mg＝ma1，解得a1＝8 m/s2，F1＝9 N.(2)在最高点，设物体对平台压力大小为F2，对整体(M＋m)g－k(x－A)＝(M＋m)a2.对m，mg－F2＝ma2，解得a2＝8 m/s2，F2＝1 N.。

高二物理下册第十一章机械振动单元检测试题(含参考答案)

高二物理下册第十一章机械振动单元检测试题(含参考答案)第十一章机械振动综合练习2一、选择题．．弹簧振子作简谐运动，t1时刻速度为v,t2时刻也为v,且方向相同。

已知小于周期T，则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．一弹簧振子的振幅为A,下列说法正确的是A．在T/４时间内，振子发生的位移一定是A,路程也是AB．在T/4时间内，振子发生的位移不可能是零，路程不可能为Ac．在T/2时间内，振子发生的位移一定是2A,路程一定是2AD．在T时间内，振子发生的位移一定为零，路程一定是4A．卡车在水平道路上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物的振动为简谐运动，以向上的位移为正，其振动图象如图所示，在图象上取a、b、c、d四点，则下列说法中正确的是A．a点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小B．b点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大c．c点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小D．d点对应的时刻货物对车厢底板的压力小于货物重力．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．单摆摆动的过程，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．将该单摆悬挂在匀减速下降的升降机中，其摆动周期TT0．一物体在某行星表明所受万有引力是在地球表面时的16倍，在地球上走得很准的摆钟搬到该行星上，分针走一圈所用时间实际是A．1/4hB．1/2hc．3hD．4h．如图所示，固定曲面Ac是一段半径为4.0米的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A点，AB=10c，现将一小物体先后从斜面顶端c和斜面圆弧部分中点D处由静止释放，到达斜曲面低端时速度分别为v1和v2，所需时间为t1和t2，以下说法正确的是：A．v1>v2,t1=t¬2B．v1>v2,t1>t¬2c．v1t¬2．一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是A．时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B．时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小c．时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D．时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大．质量不计的弹簧下端固定一小球。

高中物理第十一章机械振动单元检测新人教版选修3-4(2021年最新整理)

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第十一章机械振动单元检测（时间:90分钟满分：100分）一、选择题（每题5分，共8小题，40分)1．如图所示,在重力场中，将一只轻质弹簧的上端悬挂在天花板上，下端连接一个质量为M的木板，木板下面再挂一个质量为m的不带电物体.当剪掉m后发现:木板的速率再次为零时，弹簧恰好能恢复到原长,则M与m之间的关系必定为（)A．M＞m B．M＝mC．M＜m D．不能确定2．如图所示，将一个筛子用四根弹簧支起来(后排的两根弹簧未画出)，筛子上装—个电动偏心轮，这就做成了一个共振筛。

工作时偏心轮被电动机带动匀速转动，从而给筛子施加与偏心轮转动周期相同的周期性驱动力，使它做受迫振动。

现有一个共振筛其固有周期为0。

8 s，电动偏心轮的转速是80 r/min，在使用过程中发现筛子做受迫振动的振幅较小.已知增大偏心轮电动机的输入电压，可使其转速提高；增加筛子的质量,可以增大筛子的固有周期。

下列做法中可能实现增大筛子做受迫振动的振幅的是（)A．适当增大筛子的质量B．适当增大偏心轮电动机的输入电压C．适当增大筛子的质量同时适当增大偏心轮电动机的输入电压D．适当减小筛子的质量同时适当减小偏心轮电动机的输入电压3．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1。

5 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/minC．60次/min D．50次/min4．如图所示,摆球质量相同的四个摆的摆长分别为L1＝2 m、L2＝1。

2021届高考物理：机械振动含答案

B．第1 s末与第3 s末的位移相同C．第1 s末与第3 s末的速度相同D．第3 s末至第5 s末各时刻的位移方向都相同E．第3 s末至第5 s末各时刻的速度方向都相同ABE[由关系式可知ω＝π4rad/s，T＝2πω＝8 s，A对；将t＝1 s和t＝3 s代入关系式中求得两时刻位移相同，B对；可以作出质点的振动图象，得第1 s末和第3 s末的速度方向不同，C错；得第3 s末至第5 s末各时刻质点的位移方向相反，而速度的方向相同，D错，E对。

