【精修版】物理(选修3-4)：第11章《机械振动》精选试题第十一章单元测试题

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选修3-4第11章《机械振动》单元测试

第11章《机械振动》单元测试题一、选择题1．质点做简谐运动时( )A ．加速度的大小与位移成正比，方向与位移的方向相反B ．加速度的大小与位移成正比，方向与位移的方向相同C ．速度的大小与位移成反比，方向与位移的方向相反D ．速度的大小与位移成反比，方向与位移的方向相同2．关于弹簧振子的简谐运动，下列说法中正确的是( )A ．位移的方向总是由平衡位置指向振子所在的位置B ．加速度的方向总是由振子所在的位置指向平衡位置C ．振子由位移最大的位置向平衡位置运动时，做的是匀加速运动D ．振子的加速度最大时速度为零，速度最大时加速度为零3．关于简谐运动的有关物理量，下列说法中正确的是( )A ．回复力方向总是指向平衡位置B ．向平衡位置运动时，加速度越来越小，速度也越来越小C ．加速度和速度方向总是跟位移方向相反D ．速度方向有时跟位移方向相同，有时相反4．如图所示，弹簧振子由平衡位置O 向位移最大处B 运动的过程中，( )A ．回复力减小B ．位移变小C ．速度增大D ．加速度增大5．如图，弹簧振子在A 、B 之间做简谐运动，O 为平衡位置，则( )A ．当振子从O 向A 运动时，位移变小B ．当振子从A 向O 运动时，速度变大C ．当振子从O 向B 运动时，加速度变小D ．当振子从B 向O 运动时，回复力变大6．弹簧振子在振动过程中，每一次经过同一位置时，都具有相同的( )A ．位移、速度B ．速度、加速度C ．动能、速度D ．回复力、势能7．单摆在振动过程中，当摆球的重力势能增大时，摆球的( )A ．位移一定减小B ．回复力一定减小C ．速度一定减小D ．加速度一定减小8．一弹簧振子的振动周期为0.25S ，从振子由平衡位置向右运动时开始计时，则经过0.17S ，振子的振动情况是( )A ．正在向右做减速运动B ．正在向右做加速运动C ．正在向左做加速运动D ．正在向左做减速运动9．图示是做简谐运动的质点的位移-时间图象，在t = 4s 时，质点的( )A ．加速度为零，速度为正方向的最大值B ．加速度为零，速度为负方向的最大值C ．速度为零，加速度为正方向的最大值D ．速度为零，加速度为负方向的最大值10．某一单摆的位移-时间如图所示，则该单摆的( )A ．振幅是0.2mB ．周期为1.25sC ．频率为1HzD ．摆长为1m11．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，加速度为零12．将秒摆（周期为2s ）改装成频率为1Hz 的单摆，应采取的措施是( )A ．摆长减为原来的41B ．振幅增为原来的2倍C ．摆长增为原来的4倍D ．摆球质量减为原来的一半13．在走时准确的摆钟，搬到XX 岛后走时将( )A ．变慢，调准时应增加摆长B ．变快，调准时应增加摆长C ．变慢，调准时应减小摆长D ．变快，调准时应减小摆长14．一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A 、B 两点，历时1s ，质点通过B 点后，再经过1s ，第二次通过B 点，在这2s 内，质点的总路程是12cm ，则质点振动的周期和振幅分别为( )A ．2s ，6cmB ．4s ，6cmC ．4s ，9cmD ．2s ，8cm15．卡车在水平路面上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物做简谐运动，则货物对车厢底板压力最小的时刻是( )A ．货物通过平衡位置向上运动时B ．货物通过平衡位置向下运动时C ．货物向上达到最大位移时D ．货物向下达到最大位移时16．如图，在一根X 紧的绳上挂几个单摆，其中C 、E 两个摆的摆长相等，先使C 摆振动，其余几个摆在C 摆的带动下也发生了振动，则( )A ．只有E 摆的振动周期与C 摆相同B ．B 摆的频率比A 、D 、E 摆的频率小C ．E 摆的振幅比A 、B 、D 摆的振幅大D ．B 摆的振幅比A 、D 、E 摆的振幅大17．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二、填空题18．弹簧振子在振动过程中的两个极端位置(即弹簧压缩得最短和拉得最长)间的距离是5cm ，振动的频率是 2.5Hz ，则它的振幅是___________cm ，2s 内振子通过的路程是___________cm 。

人教版选修3-4第11章机械振动单元测试1

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（每小题5分，共50分）1•单摆通过平衡位置时，小球受到的回复力（）A •指向地面B •指向悬点C •数值为零D •垂直于摆线解析做简谐运动的质点，只有在离开平衡位置时才受到回复力，“平衡位置”的意义就是回复力为零的位置，此处的合力却不一定为零. 答案 C 2•简谐运动属于（）A •匀变速直线运动B •匀速直线运动C •曲线运动D •变速运动解析简谐运动的加速度大小不断变化，选项 A、B错误；简谐运动可能是直线运动，也可能是曲线运动，简谐运动的速度不断变化，是变速运动，选项D正确.答案 D3•如图所示为某质点在0〜4 s内的振动图象，贝U （）+ x/mA •质点振动的振幅是4mB •质点振动的频率为4 HzC.质点在4 s末的位移为8 mD.质点在4 s内的路程为8 mE.质点在t= 1 s到t= 3 s的时间内，速度先沿x轴正方向后沿x轴负方向，且速度先增大后减小1 解析由图可知振动的振幅A=2 m，周期T= 4 s,则频率f =〒二0.25 Hz，选项A、B错误；振动质点的位移是质点离开平衡位置的位移， 4s末的位移为零，选项C错误；路程s= 4A= 8 m，选项D正确；质点从t= 1 s到t = 3 s 的时间内，一直沿x轴负方向运动，选项E错误.答案 D4 •做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原的4倍，摆球经过平衡位1置时速度减小为原的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.答案 C5•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（）专 ---PA •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2sD.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=0.5X 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0.5Hz，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. 答案 D 6.—个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，那么这两个时刻弹簧振子的（）A .速度一定大小相等，方向相反B.加速度一定大小相等，方向相反C.位移一定大小相等，方向相反D •以上三项都不对解析由弹簧振子的运动规律知，当弹簧弹力大小相等、方向相反时，这两时刻振子的位移大小相等、方向相反，加速度大小相等、方向相反，B、C 正确；由于物体的运动方向在两时刻可能为同向，也可能为反向，故A错误•故正确答案为B、C.答案 BC7.某同学在研究单摆的受迫振动时，得到如图所示的共振曲线.横轴表示驱动力的频率，纵轴表示稳定时单摆振动的振幅.已知重力加速度为g,下列说法中正确的是（）A .由图中数据可以估算出摆球的摆长B.由图中数据可以估算出摆球的质量C.由图中数据可以估算出摆球的最大动能D.如果增大该单摆的摆长，则曲线的峰将向右移动解析从单摆的共振曲线可以得出单摆的固有频率，单摆的固有频率等于振幅最大时的驱动力的频率，根据单摆的频率可以计算出单摆的周期，根据单摆的周期公式可以算出单摆的摆长，选项 A正确；从单摆的周期无法计算出单摆的摆球质量和摆球的最大动能，选项 B、C错误；如果增大单摆的摆长，单摆的周期增大，频率减小，曲线的峰将向左移动，选项D错误.答案 A8.A、B两个单摆，A摆的固有频率为f，B摆的固有频率为4f，若让它们在频率为5f的驱动力作用下做受迫振动，那么 A、B两个单摆比较（）A.A摆的振幅较大，振动频率为fB.B摆的振幅较大，振动频率为5fC.A摆的振幅较大，振动频率为5fD.B摆的振幅较大，振动频率为4f解析 A、B两摆均做受迫振动，其振动频率应等于驱动力的频率即 5f,因B 摆的固有频率接近驱动力的频率，故 B摆的振幅较大，B正确，A、C、D错误.答案 B 9.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（）f x/cm 乙图4A•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= 2n ,g，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.答案 AB10.一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点.t二0时刻振子的位移x=—40.1 m； t= 3 s时刻x= 0.1 m； t=4 s时刻x= 0.1 m .该振子的振幅和周期可能为（）8A. 0.1 m，3 sB. 0.1 m,8 s8C.0.2 m，3 sD. 0.2 m,8 s一8 4解析若振幅A= 0.1 m，T= 3 s，则3 s为半周期，从—0.1 m处运动到0.1 m4 8处，符合运动实际，4 s—4s= 3 s为一个周期，正好返回0.1 m处，所以A8 4 T动到正的最大位移处，所以B错；若A= 0.2 m, T=3 s, 4 s= 2，振子可以一 4 8由一0.1 m处运动到对称位置，4 s — 3 s= 3 s= T,振子可以由0.1 m处返回0.1 m 处，所以 C 对；若 A= 0.2 m, T= 8 s, 4 s= 2X g,而 sin 罕召=2, T 8即乜时间内，振子可以从平衡位置运动到0.1 m处，再经3 s又恰好能由0.1 m 处运动到0.2 m处后，再返回0.1 m处，所以D对.故正确答案为ACD.答案 ACD二、填空题(每小题5分，共10分)11 .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，其中正确的是的字母).(填选项前A .把单摆从平衡位置拉开30 °勺摆角，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，则单摆周期为盅C.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解析(1)由标尺的0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整厘米数为0.9 cm,标尺中第7条线与主尺刻度对齐，所以应为 0.07 cm,所以摆球直径为0.9 cm+ 0.07 cm= 0.97 cm.(2)单摆应从最低点计时，故 A错；因一个周期内，单摆有2次通过最低点，故B错；由T = 2n : g得，g=旱，若用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，则g偏4 1项正确；若A= 0.1 m，T= 8 s，3 s只是T的6不可能由负的最大位移处运大，C对；因空气阻力的影响，选密度小的摆球，测得的 g值误差大， D 错.答案 (1)0.97 (2)C12•—砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图6甲所示，该装置可用于研究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，振动图线如图乙所示•当把手以某一速度匀速运动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示.若用T o表示弹簧振子的固有周期,T表示驱动力的周期，A 表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则:⑴稳定后，物体振动的频率f= Hz.(2)欲使物体的振动能量最大，需满足什么条件?答:(3)利用上述所涉及的知识，请分析某同学所提问题的物理依据.“某同学考虑，我国火车第六次大提速时，需尽可能的增加铁轨单节长或者是铁轨无接头”.答: ___________________1 1解析⑴由题目中丙图可知，f=〒=4 Hz= 0.25 Hz.(2)物体的振动能量最大时，振幅最大，故应发生共振，所以应有T = T o = 4 s.(3)若单节车轨非常长，或无接头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有周期，使火车的振幅较小，以便提高火车的车速.答案(1)0.25 ⑵、(3)见解析三、计算题(共4小题，共40分)13.(8分)如图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？解析(1)由振动图象可得：A = 5 cm, T=4 s, ©= 02 n n贝U 3=〒=2 rad/sn故该振子做简谐运动的表达式为：x= 5sin /(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，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，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 5X 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，振子路程s= 20X 25 cm= 500 cm =5 m.n答案 (1)x= 5sin 2t(cm)⑵见解析⑶0 5 m14.(10分)弹簧振子以0点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20cm.某时刻振子处于B点，经过0.5 s,振子首次到达C点，求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小；(3)振子在B点的加速度大小跟它距 O点4 cm处P点的加速度大小的比值.解析(1)由题意可知，振子由B-C经过半个周期，即舟=0.5 s,故T= 1.0 s,(2)振子经过1个周期通过的路程s i = 0.4 m.振子5 s内振动了五个周期，回到B点，通过的路程：s= 5s i = 2 m.位移大小x= 10 cm= 0.1 m.a g⑶由F —kx可知：在B点时F g— kx O.h在P点时F P— kx 0.04,故丛F Bm==5 : 2.F Pm答案 (1)1.0 s 1 Hz (2)2 m 0.1 m (3)5 : 215.(10分)如图8所示是一个单摆的共振曲线.(1)若单摆所处环境的重力加速度 g取9.8 m/s2,试求此摆的摆长;(2)若将此单摆移到高山上，共振曲线的“峰”将怎样移动？解析(1)由图象知，单摆的固有频率f= 0.3 Hz.由 f= 2n 仲得 I = 4"^?= , —9食 c 以 m~ 2.8 m2 n Y l 4 nf 4x 3.14 X 0.3⑵由f=2n/^知，单摆移动到高山上，重力加速度g减小，其固有频率减小，故共振曲线的“峰”将向左移动.答案 (1)2.8 m (2)向左移动16.(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/s2,则该单摆振动周期是多少？t 284 l~i 4 TT I 解析(1)周期T= n =五s= 2.84 s.由周期公式T= 2n ；g得g ==2；4昇2m/s2" 9.78m/W.(2)T' 答案 (1)9.78 m/s2s~ 7.02 s.(2)7.02 s。