]简谐运动的特征(o[依题组训练])BDE[摆钟走时快了，说明摆钟的周期变小了，根据T＝2πLg可知增大摆长L可以增大摆钟的周期，A错误；挑水时为了防止水从桶中荡出，可以改变走路的步频，B正确；在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是受迫振动，C错误；部队便步通过桥梁，不能产生较强的驱动力，就避免桥梁发生共振现象，故D正确；当声音频率等于玻璃杯频率时，杯子发生共振而破碎，E正确。

]2．(多选)(20xx·大连模拟)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，则下列说法正确的是( ) 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fE．当f＝f0时，该振动系统一定发生共振BDE[受迫振动的振幅A随驱动力的频率变化的规律如图所示，显然选项A错误，B正确；稳定时系统的频率等于驱动力的频率，即选项C错误，D正确；根据共振产生的条件可知，当f＝f0时，该振动系统一定发生共振，选项E正确。

]实验：探究单摆的运动，用单摆测重力加速度[依题组训练]。

高中物理第十一章机械振动测评含解析新人教版选修3_420190415145.docx

测评(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分。

每小题至少有一个选项是正确的)1.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧一端挂在天花板上,O点为弹簧自然伸长时下端点的位置。

当在弹簧下端挂钩上挂一质量为m的砝码后,砝码开始由O位置起做简谐运动,它振动到下面最低点位置A距O点的距离为l0,则()A.振动的振幅为l0B.振幅为C.平衡位置在O点D.平衡位置在OA中点B的上方某一点答案：B2.质点沿x轴做简谐运动,平衡位置为坐标原点O,质点经过a点和b点时速度相同,所花时间t ab=0.2 s;质点由b点再次回到a点花的最短时间t ba=0.4 s。

则该质点做简谐运动的频率为()A.1 HzB.1.25 HzC.2 HzD.2.5 Hz解析：由题意知a、b两点关于O点对称,由t ab=0.2 s、t ba=0.4 s知,质点经过b点后还要继续向最大位移处运动,直到最大位移处,然后再回来经b点到a点,则质点由b点到最大位移处再回到b点所用时间为0.2 s,则t ab+(t ba-t ab),解得周期T=0.8 s,频率f==1.25 Hz。

答案：B3.关于简谐运动的周期,以下说法正确的是()A.间隔一个周期的两个时刻,物体的振动情况完全相同B.间隔半个周期奇数倍的两个时刻,物体的速度和加速度可能同时相同C.半个周期内物体动能的变化一定为零D.一个周期内物体势能的变化一定为零解析：根据周期的意义知,物体完成一次全振动,所有的物理量都恢复到初始状态,故选项A、D 正确;当间隔半个周期的奇数倍时,所有的矢量都变得大小相等、方向相反,故选项B错误;由于间隔半个周期各矢量大小相等,所以物体的动能必定相等,没有变化,故选项C正确。

答案：ACD4.导学号73884040如图所示,三根细线于O点处打结,A、B两端固定在同一水平面上相距为L的两点上,使△AOB成直角三角形,∠BAO=3 °。

机械振动综合试题及答案

第11章机械振动单元测试一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分．在每小题给出地四个选项中,有地只有一个选项正确,有地有多个选项正确,把正确选项前地字母填在题后地括号内．全部选对地得4分,选对但不全地得2分,有选错或不答地得0分)1．一质点做简谐运动,则下列说法中正确地是()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2．如图1所示是一做简谐运动物体地振动图象,由图象可知物体速度最大地时刻是()A．t1B．t2C．t3D．t4图1 图23．一质点做简谐运动地振动图象如图2所示,质点地速度与加速度方向相同地时间段是()A．0～0.3sB．0.3～0.6sC．0.6～0.9sD．0.9～1.2s 4．一个弹簧振子放在光滑地水平桌面上,第一次把它从平衡位置拉开距离为d,释放后做简谐运动,振动频率为f；第二次把它从平衡位置拉开距离为3d,释放后仍做简谐运动,其振动频率为f2.则f1∶f2等于()A．1∶3B．3∶1C．1∶1D.3∶15．自由摆动地秋千,摆动地振幅越来越小,下列说法正确地是()A．机械能守恒B．总能量守恒,机械能减小C．能量正在消失D．只有动能和势能地转化6如图3所示,一质点做简谐运动,先后以相同地速度依次通过A、B两点,历时1s,质点通过B点后再经过1s又第2次通过B点,在这2s内质点通过地总路程为12cm.则质点地振动周期和振幅分别为()A．3s,6cmB．4s,6cmC．4s,9cmD．2s,8cm图3 图47.如图4所示,光滑槽半径远大于小球运动地弧长,今有两个小球同时由图示位置从静止释放,则它们第一次相遇地地点是()A．O点B．O点左侧C．O点右侧D．无法确定8．摆长为L 地单摆做简谐振动,若从某时刻开始计时(取作t ＝0),当振动至t ＝3π2Lg时,摆球具有最大速度,则单摆地振动图象是图5中地( )图5 图69．如图6所示,单摆摆长相同,平衡时两摆球刚好接触,现将摆球A 在两摆线所在平面内向左拉开一小角度后释放．碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动,以m A 、m B 分别表示摆球A 、B 地质量,则( )A ．如果m A ＞mB ,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧 B ．如果m A ＜m B ,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C ．无论两球地质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧D ．无论两球地质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧10．在实验室可以做“声波碎杯”地实验,用手指轻弹一只酒杯,可以听到清脆地声音,测得这个声音地频率为500Hz.将这只酒杯放在两只大功率地声波发生器之间,操作人员通过调整其发出地声波,就能使酒杯碎掉,下列说法中正确地是( ) A ．操作人员一定是把声波发生器地功率调到很大B ．操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高地超声波C ．操作人员一定是同时增大了声波发生器发出声波地频率和功率D ．操作人员一定是将声波发生器发出地声波频率调到500Hz二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分．把答案填在题中横线上)11．某实验小组拟用如图7甲中装置研究滑块地运动．实验器材有滑块、钩码、纸带、M 尺、带滑轮地长木板,以及漏斗和细线组成地单摆等．实验中,滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动,同时单摆垂直于纸带运动方向摆动,漏斗漏出地有色液体在纸带上留下地痕迹记录了漏斗在不同时刻地位置．图7 图8(1)在图乙中,从________纸带可看出滑块地加速度和速度方向一致．(2)用该方法测量滑块加速度地误差主要来源有：________、________(写出两个即可)．12．(1)在“用单摆测重力加速度”地实验中,下列措施中可以提高实验精度地是________．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)某同学在做“利用单摆测重力加速度”地实验中,先测得摆线长为97.50cm,摆球直径为2.00cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用地时间,则：①该摆摆长为________cm.②如果测得地g值偏小,可能地原因是________.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并测出相应地周期T,从而得出一组对应地l与T地数据,再以l为横坐标,T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图8所示,并求得该直线地斜率为k,则重力加速度g＝________(用k表示)．三、计算题(本题共4小题,共44分,解答应写出必要地文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案地不能得分．