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

人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》单元检测题(解析版)

《机械振动》单元检测题一、单选题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.关于单摆，下列说法中正确的是( )A．单摆摆球所受的合外力指向平衡位置B．摆球经过平衡位置时加速度为零C．摆球运动到平衡位置时，所受回复力等于零D．摆角很小时，摆球所受合力的大小跟摆球相对平衡位置的位移大小成正比3.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是( ) A．适当加长摆线B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期4.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5.如图所示，质量分别为mA ＝2 kg和mB＝3 kg的A、B两物块，用劲度系数为k的轻弹簧相连后竖直放在水平面上，今用大小为F＝45 N的力把物块A向下压使之处于静止状态，然后突然撤去压力，则(g取10 m/s2) ( )A．物块B有可能离开水平面B．物块B不可能离开水平面C．只要k足够小，物块B就可能离开水平面D．只要k足够大，物块B就可能离开水面6.做简谐运动的物体，它所受到的回复力F、振动时的位移x、速度v、加速度a，那么在F、x、v、a中，方向有可能相同的是( )A．F、x、a B．F、v、a C．x、v、a D．F、x、v7.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”．试分析该铁片的作用最有可能的是( )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8.做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的是( )A．速度一定为正值，加速度一定为负值B．速度一定为负值，加速度一定为正值C．速度不一定为负值，加速度不一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为正值9.一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开始振动，第二次把弹簧压缩2x后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为( )A．1∶21∶2 B．1∶11∶1 C．1∶11∶2 D．1∶21∶1 10.关于机械振动，下列说法正确的是( ) A．往复运动就是机械振动B．机械振动是靠惯性运动的，不需要有力的作用C．机械振动是受回复力作用D．回复力是物体所受的合力11.甲、乙两个单摆的摆长相等，将两单摆的摆球由平衡位置拉起，使摆角θ甲<θ乙<5°，由静止开始释放，则( )A．甲先摆到平衡位置B．乙先摆到平衡位置C．甲、乙两摆同时到达平衡位置D．无法判断二、多选题12. 如图所示，乙图图象记录了甲图单摆摆球的动能、势能和机械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图线表示动能随位置的变化关系C．c图线表示机械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13. 振动着的单摆，经过平衡位置时( )A．回复力指向悬点 B．合力为0C．合力指向悬点 D．回复力为014. 两个简谐振动的曲线如图所示．下列关于两个图象的说法正确的是( )A．两个振动周期相同 B．两个振动振幅相同C．两个振动初相相同 D．两个振动的表达式相同15. 下列运动中属于机械振动的是( )A．小鸟飞走后树枝的运动B．爆炸声引起窗子上玻璃的运动C．匀速圆周运动D．竖直向上抛出物体的运动三、实验题16.在利用单摆测定重力加速度的实验中：(1)实验中，应选用的器材为______．(填序号)①1米长细线②1 米长粗线③10厘米细线④泡沫塑料小球⑤小铁球⑥秒刻度停表⑦时钟⑧厘米刻度米尺⑨毫米刻度米尺(2)实验中，测出不同摆长对应的周期值T，作出T2－L图象，如图所示，T2与L的关系式是T2＝____________，利用图线上任两点A、B的坐标(x1，y1)、(x2，y2)可求出图线斜率k，再由k可求出g＝____________.(3)在实验中，若测得的g值偏小，可能是下列原因中的______．A．计算摆长时，只考虑悬线长度，而未加小球半径B．测量周期时，将n次全振动误记为n＋1次全振动C．计算摆长时，将悬线长加小球直径D．单摆振动时，振幅偏小四、计算题17.光滑水平面上的弹簧振子的质量m＝50 g，若在弹簧振子处于偏离平衡位置的最大位移处开始计时(t＝0)，在t＝1.8 s时，振子恰好第五次通过平衡位置，此时振子的速度大小v＝4 m/s.求：(1)弹簧振子的振动周期T；(2)在t＝2 s时，弹簧的弹性势能E p.18.如图所示，质量为M＝0.5 kg的框架B放在水平地面上．劲度系数为k＝100 N/m的轻弹簧竖直放在框架B中，轻弹簧的上端和质量为m＝0.2 kg的物体C连在一起．轻弹簧的下端连在框架B的底部．物体C在轻弹簧的上方静止不动．现将物体C竖直向下缓慢压下一段距离x＝0.03 m后释放，物体C就在框架B中上下做简谐运动．在运动过程中，框架B始终不离开地面，物体C始终不碰撞框架B的顶部．已知重力加速度大小为g＝10 m/s2.试求：当物体C运动到最低点时，物体C的加速度大小和此时物体B对地面的压力大小．19.如图所示有一下端固定的轻弹簧，原长时上端位于O0点，质量为m的小物块P(可视为质点)与轻弹簧上端相连，且只能在竖直方向上运动．当物体静止时，物体下降到O点，测得弹簧被压缩了x0.现用一外力将物体拉至O0点上方O2点，轻轻释放后，物1块将开始做简谐运动，已知O0、O2两点间距离x0，当地重力加速度为g.求：(1)物块过O1点时的速度v1是多大？(2)若物块达到O3点(图中没有标出)时，物块对弹簧的压力最大，则最大压力是重力的几倍？(3)从O2点到O3点过程中弹性势能变化了多少？答案解析1.【答案】A【解析】物体在平衡位置附近所做的往复运动，叫做机械振动，通常简称为振动；声带的振动发出声音是在其平衡位置附近的振动，故A正确；音叉被移动、火车沿斜坡行驶都是单方向的运动，不是在其平衡位置附近的振动，故B、C错误；秋风中树叶落下不是在其平衡位置附近作往复运动，故D错误．2.【答案】C【解析】单摆既是简谐运动也是竖直面内的圆周运动，沿圆心方向和切线方向均有合力，A项错误；在平衡位置时，单摆具有竖直向上的合力，加速度不为零，B项错误，但是此时回复力为零，C项正确；摆角很小时，摆球的回复力与摆球相对平衡位置的位移成正比，D项错误．3.【答案】A【解析】单摆的摆长越长，周期越大，适当加长摆长，便于测量周期，故A正确．要减小空气阻力的影响，应选体积较小的摆球，故B错误．单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动，则单摆偏离平衡位置的角度不能太大，一般不超过5°，故C错误．单摆周期较小，把一次全振动的时间作为周期，测量误差较大，应采用累积法，测多个周期的时间取平均值作为单摆的周期，故D错误．4.【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．5.【答案】B【解析】先假设物块B是固定的，A将做简谐运动，在释放点(最低点)F回＝F＝45 N，由对称性知，物块A在最高点的回复力大小F回′＝F回＝45 N，此时F回＝GA＋F弹，所以F弹＝25 N<GB，故物块B不可能离开水平面，选项B正确．6.【答案】B【解析】回复力F＝－kx，故回复力和x方向一定不同；但是位移和加速度，在向平衡位置运动过程中，方向相同，速度的方向也可能相同．故A、C、D错误，B正确．7.【答案】C【解析】惯性的大小与质量有关，加一个小铁片，对整车的惯性影响不大，A错误；振动是不可避免的，B错误；通过增加质量改变汽车脚踏板的固有频率，以免发生共振，C正确，D错误；故选：C.8.【答案】D【解析】若位移为负，由a＝－可知加速度a一定为正，因为振子每次通过同一位置时，速度可能有两种不同的方向，所以速度可正可负，故D正确，A、B、C错误．9.【答案】C【解析】弹簧振子的周期由振动系统本身的特性决定，与振幅无关．所以两次振动的周期之比为1∶1；由简谐运动的特征：a＝－得：最大加速度的大小之比a m1∶a m2＝x∶2x＝1∶2，故选C.10.【答案】C【解析】机械振动应该是以某一点为中心对称的运动，不是所有的往复运动都是机械振动，A错误；机械振动是需要力来维持的，B项错误、C项正确；回复力不一定是合力，也可能是合力的一部分，D项错误．11.【答案】C【解析】两个单摆的摆长相等，则两个单摆的周期相等，单摆从最大位移摆到平衡位置所用的时间相等，选项C正确．12.【答案】CD【解析】A点摆球的重力势能最大，动能最小，所以a是摆球重力势能随位置的变化关系，b是摆球动能随位置的变化关系，整个过程中摆球机械能保持不变，所以c是摆球机械能随位置变化的关系，故答案为C、D.13.【答案】CD【解析】单摆经过平衡位置时，位移为0，由F＝－kx可知回复力为0，故A错误，D 正确；单摆经过平衡位置时，合力提供向心力，所以其合力指向圆心(即悬点)，故B错误，C正确．14.【答案】AB【解析】从振动图象可以看出两个振动的周期相同，离开平衡位置的最大位移即振幅相同，A、B对．两个振动的零时刻相位即初相不同，相位不同，表达式不同，C、D错．15.【答案】AB【解析】物体所做的往复运动是机械振动，A、B正确；圆周运动和竖直向上抛出物体的运动不是振动，C、D错误．16.【答案】(1)①⑤⑥⑨(2)(3)A【解析】(1)摆线选择1 m左右的长细线，摆球选择质量大一些，体积小一些的铁球，测量时间用秒表，测量摆长用毫米刻度尺，故选①⑤⑥⑨.(2)根据单摆的周期公式T＝2π得，T2＝，可知图线的斜率k＝＝，解得g＝.(3)根据T＝2π得，g＝，计算摆长时，只考虑悬线长度，而未加小球半径，则摆长的测量值偏小，导致重力加速度测量值偏小，故A正确．测量周期时，将n次全振动误记为n＋1次全振动，则周期测量值偏小，导致重力加速度测量值偏大，故B错误．计算摆长时，将悬线长加小球直径，则摆长的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏大，故C错误．单摆振动时，振幅偏小，不影响重力加速度的测量，故D错误．17.【答案】(1)0.8 s (2)0.4 J【解析】(1)在t＝1.8 s时，振子恰好第五次通过平衡位置，则有：2T＝1.8 s振子振动周期为：T＝0.8 s(2)由题意可知，弹簧振子做简谐运动，根据对称性，从最大位移处释放时开始计时，在t＝1.8 s时，振子通过平衡位置时弹性势能为零，动能为：E＝mv2＝×0.05×42J＝0.4 J，k则振子的机械能为：E＝E k＋E p＝0＋0.4 J＝0.4 J.t＝2 s＝2.5T，则在t＝2 s末到达最大位移处，弹簧的弹性势能为最大，动能为零，此时弹簧的弹性势能即为0.4 J；18.【答案】15 m/s210 N【解析】物体C放上之后静止时：设弹簧的压缩量为x0，对物体C，有：mg＝kx0解得：x0＝0.02 m当物体C从静止向下压缩x后释放，物体C就以原来的静止位置为中心上下做简谐运动，振幅A＝x＝0.03 m当物体C运动到最低点时，对物体C，有：k(x＋x0)－mg＝ma解得：a＝15 m/s2当物体C运动到最低点时，设地面对框架B的支持力大小为F，对框架B，有：F＝Mg＋k(x＋x0)解得：F＝10 N由牛顿第三定律知框架B对地面的压力大小为10 N.19.【答案】(1)2(2)最大压力是重力的3倍(3)4mgx0【解析】(1)因为O1、O2两点与O0点距离相同，所以弹性势能相同，故：mg(2x)＝mv－mv其中：v2＝0解得：v1＝2(2)最高点合力为2mg，最低点合力也为2mg，故在最低点，有：F－mg＝2mgN解得：F＝3mgN即得弹力是重力的3倍；(3)由动能定理可知：＋W N＝mv－mvWGE＝－W Np又因为初末状态速度为零，所以：ΔE p＝－W N＝WG＝4mgx0.。