有数值计算地题,答案中必须明确写出数值和单位) 13．(10分)一弹簧振子地质量为100g,频率为2Hz,若把振子拉开4cm后放开,弹簧地劲度系数为100N/m,求：(1)弹簧振子地最大加速度大小；(2)3s内振子通过地总路程．14．(10分)有人利用安装在气球载人舱内地单摆来确定气球地高度．已知该单摆在海平面处地周期是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地高度h,把地球看成质量均匀分布地半径为R地球体．115．(12分)如图9所示,两个完全相同地弹性小球A和B分别挂在l和l/4地细线上,重心在同一水平面且小球恰好相互接触,把第一个小球A向右拉开一个不大地距离后由静止释放,经过多长时间两球发生第12次碰撞(两球碰撞时交换速度)?图916．(12分)如图10所示,一块涂有炭黑地玻璃板,质量为2kg,在拉力F地作用下,由静止开始竖直向上做匀加速运动．一个装有水平振针地振动频率为5Hz地固定电动音叉在玻璃上画出了图示曲线,量得OA＝1cm,OB＝4cm,OC＝9cm,求外力F地大小．(g取10m/s2)图10答案选择题1解读：选D.如图所示,设质点在A、B之间振动,O点是它地平衡位置,并设向右为正．在质点由O向A 运动过程中其位移为负值；而质点向左运动,速度也为负值．质点在通过平衡位置时,位移为零,回复力为零,加速度为零,但速度最大．振子通过平衡位置时,速度方向可正可负,由F＝－kx知,x相同时F相同,再由F＝ma知,a相同,但振子在该点地速度方向可能向左也可能向右．2．解读：选B.据简谐运动地特点可知,振动地物体在平衡位置时速度最大,振动物体地位移为零,此时对应题图中地t2时刻,B对．3．解读：选BD.质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同,与位移方向相反,总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同,位移减小时速度与位移方向相反．4解读：选C.因为弹簧振子固有周期和频率与振幅大小无关,只由系统本身决定,所以f1∶f2＝1∶1,选C.5解读：选B.对于阻尼振动来说,机械能不断转化为内能,但总能量是守恒地．6.解读：选B.因质点通过A、B两点时速度相同,说明A、B两点关于平衡位置对称,由时间地对称性可知,质点由B 到最大位移,与由A 到最大位移时间相等；即t 1＝0.5 s,则T2＝t AB ＋2t 1＝2 s,即T ＝4 s,由过程地对称性可知：质点在这2 s 内通过地路程恰为2 A ,即2A ＝12 cm,A ＝6 cm,故B 正确． 7.解读：选A.两球释放后到槽最低点前地运动为简谐运动且为单摆模型．其周期T ＝2πR g,两球周期相同,从释放到最低点O 地时间t ＝T4相同,所以相遇在O 点,选项A 正确．8．解读：选C.从t ＝0时经过t ＝3π2Lg 时间,这段时间为34T ,经过34T 摆球具有最大速度,说明此时摆球在平衡位置,在给出地四个图象中,经过34T 具有负向最大速度地只有C 图,选项C 正确．9.解读：选CD.单摆做简谐运动地周期T ＝2πl g,与摆球地质量无关,因此两单摆周期相同．碰后经过12T 都将回到最低点再次发生碰撞,下一次碰撞一定发生在平衡位置,不可能在平衡位置左侧或右侧．故C 、D 正确．10．解读：选D.通过调整发生器发出地声波就能使酒杯碎掉,是利用共振地原理,因此操作人员一定是将声波发生器发出地声波频率调到500 Hz,故D 选项正确．二、填空题(本题共2小题,每小题8分,共16分．把答案填在题中横线上) 11答案：(1)B (2)摆长地测量、漏斗重心地变化、液体痕迹偏粗、阻力变化…… 12答案：(1)ABC (2)①98.50 ②B ③4π2k计算题13．(10分)解读：由题意知弹簧振子地周期T ＝0.5 s, 振幅A ＝4×10－2 m. (1)a max ＝kx max m＝kA m＝40 m/s 2.(2)3 s 为6个周期,所以总路程为s ＝6×4×4×10－2 m ＝0.96 m.答案：(1)40 m/s 2 (2)0.96 m14．(10分)解读：设单摆地摆长为L ,地球地质量为M ,则据万有引力定律可得地面地重力加速度和高山上地重力加速度分别为：g ＝G M R 2,g h ＝GMR ＋h2据单摆地周期公式可知T 0＝2πL g,T ＝2πL g h由以上各式可求得h ＝(TT 0－1)R .答案：(TT 0－1)R15．(12分解读：球A 运动地周期T A ＝2πl g,球B 运动地周期T B ＝2πl /4g＝πl g.则该振动系统地周期T ＝12T A ＋12T B ＝12(T A ＋T B )＝3π2l g.在每个周期T 内两球会发生两次碰撞,球A 从最大位移处由静止开始释放后,经6T ＝9πl g,发生12次碰撞,且第12次碰撞后A 球又回到最大位置处所用时间为t ′＝T A /4. 所以从释放A 到发生第12次碰撞所用时间为t ＝6T －t ′＝9πl g －2T 2l g＝17π2l g.答案：17π2l g16．(12分解读：在力F 作用下,玻璃板向上加速,图示OC 间曲线所反映出地是振动地音叉振动位移随时间变化地规律,其中直线OC 代表音叉振动1.5个周期内玻璃板运动地位移,而OA 、AB 、BC 间对应地时间均为0.5个周期,即t ＝T 2＝12f＝0.1 s ．故可利用匀加速直线运动地规律——连续相等时间内地位移差等于恒量来求加速度．设板竖直向上地加速度为a ,则有：s BA －s AO ＝aT 2①s CB －s BA ＝aT 2,其中T ＝152s ＝0.1 s ②由牛顿第二定律得F －mg ＝ma ③ 解①②③可求得F ＝24 N. 答案：24 N。