人教版高中物理选修34第十一章《机械振动》单元检测题（解析版）

人教版高中物理选修34第十一章《机械振动》单元检测题（解析版）《机械振动》单元检测题一、单选题1.关于简谐运动，下列说法正确的是()A．简谐运动一定是水平方向的运动B．所有的振动都可以看作是简谐运动C．物体做简谐运动时的轨迹线一定是正弦曲线D．只要振动图象是正弦曲线，物体一定做简谐运动2.一个做简谐运动的物体，每次有相同的动能时，下列说法正确的是()A．具有相同的速度B．具有相同的势能C．具有相同的回复力D．具有相同的位移3.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＝T C．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4.如图所示，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，距离MO小于NO.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()A．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5.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．周期T＝0.1 sB．振幅A＝0.4 mC． 0.1 s末质点运动速度为0D． 0.2 s末质点回到平衡位置6.关于机械振动的位移和平衡位置，以下说法中正确的是()A．平衡位置就是物体振动范围的中心位置B．机械振动的位移总是以平衡位置为起点的位移C．机械振动的物体运动的路程越大，发生的位移也越大D．机械振动的位移是指振动物体偏离平衡位置最远时的位移7.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8.如图所示为一个水平方向的弹簧振子，小球在MN间做简谐运动，O是平衡位置．关于小球的运动情况，下列描述正确的是() A．小球经过O点时速度为零B．小球经过M点与N点时有相同的加速度C．小球从M点向O点运动过程中，加速度增大，速度增大D．小球从O点向N点运动过程中，加速度增大，速度减小9.如图所示为一弹簧振子做简谐运动的振动图象，根据图象可以判断()A．t1时刻和t2时刻振子位移大小相等、方向相同，且(t2－t1)一定等于B．t2时刻和t3时刻速度大小相等、方向相反C．t2时刻和t4时刻加速度大小相等、方向相反D．t1时刻和t3时刻弹簧的长度相等10.如图甲是演示简谐运动图象的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板N被匀速地拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上直线OO′代表时间轴．图乙是一次实验中用同一个摆长不变的摆做出的两组操作形成的曲线，若板N1和N2拉动速度用v1和v2表示，板N1和N2上曲线所代表的摆动周期用T1和T2表示，则() A．T1＝2T2 B．2T1＝T2 C．v1＝2v2 D． 2v1＝v211.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12.如图所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球，质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，则这个单摆的周期为()A．T＝2πB．T＝2πC．大于T＝πD．小于T＝2π二、多选题13. 如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置．其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线，以摆球最低位置为重力势能的零点，则摆球在摆动过程中() A．位于B处时动能最大B．位于A处时势能最大C．在位置A的势能大于在位置B的势能D．在位置B的机械能大于在位置A的机械能14. 利用如图所示的单摆测定重力加速度的实验中，周期为T.以下说法正确的是()A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间细线的长B．把摆球质量增加一倍，则测出的周期T变小C．此摆由O→B运动的时间为D．如测出的摆长l＝1.00 m、周期T＝2.00 s，则该地的重力加速度g＝9.86 m/s215. 单摆测重力加速度实验中，测得的g值偏大，可能的原因是() A．先测出摆长l，后把单摆悬挂起来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．摆球不在同一竖直平面内运动，成为圆锥摆运动D．测周期时，当摆球通过最低点时启动秒表并数“1”，数到摆球第40次通过平衡位置时按下秒表，读出时间t，得周期T＝16. 如图所示是某质点做简谐运动的振动图象，试根据图象判断下列说法正确的是()A．该质点的振幅为10 cmB．质点振动在P时，振动方向沿y轴负向C．质点振动在Q时，振动的加速度方向沿y轴正向D．质点振动从P至Q过程中，路程大于9.5 cm17. 用两根完全一样的弹簧和一根细线将甲、乙两滑块连在光滑的水平面上．线上有张力，甲的质量大于乙的质量，如图所示，当线突然断开后，两滑块都开始做简谐运动，在运动过程中( )A．甲的振幅一定等于乙的振幅B．甲的振幅一定小于乙的振幅C．甲的最大速度一定大于乙的最大速度D．甲的最大速度一定小于乙的最大速度三、实验题18.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＝119.为了研究弦的振动频率，设计了下面的实验：将n根相同的弦一端固定，在另一端系着不同质量的小物体，让其自然下垂，使弦绷紧，做成如图(a)所示的装置．用工具拨动弦A、B的中点，使其振动，进行实验，研究其振动频率f与小物体质量m及弦的长度L的关系．具体做法是：只让m或只让L变化，测定振动频率f，得到图(b)所示的两个图象．(1)上面实验所采用的实验方法是________．A．对比实验法 B．物理模型法C．等效替代法 D．控制变量法(2)根据上面的实验及两个图象，你认为表示频率f的式子应该如写？请从下面四个选项中(k为常数)，选出最可能的为________．(填字母代号) A．f＝k·B．f＝k·C．f＝k·D．f＝k·.四、计算题20.如图所示，将质量为mA＝100 g的平台A连接在劲度系数k ＝200 N/m 的弹簧上端，弹簧下端固定在地上，形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置mB＝mA的物块B，使A、B一起上下振动，弹簧原长为5 cm.A的厚度可忽略不计，g取10 m/s2求：(1)当系统做小振幅简谐振动时，A的平衡位置离地面C多高？(2)当振幅为0.5 cm时，B对A的最大压力有多大？(3)为使B在振动中始终与A接触，振幅不能超过多大？为什么？21.“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．(已知g月＝)(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？答案解析1.【答案】D【解析】物体的简谐运动并不一定只在水平方向发生，各个方向都有可能发生，A错；简谐运动是最简单的振动，B错；物体做简谐运动时的轨迹线并不一定是正弦曲线，C错；若物体振动的图象是正弦曲线，则其一定做简谐运动，D对．2.【答案】B【解析】在一个周期内动能相同的时刻有四个，但是由于速度和力还有位移具有矢量性，所以三项可能方向会不同，故只有B选项正确．3.【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．4.【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M、N两球的运动周期分别为：TM＝2π，TN＝2π，两球第一次到达O点的时间分别为：tM＝TM＝，tN＝TN＝，由于R1＜R2，则tM＜tN，故两小球第一次相遇点的位置一定在O点的右侧．5.【答案】D【解析】6.【答案】B【解析】平衡位置是物体原来静止时的位置，所以应与受力有关，与是否为振动范围的中心位置无关，A错误；振动位移是以平衡位置为起点指向质点所在位置的有向线段，振动位移随时间而变，振子偏离平衡位置最远时，振动物体的振动位移最大，B正确，C、D错误．7.【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.8.【答案】D【解析】小球经过O点时速度最大，A错；小球在M点与N点的加速度大小相等、方向相反，B错；小球从M向O点运动时，速度增大，加速度减小，C错；小球从O向N运动时，速度减小，加速度增大，D对．9.【答案】C【解析】由图象可知t1、t2两时刻振子所处的位置相同，位移大小相等、方向相同，但(t2－t1)＜，故A错；t2、t3两时刻振子所处的位置关于平衡位置对称，速度相等、方向也相同，B错；t2、t4两时刻和t1、t3两时刻振子所处的位置都关于平衡位置对称，t2、t4两时刻加速度大小相等，方向相反，C对；而t1、t3两时刻回复力的大小相等，但弹簧一次伸长，一次压缩，长度不相等，D错．10.【答案】C【解析】同一单摆的周期是一定的，则T1＝T2；设单摆的周期为T，板长为L，则有：T＝，2T＝根据题意，有：v1＝2v2.11.【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．12.【答案】D【解析】处于竖直向下的匀强电场中的摆球，竖直方向受到的合力：F合＝mg＋qE摆球在摆动的过程中切线方向的分力：F切＝(mg＋qE)·sinθ＞mg sinθ由于切线方向的分力增大，所以单摆的周期减小，T′＜T＝2π.13.【答案】BC【解析】摆球在摆动过程中总机械能守恒，只是动能和重力势能之间的转化，故D错．位置A是摆动的最高点，动能为零，势能最大，B对．在B 处，总机械能为动能与势能之和，在A处势能为总机械能，故C对．摆球在平衡位置时势能为零，动能最大，故A错．14.【答案】CD【解析】测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球球心的距离即线长加球的半径，故A错误；由单摆周期公式T＝2π可知，单摆的周期T 与摆球质量m无关，故B错误；由平衡位置O运动到左端最大位移处需要的时间是四分之一周期，故C正确；由单摆周期公式T＝2π，代入摆长l＝1.00 m、周期T＝2.00 s，得g＝9.86 m/s2，故D 正确．15.【答案】CD【解析】由单摆周期公式：T＝2π可知，重力加速度：g＝，周期T＝，N为全振动的次数；先测出摆长l，后把单摆悬挂起来，所测摆长偏小，所测重力加速度偏小，故A错误；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，所测摆长偏小，所测重力加速度偏小，故B错误；摆球不在同一竖直平面内运动，成为圆锥摆运动，圆锥摆的周期：T＝2π，有效摆长为L cosθ变短，而实际摆长偏大，所测重力加速度偏大，故C正确；测周期时，当摆球通过最低点时启动秒表并数“1”，数到摆球第40次通过平衡位置时按下秒表，读出时间t，得周期T＝，所测周期偏小，所测重力加速度偏大，故D正确．16.【答案】BC【解析】由图知，该质点的振幅为5 cm，故A错误；质点振动在P时后，位移逐渐减小，向平衡位置靠近，所以此时质点的振动方向沿y轴负向，故B正确；质点振动在Q时，位移沿y轴负向，根据简谐运动特征可知，加速度方向与位移方向相反，则振动的加速度方向沿y 轴正向，故C正确；质点振动从P至Q过程中，路程是2.5 cm＋5 cm＋2 cm＝9.5 cm，故D 错误．17.【答案】AD【解析】线未断开前，两根弹簧伸长的长度相同，离开平衡位置的最大距离相同，即振幅一定相同，故A正确，B错误；当线断开的瞬间，弹簧的弹性势能相同，到达平衡后，甲、乙的最大动能相同，由于甲的质量大于乙的质量，甲的最大速度一定小于乙的最大速度，故C错误，D正确．18.【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．19.【答案】(1)D(2)B【解析】(1)控制一个变量，研究另外两个变量的关系叫做控制变量法；(2)由图(b)可以看出：L一定时，f与成正比；m一定时，f随着L的增加而减小，f与L成反比；故表达式为：f＝k.20.【答案】(1)4 cm(2)1.5 N(3)1 cm【解析】(1)振幅很小时，A，B间不会分离，将A与B整体作为振子，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得：kx0＝(mA＋mB)g得形变量：x0＝1 cm平衡位置距地面高度：h＝l0－x0＝4 cm(2)当A、B运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A、B间相互作用力最大，设振幅为A，最大加速度：a m＝＝＝5 m/s2取B为研究对象，有：F N－mBg＝mBa m得A，B间相互作用力：F N＝mB(g＋a m)＝1.5 N由牛顿第三定律知，B对A的最大压力大小为1.5 N(3)为使B在振动中始终与A接触，在最高点时相互作用力应满足：F N≥0取B为研究对象，根据牛顿第二定律，有：mBg－F N＝mBa当F N＝0时，B振动的加速度达到最大值，且最大值：a m＝g＝10 m/s2(方向竖直向下)因a mA＝a mB＝g，表明A、B仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，弹簧处于原长：A＝x0＝1 cm，振幅不能大于1 cm.21.【答案】(1)h(2)摆长应调节为在地球上摆长的【解析】(1)根据单摆的周期公式：T＝2π，解得：T月＝2π＝T地此钟在月球上记录的时间是地球上记录的时间的倍，所以若此钟在月球上记录的时间是1 h，那么实际的时间是h.(2)将单摆的周期公式变形得：L＝.根据该公式知所以若要在月球上使该钟与在地面上时一样准，摆长应调节为在地球上摆长的.。