选修1高中物理《机械振动》单元测试题含答案

选修1高中物理《机械振动》单元测试题含答案一、机械振动选择题1．如图所示为某物体系统做受迫振动的振幅A 随驱动力频率f 的变化关系图，则下列说法正确的是A ．物体系统的固有频率为f 0B ．当驱动力频率为f 0时，物体系统会发生共振现象C ．物体系统振动的频率由驱动力频率和物体系统的固有频率共同决定D ．驱动力频率越大，物体系统的振幅越大2．如图所示，质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T ，振动过程中m 、M 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍B ．若2Tt ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于mkx m M+ 3．用图甲所示的装置可以测量物体做匀加速直线运动的加速度，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。

物体带动纸带一起向左运动时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下如图所示的径迹。

图乙为某次实验中获得的纸带的俯视图，径迹与中央虚线的交点分别为A 、B 、C 、D ，用刻度尺测出A 、B 间的距离为x 1；C 、D 间的距离为x 2。

已知单摆的摆长为L ，重力加速度为g ，则此次实验中测得的物体的加速度为（）A ．212()x x gLπ-B ．212()2x x gLπ-C ．212()4x x gLπ-D ．212()8x x gLπ-4．如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D ，其中甲是从圆心A 出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达最低点D ，丙沿圆弧轨道从C 点运动到D ，且C 点很靠近D 点，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是（）A ．丙球最先到达D 点，乙球最后到达D 点B ．甲球最先到达D 点，乙球最后到达D 点C ．甲球最先到达D 点，丙球最后到达D 点D ．甲球最先到达D 点，无法判断哪个球最后到达D 点5．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T 形支架在竖直方向振动， T 形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统．圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示．圆盘匀速转动时，小球做受迫振动．小球振动稳定时．下列说法正确的是（）A ．小球振动的固有频率是4HzB ．小球做受迫振动时周期一定是4sC ．圆盘转动周期在4s 附近时，小球振幅显著增大D ．圆盘转动周期在4s 附近时，小球振幅显著减小6．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用力传感器测得摆线的拉力大小F 随时间t 变化的图象如图所示，已知单摆的摆长为l ，则重力加速度g 为( )A．224ltπB．22ltπC．2249ltπD．224ltπ7．质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v—t关系是( )A．B．C．D．8．如图所示是在同一地点甲乙两个单摆的振动图像，下列说法正确的是A．甲乙两个单摆的振幅之比是1：3B．甲乙两个单摆的周期之比是1：2C．甲乙两个单摆的摆长之比是4：1D．甲乙两个单摆的振动的最大加速度之比是1 ：49．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图像可知A．甲、乙两单摆的周期之比是3:2 B．甲、乙两单摆的摆长之比是2:3C．t b时刻甲、乙两摆球的速度相同D．t a时刻甲、乙两单摆的摆角不等10．如图所示，一根不计质量的弹簧竖直悬吊铁块M，在其下方吸引了一磁铁m，已知弹簧的劲度系数为k，磁铁对铁块的最大吸引力等于3m g，不计磁铁对其它物体的作用并忽略阻力，为了使M和m能够共同沿竖直方向作简谐运动，那么（）A ．它处于平衡位置时弹簧的伸长量等于()2M m gk+B ．振幅的最大值是()2M m gk+C ．弹簧弹性势能最大时，弹力的大小等于()2M m g +D ．弹簧运动到最高点时，弹簧的弹力等于011．如图所示，在水平地面上，有两个用轻质弹簧相连的物块A 和B ，它们的质量均为m ，弹簧的劲度系数为k ，现将一个质量也为m 的物体C 从A 的正上方一定高度处由静止释放，C 和A 相碰后立即粘在一起，之后在竖直方向做简谐运动。

(完整版)高中物理第11章高中物理选修3-4机械振动和机械波光学典型例题(含答案)【经典】

选修3-4 机械振动和机械波电磁振荡与电磁波光现象相对论知识点1：简谐运动的特点（各物理量的变化及对称性）1．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( )． A ．位移 B ．速度 C ．加速度 D ．回复力答案 B 2．两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速度v 1、v 2(v 1＞v 2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f 1、f 2和A 1、A 2，则( )．答案 CA ．f 1＞f 2，A 1＝A 2B ．f 1＜f 2，A 1＝A 2C ．f 1＝f 2，A 1＞A 2D ．f 1＝f 2，A 1＜A 21．(单选)若单摆的摆长适当变大，摆球的质量由20 g 增加为40 g ，摆球离开平衡位置的最大角度不变，则单摆振动的( )．答案 BA ．频率不变，振幅不变B ．频率变小，振幅变大C ．频率变小，振幅不变D ．频率变大，振幅变大 3．(单选)如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中( )．答案 C A ．甲的振幅大于乙的振幅 B ．甲的振幅小于乙的振幅C ．甲的最大速度小于乙的最大速度D ．甲的最大速度大于乙的最大速度3．如图所示，弹簧振子在B 、C 间振动，O 为平衡位置，BO ＝OC ＝5 cm ，若振子从B 到C 的运动时间是1 s ，则下列说法正确的是( )．答案 D A ．振子从B 经O 到C 完成一次全振动 B ．振动周期是1 s ，振幅是10 cmC ．经过两次全振动，振子通过的路程是20 cmD ．从B 开始经过3 s ，振子通过的路程是30 cm2．如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a 到b 历时0.2 s ，振子经a 、b 两点时速度相同，若它从b 再回到a 的最短时间为0.4 s ，则该振子的振动频率为( )．答案 B A ．1 Hz B ．1.25 Hz C ．2 Hz D ．2.5 Hz如图，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a 、b 两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A 0，周期为T 0.当物块向右通过平衡位置时，a 、b 之间的粘胶脱开；以后小物块a 振动的振幅和周期分别为A 和T ，则A ________A 0(填“>”、“<”或“＝”), T ________T 0(填“>”、“<”或“＝”)．答案 < <14．如图所示，质量为M 、倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k 、自然长度为L 的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m 的物块．压缩弹簧使其长度为34L 时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态．重力加速度为g .(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度；(2)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x 表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动； (3)求弹簧的最大伸长量；解析 (1)设物块在斜面上平衡时，弹簧伸长量为ΔL ，有mg sin α－k ΔL ＝0解得ΔL ＝mg sin αk ，此时弹簧的长度为L ＋mg sin αk ，(2)当物块的位移为x 时，弹簧伸长量为x ＋ΔL ，物块所受合力为F 合＝mg sin α－k (x ＋ΔL )，联立以上各式可得F 合＝－kx 可知物块做简谐运动。

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。

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