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 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．。

高三物理选修3-4第十一章机械振动章节知识点过关单元测试

高三物理选修3-4第十一章机械振动章节知识点过关单元测试一、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．关于物体做简谐振动下列说法正确的是（）A．物体所受到的各个力的合力必须指向平衡位置B．物体通过平衡位置所受的合力一定等于零C．物体受到的回复力是指向平衡位置的合力一定不会是某力的分力D．物体离开平衡位置后受到回复力F的作用，且F=-kx，其中x为离开平衡位置的位移2．做简谐运动物体，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3．某一弹簧振子的周期为T，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4A4．在水平道路上行驶的卡车，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5．有两个完全一样的弹簧振子甲和乙，把甲振子移到它的平衡位置右边10cm处，把乙振子移到它的平衡位置左边5cm，然后同时放手，两振子的运动都在弹性限度内。

则（）A．它们运动的方向总是相同的B．它们运动的方向总是相反的C．它们运动的方向有时相同、有时相反D．无法判断它们运动的方向的关系6．如图所示，沿水平方向一弹簧振子在B、C间做简谐运动，O为平衡位置。

高中物理第十一章机械振动单元测试11新人教版选修3-4

10． C 解析：注意这是悬线上的拉力图象，而不是振动图象。当摆球到达最高点时，悬线上的拉力最小；当摆球到达最低点时，悬线上的拉力最大。
因此①②正确。从图象中看出摆球到达最低点时的拉力一次比一次小，
说明速率一次比一次
小，反映出振动过程摆球一定受到阻力作用，因此机械能应该一直减小。在一个周期内，摆
10．将一个力电传感器接到计算机上，可以测量快速变化
的力。用这种方法测得的某单摆摆动过程中悬线上拉力大小随
时间变化的曲线如图 4 所示。由此图线提供的信息做出下列判
断：① t =0.2 s 时刻摆球正经过最低点；② t =1.1 s 时摆球正处于最高点； ③摆球摆动过程中机械能时而增大时而减小； ④摆
9． C 物体随平台在竖直方向振动过程中，仅受两个力作用：重力、台面支持力 . 由这两个力的合力作为振动的回复力，并产生始终指向平衡位置的加速度 .
物体在最高点 a 和最低点 b 时，所受回复力和加速度的大小相等，方向均指向 O点，如图所示 . 根据牛顿第二定律得：在最高点 mg- Na=ma，在最低点 Nb- mg=ma，平衡位置 N0- mg=0，所以 Nb＞N0＞ Na 故可判得答案 C正确。
图1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
D．速度为零，加速度为正的最大值
5．物体在周期性外力—驱动力作用下做受迫振动，
固有频率为 f 1，驱动力的频率为 f 2，
则物体做受迫振动的频率 f
（
）
A． f = f 1
B ．f = f2
C．f > f 1
D． f < f 2
6．甲、乙两个单摆摆长相同，摆球质量之比为 4∶1，两个单摆在同一地点做简谐运动，
A． 0

(完整word版)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，合计 100 分，考试时间 90 分钟第 I 卷（选择题共40分）一、此题共 10 小题；每题 4 分，合计 40 分。

在每题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得 4 分，选对但不全得 2 分，有错选得0 分 .1．弹簧振子作简谐运动，t 1时辰速度为v， t 2时辰也为 v，且方向同样。

已知（t 2- t 1）小于周期T，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MN C．必定小于二分之一周期D．可能等于二分之一周期P2．有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过均衡地点向左摇动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化，现使摆球做小幅度摇动，摆球从右边最高点M至左侧最高点 N运动过程的闪光照片，如右图所示，( 悬点和小钉未被摄取) ，P为摇动中的最低点。

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/4B．L/2C．3L/4D．没法确立3．A、 B 两个完整同样的弹簧振子，把 A 振子移到 A 的均衡地点右边10cm，把 B 振子移到 B 的均衡位置右边 5cm，而后同时松手，那么：（）A． A、B 运动的方向老是同样的.B．A、B运动的方向老是相反的.C． A、B 运动的方向有时同样、有时相反. D．没法判断A、 B运动的方向的关系.4．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都一定留有必定的空隙，匀速运队列车经过轨端接缝处时，车轮就会遇到一次冲击。

因为每一根钢轨长度相等，因此这个冲击力是周期性的，列车遇到周期性的冲击做受迫振动。

一般钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s。

以下说法正确的选项是（）A．列车的危险速率为40m / s B．列车过桥需要减速，是为了防备列车发生共振现象C．列车运转的振动频次和列车的固有频次老是相等D．增添钢轨的长度有益于列车高速运转5．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏爱轮，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，达成20 次全振动用15 s ，在某电压下，电动偏爱轮转速是88r /min.已知增大电动偏爱轮的电压，能够使其转速提升，增添筛子的质量，能够增大筛子的固有周期，要使筛子的振幅增大，以下做法中，正确的选项是（r /min读作“转每分” ）（）A. 降低输入电压B.提升输入电压C.增添筛子的质量D. 减小筛子的质量6．一质点作简谐运动的图象如下图，则该质点（）A．在 0.015s 时，速度和加快度都为－x 方向B．在 0.01 至 0.03s 内，速度与加快度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加快度是先增大后减小。

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第十一章机械振动单元测试题

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第十一章机械振动单元测试题一、选择题1、简谐运动中的平衡位置是指（）A．速度为零的位置B．回复力为零的位置C．加速度最大的位置D．位移最大的位置2、关于简谐运动，下列说法中正确的是（）A．回复力总指向平衡位置B．加速度和速度方向总跟位移的方向相反C．做简谐运动的物体如果位移越来越小，则加速度越来越小，速度也越来越小D．回复力是根据力的效果命名的3、关于单摆做简谐运动的过程中，下列说法中正确的是（）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．摆球由最大位移到平衡位置运动时，动能变大，势能变小4、卡车在水平面上行驶，货物随车厢底板上下振动而不脱离底板，设货物做简谐运动，货物对底板的压力最大的时刻是（）A．货物通过平衡位置向上时B．货物通过平衡位置向下时C．货物向上达到最大位移时D．货物向下达到最大位移时5、关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，正确的说法是（）A．位移减小时，加速度增大，速度增大B．物体的速度增大时，加速度一定减小C．位移方向总和加速度方向相反，和速度方向相同D．物体向平衡位置运动时，速度方向和位移方向相同6、一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过A、B两点，历时1 s；质点通过B点后再经过1 s又第二次通过B点．在这2 s内质点通过的总路程为12 cm，则质点的振动周期和振幅分别是（）A．3 s，6 cm B．4 s，6 cmC．4 s，9 cm D．2 s，8 cm7、振动着的单摆的摆球，通过平衡位置时，它受到的回复力（）A．指向地面B．指向悬点C．数值为零D．垂直摆线，指向运动方向8、如图1所示为弹簧振子P在0 ~ 4 s内的运动图象，从t = 0开始（）A．再过1 s，该振子的位移是正的最大B．再过1 s，该振子的速度沿正方向C．再过1 s，该振子的加速度沿正方向D．再过1 s，该振子的加速度最大9、惠更斯利用摆的等时性发明了带摆的计时器，叫摆钟．摆钟运行时克服摩擦所需的能量由重锤的势能提供，运行的速率由钟摆控制．旋转钟摆下端的螺母可以使摆上的圆盘沿摆杆上下移动，如图2所示．则下面操作正确的是（）A．当摆钟不准确时需要调整圆盘位置B．摆钟快了应使圆盘沿摆杆上移C．由冬季到夏季时应使圆盘沿摆杆上移D．把摆钟从武汉移到北京应使圆盘沿摆杆上移图 2 图 110、如图3所示，五个摆系于同一根绷紧的水平绳上，A 是质量较大的摆，E 与A 等高，先使A 振动从而带动其余各摆随后也跟着振动起来，则下列说法正确的是（）A ．其他各摆振动的周期跟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不同，E 摆振幅最大D ．B 、C 、D 三摆振动的振幅大小不同，B 摆的振幅最小11、如图4所示，一水平弹簧振子在光滑水平面上的B 、C 两点间做简谐运动，O 为平衡位置．已知振子由完全相同的P 、Q 两部分组成，彼此拴在一起．当振子运动到B 点的瞬间，将P 拿走，则以后Q 的运动和拿走P 之前相比有（）A ．Q 的振幅不变，通过O 点的速率减小B ．Q 的振幅不变，通过O 点的速率增大C ．Q 的振幅增大，通过O 点的速率增大D ．Q 的振幅减小，通过O 点的速率减小12、如图5所示，是一个单摆的共振曲线（取g = 10 m/s 2）（）A ．此单摆的摆长约为2.8 cmB ．此单摆的周期约为0.3 sC ．若摆长增大，共振曲线的峰将向上移动D ．若摆长增大，共振曲线的峰将向左移动 13、一个水平弹簧振子做简谐运动的周期是0.025 s ，当振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17 s 时，振子的运动情况是（）A ．正在向右做减速运动B ．正在向右做加速运动C ．正在向左做减速运动D ．正在向左做加速运动14、一质点做简谐运动的图象如图6所示，下列说法正确的是（）A ．质点振动频率是4 Hz图 3图 5 图 4图 6B ．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15、如图7所示，弹簧振子在A 、B 之间做简谐运动，O 为平衡位置，A 、B 间的距离为20 cm ，由A 运动到B 的最短时间为1 s ，则下述说法正确的是（）A ．从O 到A 再到O 振子完成一次全振动B ．振子的周期是1 s ，振幅20 cmC ．振子完成两次全振动所通过的路程是40 cmD ．从O 开始经过2 s 时，振子对平衡位置的位移为零二、填空题16、在大塑料瓶的底部扎一个小孔，灌上水，手提水瓶向前走，同时使瓶左右摇摆，这样就能在地上大致画出简谐运动图．如图9为某同学画出的图象的一部分，今测得AB 两点间距离是1.0 m ，如果这位同学以1 m/s 的速度向前运动，则此瓶振动的频率为______________Hz ．17、一质点做简谐运动，其图象如图10所示，那么在0 ~ 4 s 内，_________时刻速度为正向最大值，但加速度为零；________时刻速度为零，加速度为正向最大值；在P 时刻质点速度方向为____________，加速度方向为_____________．18、有两个简谐运动的位移方程为：)44sin(31ππ+=bt a x 和)28sin(92ππ+=bt a x 。

人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》单元测试物理试题

人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》单元测试物理试题一、单选题1. 在1 min内甲振动30次，乙振动75次，则( )A．甲的周期0.5 s，乙的周期1.25 sB．甲的周期0.8 s，乙的周期2 sC．甲的频率0.5 Hz，乙的频率1.25 HzD．甲的频率0.5 Hz，乙的频率0.8 Hz2. 一个质点做简谐振动，其位移x与时间t的关系图线如图所示，在t＝4 s时，质点的()A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为正的最大值D．速度为零，加速度为负的最大值3. 弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图所示，则：A．t1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反B．t1、t2时刻振子加速度大小相等，方向相反C．t2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反D．t2、t3时刻振子的加速度大小相等，方向相同4. 一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开始振动，第二次把弹簧压缩2x后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为( )A．1∶2 1∶2B．1∶1 1∶1C．1∶1 1∶2D．1∶2 1∶15. 在同一地点，单摆甲的周期是单摆乙的周期的4倍，下列说法正确的是( )A．甲的频率是乙的4倍B．甲的摆长是乙的16倍C．甲的振幅是乙的4倍D．甲的振动能量是乙的4倍6. 如图所示，处于竖直向下的匀强电场中的摆球，质量为m，半径为r，带正电荷，用长为L的细线把摆球吊在悬点O处做成单摆，则这个单摆的周期为( )A．B．C．大于D．小于7. 关于机械振动，下列说法正确的是( )A．往复运动就是机械振动B．机械振动是靠惯性运动的，不需要有力的作用C．机械振动是受回复力作用D．回复力是物体所受的合力8. 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，应选用的驱动力的图像是( )A．A B．B C．C D．D9. 如图所示，质量为的物体A放置在质量为的物体B上，B与弹簧相连，它们一起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，设弹簧劲度系数为k，当物体离开平衡位置的位移为x时，A受到的回复力的大小等于（）A．0B．kx C．D．10. 做简谐运动的物体，其加速度a随位移x的变化规律应是下图中的哪一个( )A．B．C ．D ．11. 根据图可知，关于一次全振动，下列说法中正确的是()A ．从B 经O 运动到C 的过程B ．从任意一点出发再回到该点的过程C ．从任意一点出发再次同方向经过该点的过程D ．从平衡位置出发再次回到平衡位置的过程12. 下列选项中，属于对过程建立物理模型的是( )A ．质点B ．简谐运动C ．点电荷D ．理想气体13. 做简谐运动的物体，当其位移为负时，以下说法正确的是()A ．速度一定为正值，加速度一定为负值B ．速度一定为负值，加速度一定为正值C ．速度不一定为负值，加速度不一定为正值D ．速度不一定为负值，加速度一定为正值D ．“秒摆”是摆长为1m 、周期为1s 的单摆C ．测量周期时应该从摆球经过平衡位置开始计时B ．其回复力是由摆球的重力和悬线拉力的合力提供的A ．其最大摆角小于5°单摆在竖直平面内往复运动，下列说法正确的是（）14.⼈教版⾼中物理选修3-4第⼗⼀章《机械振动》单元测试物理试题二、多选题15. 如图所示，弹簧振子在光滑水平杆上的A 、B 之间做往复运动，O 为平衡位置，下列说法正确的是(A ．弹簧振子运动过程中受重力、支持力和弹簧弹力的作用B ．弹簧振子运动过程中受重力、支持力、弹簧弹力和回复力作用C ．振子由A 向O 运动过程中，回复力逐渐增大D ．振子由O 向B 运动过程中，回复力的方向指向平衡位置16. 下列说法中正确的是( )A ．有阻力的振动叫做受迫振动B ．物体振动时受到外力作用，它的振动就是受迫振动C ．物体在周期性外力作用下的振动叫做受迫振动D ．物体在周期性外力作用下振动，它的振动频率最终等于驱动力频率17. (多选)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)A ．乒乓球在地面上的上下运动18.下列几种运动中属于机械振动的是()三、实验题B ．弹簧振子在竖直方向的上下运动C ．秋千在空中来回的运动D ．竖于水面上的圆柱形玻璃瓶上下振动19. 物理小组的同学用如下图甲所示的实验器材测定重力加速度。

人教版高二物理选修3-4 第十一章机械振动单元测试 word版含解析答案

人教版选修3-4 第十一章机械振动单元测试(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(每小题6分,共48分)1.(多选)下列运动属于机械振动的是()A.说话时声带的运动B.弹簧振子在竖直方向的上下运动C.体育课上同学进行25米折返跑D.竖立于水面上的圆柱形玻璃瓶的上下运动2.部队经过桥梁时,规定不许齐步走,登山运动员登雪山时,不许高声叫喊,主要原因是()A.减轻对桥的压力,避免产生回声B.减少对桥、雪山的冲击力C.避免使桥发生共振和使雪山发生共振D.使桥受到的压力更不均匀,使登山运动员耗散能量3.(多选)如图所示,将一只轻弹簧上端悬挂在天花板上,下端连接物体A,A下面再用棉线挂一物体B,A、B质量相等,g为当地重力加速度。

烧断棉线,下列说法中正确的是()A.烧断棉线瞬间,A的加速度大小为gB.烧断棉线之后,A向上先加速后减速C.烧断棉线之后,A在运动中机械能守恒D.当弹簧恢复原长时,A的速度恰好减到零4.(多选)一个做简谐运动的弹簧振子,每次势能相同时,下列说法中正确的是()A.有相同的动能B.有相同的位移C.有相同的加速度D.有相同的速率5.如图所示,五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上,A是摆球质量较大的摆,让它摆动后带动其他摆运动,下列结论正确的是()A.只有E摆的振动周期与A摆的相同B.其他各摆的振幅都相等C.其他各摆的振幅不同,E摆的振幅最大D.其他各摆的振动周期不同,D摆周期最大6.(多选)一质点做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知()A.质点振动频率是0.25 HzB.t=2 s时,质点的加速度最大C.质点的振幅为2 cmD.t=3 s时,质点所受的合外力一定为零7.(多选)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8.在飞机的发展史中有一个阶段,飞机飞上天后不久,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的探索,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二、非选择题(共52分)9.(15分)用单摆测重力加速度时:(1)摆球应采用直径较小,密度尽可能的小球,摆线长度要在1米左右,用细而不易断的尼龙线。

全国新课标人教版高二物理选修3-4 第十一章机械振动练习案(含答案,精排版) 单元测试(一)

3. (多选)一质点做简谐运动的图象如图所示，下述正确的是( )4. A ．质点振动频率是4 HzB ．在10 s 内质点经过的路程是20 cmC ．在5 s 末，质点做简谐运动的相位为32πD ．在t ＝1.5 s 和t ＝4.5 s 两时刻质点的位移大小相等，都是 2 cm5.(多选)如图所示为某一质点的振动图象，由图可知，在t 1和t 2两时刻|x 1|>|x 2|，质点速度v 1、v 2与加速度a 1、a 2的关系正确的是( )A ．|v 1|<|v 2|，方向相同B ．|v 1|<|v 2|，方向相反C ．|a 1|>|a 2|，方向相同D ．|a 1|>|a 2|，方向相反10.(多选)如图所示中，波源S 从平衡位置y ＝0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T ＝0.01 s ，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v ＝80 m/s 。

经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动，已知距离SP ＝1.2 m ，SQ ＝2.6 m ，若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在如图甲乙丙丁所示的振动图象中，能正确描述P 、Q 两点振动情况的是( )A ．甲为Q 点的振动图象B ．乙为Q 点的振动图象C ．丙为P 点的振动图象D ．丁为P 点的振动图象4．[多选]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 ，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7．一物体沿x 轴做简谐运动，振幅为8 cm ，频率为 0.5 Hz ，在t ＝0时，位移大小是4 cm ，且向x 轴负方向运动。

(1)试写出用正弦函数表示的振动方程； (2)10 s 内通过的路程是多少？3．[多选]一质点做简谐运动的位移x 与时间的关系如图所示，由图可知( )A ．频率是2 HzB ．振幅是5 cmC ．t ＝1.7 s 时的加速度为正，速度为负D ．t ＝0.5 s 时质点所受的合外力为零5．[多选]一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．质点振动频率为4 HzB ．在10 s 内质点经过的路程为20 cmC ．在5 s 末，质点做简谐运动的相位为32πD ．t ＝1.5 s 和t ＝4.5 s 两时刻质点的位移大小相等，都是 2 cm6．光滑的水平面上放有质量分别为m 和12m 的两木块，下方木块与一劲度系数为k 的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示。

人教版高中物理选修3-4第十一章《机械振动》单元测试题(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.简谐运动的物体由最大位移处移向平衡位置所作的运动是( )A．匀加速运动B．加速度不断增大的加速运动C．加速度不断减小的加速运动D．加速度不断增大的减速运动2.弹簧振子的质量为M，弹簧劲度系数为k，在振子上放一质量为m的木块，使两者一起振动，如图所示．木块的回复力F′是振子对木块的摩擦力，F′也满足F′＝－k′x，x是弹簧的伸长(或压缩)量，那么为( )A． B． C． D．3.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．周期T＝0.1 sB．振幅A＝0.4 mC． 0.1 s末质点运动速度为0D． 0.2 s末质点回到平衡位置4.做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下列哪组物理量完全相同( )A．回复力、加速度、速度B．回复力、加速度、动能C．回复力、速度、弹性势能D．加速度、速度、机械能5.一个做简谐运动的物体，频率为25 Hz，那么它从一侧最大位移的中点D，振动到另一侧最大位移的中点C所用的最短时间，下面说法中正确的是( )A．等于0.01 s B．小于0.01 sC．大于0.01 s D．小于0.02 s大于0.01 s6.一个单摆和一个弹簧振子，在南京调节使它们的振动周期相等(设为T)，现把它们一起拿到莫斯科，若不再做任何调节，这时单摆的周期为T1，弹簧振子的周期为T2，则它们周期大小关系为( )A．T1<T2＝T B．T1＝T2<T C．T1>T2＝T D．T1<T2<T7.已知地球半径为R，一单摆在山脚下(处于海平面高度)的周期为T，将该单摆移到高为h的山顶，其周期改变量ΔT为( )A．T B．T C．T D．T8.如图所示，房顶上固定一根长2.5 m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球(可视为质点)．打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅摆动，窗上沿到房顶的高度为 1.6 m，不计空气阻力，g取10 m/s2，则小球从最左端运动到最右端的最短时间为( )A． 0.2π s B． 0.4π s C． 0.6π s D． 0.8π s9.将秒摆(周期为2 s)的周期变为1 s，下列措施可行的是( )A．将摆球的质量减半 B．将振幅减半C．将摆长减半 D．将摆长减为原来的10.如图所示，两根细线长度均为2 m，A细线竖直悬挂且在悬点O处穿有一个金属小球a，B悬挂在悬点O′处，细线下端系有一金属小球b，并且有ma＞mb，把金属小球b向某一侧拉开3 cm到b′处，然后同时让金属小球a、b由静止开始释放(不计阻力和摩擦)，则两小球的最终情况是( )A．a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞B．b小球先到达最低点，不可能和a小球在最低点相碰撞C．a、b两小球恰好在最低点处发生碰撞D．因不知道ma、mb的具体数值，所以无法判断最终两小球的最终情况11.弹簧振子的一端系于竖直墙上的O点，当弹簧为原长时振子处于B点，现用力把弹簧压缩到A 点，然后自由释放，振子能运动到C点静止．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则( )A．物体从A到B的速度越来越大，从B到C速度越来越小B．物体从A到B的速度越来越小，从B到C加速度越来越大C．物体从A到B先加速后减速，从B到C一直减速D．振动过程中，物体在B点所受合外力为零12.如图，甲、乙两个单摆的悬点在同一水平天花板上，两摆球拉到同一水平高度，并用一根细线水平相连，以水平地板为参考面．平衡时，甲、乙两摆线与竖直方向的夹角分别为θ1和θ2，且θ1＞θ2.当细线突然断开后，两摆球都做简谐运动，则( )A．甲、乙两摆的周期相等 B．甲、乙两摆的振幅相等C．甲的机械能小于乙的机械能 D．甲的最大速度小于乙的最大速度13.有一个正在摆动的秒摆，若取摆球正从平衡位置向左运动时开始计时，那么当t＝1.2 s时，摆球( )A．正在做加速运动，加速度正在增大 B．在在做加速运动，加速度正在减小C．正在做减速运动，加速度正在增大 D．正在做减速运动，加速度正在减小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.如图所示，轻弹簧下端挂一个质量为M的重物，平衡后静止在原点O.现令其在O点上下做简谐运动，下列四幅图象能正确反映重物的加速度a随位移x变化关系的是(沿x轴正方向的加速度为正)( )A． B． C． D．二、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)在水平面内做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v，则下列说法中正确的是( )A．振动系统的最大弹性势能为mv2B．当振子的速率减为时，此振动系统的弹性势能为mv2C．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为mv2D．从某时刻起，在半个周期内，弹力做的功一定为零17.(多选)如图所示，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在同一根水平细线上，当M在垂直于水平细线的平面内摆动时，下列说法正确的是( )A．两摆的振动周期是相同的B．当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大C．悬挂M的竖直细线长度变化时，m的振幅不变D．m摆的振幅可能超过M摆的振幅18.(多选)某同学利用单摆测定重力加速度时，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时停止计时．测量结果与当地的重力加速度的真实值比较，发现偏大，可能原因是( )A．振幅偏小B．开始计时误记为n＝1C．将摆线加上球直径当成了摆长D．将摆线的长度当成了摆长19.(多选)如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐运动，在振子从最大位移处a向平衡位置O 运动过程中( )A．位移方向向左，速度方向向左B．位移方向向左，速度方向向右C．位移不断增大，速度不断减小D．位移不断减小，速度不断增大20.(多选)如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示．不计空气阻力，g取10 m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是( )A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝10 sin(πt) cmB．单摆的摆长约为1.0 mC．从t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中，摆球的动能逐渐减小D．从t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小三、实验题21.(1)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中，除带横杆的铁架台、铁夹、秒表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是______．A．约1 m的不可伸长的细线，半径约1 cm的小铁球B．约0.1 m的不可伸长的细线，半径约1 cm的小铁球C．约0.1 m的不可伸长的细线，半径约1 cm的小塑料球D．约1 m的不可伸长的细线，半径约1 cm的小塑料球(2)某同学在处理数据的步骤中，以为纵坐标，以周期T为横坐标，作出如图所示的图象，已知该图线的斜率为k＝0.500，则重力加速度为______m/s2.(结果保留三位有效数字，π＝3.14)22.在“用单摆测重力加速度”的实验中，小明同学的操作步骤为；A．取一根细线，下端系着直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上；B．用刻度尺量得细线长度l；C．在细线偏离竖直方向角度很小时释放小球；D．用秒表记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到周期T＝；E．用公式g＝计算重力加速度①为了减小实验误差，小明同学应在小球经过______(选填“释放位置”或“平衡位置”)时开始计时．②按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______(选填“偏大”“相同”或“偏小”)．23.我们学习了“用单摆测定重力加速度”，其实测定重力加速度的方法还有很多，比如下面就是一宇航员到达某一星球后，做的一个测定该星球表面重力加速度的实验：取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端拴一质量为m的砝码，另一端连接在一固定的测力计上，手握细直管抡动砝码，使它在竖直平面内做完整的圆周运动，停止抡动细直管，砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动，如图，此时观察测力计得到当砝码运动到圆周的最低点和最高点两位置时测力计的读数差为ΔF，则由测量结果可得该星球表面重力加速度g＝____________，若已知星球半径R，则星球质量为____________(已知万有引力常量为G)四、计算题24.如图所示，一个三角形物块固定在水平桌面上，其光滑斜面的倾角为θ＝30°.物体A的质量为mA＝0.5 kg，物体B的质量为mB＝1.0 kg(A、B均可视为质点)，物体A、B并列在斜面上且压着一劲度系数为k＝125 N/m的轻弹簧，弹簧的下端固定，上端拴在A物体上，物体A、B处于静止状态．(g取10 m/s2)(1)求此时弹簧的压缩量是多大？(2)将物体B迅速移开，物体A将作周期为0.4 s的简谐振动，若以沿斜面向上的方向为正方向，请在所给的坐标系中作出物体A相对平衡位置的位移随时间的变化曲线图，并在图中标明振幅的大小．(3)将物体B迅速移开，试证明物体A在斜面上作简谐运动．25.一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图甲所示，该装置可用于研究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，振动图线如图乙所示．当把手以某一速度匀速运动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示．若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，A表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则：(1)稳定后，物体振动的频率f＝________ Hz.(2)欲使物体的振动能量最大，需满足什么条件？答：________________________________________________________________________.(3)利用上述所涉及的知识，请分析某同学所提问题的物理依据．“某同学考虑，我国火车第六次大提速时，需尽可能的增加铁轨单节长度，或者是铁轨无接头”．答：________________________________________________________________________.答案解析1.【答案】C【解析】做简谐运动的物体，在由最大位移处移向平衡位置的过程中，位移减小，故加速度a＝－也减小(负号表示方向与位移方向相反)，速度增大，振子做加速度不断减小的加速运动．2.【答案】B【解析】整体做简谐运动，则对整体有：F＝－kx.木块做简谐运动，则对木块有：F′＝－k′x；故＝；由于木块加速度与整体加速度相同，故＝，故＝故选B.3.【答案】D【解析】4.【答案】B【解析】振动质点的位移是指离开平衡位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同；过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，不一定相同；回复力F＝－kx，由于x相同，故F相同；加速度a＝－，经过同一位置时，x相同，故加速度a相同；经过同一位置，速度大小一定相等，故动能一定相同，弹性势能、机械能也相同；故A、C、D错误，B正确．5.【答案】B【解析】做简谐运动的物体从最大位移向平衡位置运动时，速度越来越大，所以从一侧最大位移的中点D运动到平衡位置的时间小于八分之一周期，根据简谐运动的对称性，其从平衡位置运动到另一侧最大位移中点C所用的时间也小于八分之一周期，故总时间小于四分之一周期，根据题意可知周期为0.04 s，B项正确．6.【答案】A【解析】弹簧振子的周期由弹簧振子本身决定，在南京和莫斯科，该系统没有变化，因此周期不变即T2＝T；而单摆周期与当地重力加速度有关，在莫斯科重力加速度大于南京的重力加速度，则T1<T，故A选项正确．7.【答案】A【解析】设单摆的摆长为L，地球的质量为M.根据万有引力等于重力，得在海平面上，有mg＝G，在山顶上，有mg′＝G可得海平面的重力加速度和高度为h山顶上的重力加速度之比为：g∶g′＝(R＋h)2∶R2；据单摆的周期公式可知T＝2π则得海平面上有：T＝2π，山顶上有：T＋ΔT＝2π，联立得：ΔT＝T，故A正确．8.【答案】B【解析】由单摆周期公式知，T1＝2π＝2πs＝0.6π s；T2＝2π＝2πs＝π s；摆球从左到右的时间为t＝＝0.4π s.9.【答案】D【解析】由单摆周期公式T＝2π可以看出，要使周期减半，摆长应减为原来的.10.【答案】A【解析】a小球做自由落体运动，根据运动学公式，有：l＝gt解得：t1＝≈1.4b小球做简谐运动，摆到最低点的时间是四分之一周期，为：t2＝＝≈1.57t1＜t2＜t3，故a小球先到达最低点，不可能和b小球在最低点相碰撞．11.【答案】C【解析】物体竖直方向受到重力与地面的支持力平衡，水平方向受到弹簧的弹力和滑动摩擦力．由于弹簧可自由伸长到B，即伸长到B点时弹力为0，从A到B过程中，弹簧被压缩，弹簧的弹力水平向右，滑块向右运动，摩擦力水平向左，弹簧的弹力先大于摩擦力，后小于摩擦力，故物体先加速后减速，从B到C过程，摩擦力和弹簧的弹力方向均向左，物体一直做减速运动．故A、B错误，C正确；由上分析可知，物体在B点，没有弹力，但存在滑动摩擦力，则合力不为零，而合力为零的点应该在B点之前某一点，故D错误．12.【答案】C【解析】根据几何关系得，甲的摆长大于乙的摆长，摆角大于乙的摆角，所以甲的振幅大于乙的振幅．根据T＝2π知，甲摆的周期大于乙摆的周期，故A、B错误；两球开始处于平衡，设绳子拉力为F T，根据共点力平衡知，m甲g＝，m乙g＝，则m甲＜m乙，在摆动的过程中，机械能守恒，则甲摆球的机械能小于乙摆球的机械能，故C正确；根据机械能守恒定律得，因为甲球下降的高度大，则甲摆球的最大速度大于乙摆球的最大速度，故D错误．13.【答案】C【解析】秒摆的周期为2 s，则摆球正从平衡位置向左运动时开始计时，那么当t＝1.2 s时，摆球从平衡位置向右方最远处做减速运动；由于位移在变大，故加速度也在变大．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】B【解析】因为物体做简谐运动，所以物体的重力与弹簧的弹力的合力充当回复力，并且满足F＝－kx，根据牛顿第二运动定理可得F＝ma，所以a＝－，即物体的加速度大小和位移成正比，方向和位移的方向相反，故B正确．16.【答案】AD【解析】在水平面内做简谐运动的弹簧振子，机械能守恒，最大速率为v，当动能为零时势能最大，为mv2，故A正确；系统机械能守恒，当振子的速率减为时，动能为mv2，故势能为mv2，故B 错误；从某时刻起，在半个周期内，振子通过的路程为2A，振子运动到与起始点相对称的另一个点，速度的大小相等，故动能变化量为零，故弹力做功为零，故C错误，D正确．17.【答案】ABD【解析】M摆动时，m摆做受迫振动，稳定后，m摆的振动周期应等于驱动力的周期，即等于M摆的周期，故选项A正确；当m摆长与M摆长相等时，两者的固有周期相等，而M摆的固有周期就是使m做受迫振动的驱动力的周期，可见m摆处于共振状态，选项B正确；M摆长发生变化，就是使m做受迫振动的驱动力周期发生变化，由于m的固有周期不变，这样两个周期差别就发生了变化，因而m的振幅也发生了变化，选项C错误；单摆振动的能量不仅与振幅有关，还跟振动系统的质量有关，如果M的质量比m大得多，从M向m传递的能量有可能使m的振幅大于M的振幅，选项D正确．18.【答案】BC【解析】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；开始计时误记为n＝1，所测中期T偏小，由g＝可知，所测重力加速度偏大，故B正确；若摆线加上球直径当成了摆长，所测摆长偏大，由g＝可知，所测重力加速度偏大，故C正确；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D错误．19.【答案】BD【解析】在振子从最大位移处a向平衡位置O运动的过程中，振子受到的合外力向右且不断减小，速度方向向右且不断增大，A、C错误；位移由平衡位置指向振子所处位置，方向向左，位移不断减小，故B、D正确．20.【答案】ABD【解析】由振动图象读出周期T＝2 s，振幅A＝10 cm，由ω＝得到角频率ω＝π rad/s，则单摆的位移x随时间t变化的关系式为A sinωt＝10 sin(πt) cm，故A正确；由公式T＝2π，代入得到L＝1 m，故B正确；从t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，故C错误；从t＝2.5 s到t＝3.0 s的过程中，摆球的位移减小，回复力减小，故D正确．21.【答案】(1)A (2)9.86【解析】(1)根据实验要求，摆长1 m左右．为减小空气阻力的影响，应选用体积较小的实心金属球，故选半径约1 cm的小铁球，故A正确，B、C、D错误．(2)单摆的周期公式T＝2π，变形得＝T，其中k＝，根据题意斜率k＝0.500，所以g＝4π2k2＝4×3.142×0.5002≈9.86 m/s2.22.【答案】平衡位置偏小【解析】为了减小实验误差，应在小球经过平衡位置时开始计时．根据：g＝来求解加速度，L为摆长，T为周期；摆长实际值为：线长加小球的半径．而在计算时我们把线的长度当做摆长进行计算，所以l值小了，故计算出的重力加速度偏小．23.【答案】【解析】(1)设砝码在最高点时细线的拉力为F1，速度为v1，在最低点细线的拉力为F2，速度为v2，则根据牛顿第二定律得：最高点：F1＋mg＝m①最低点：F2－mg＝m②由机械能守恒定律得：mg2L＋mv＝mv③由题意，F1－F2＝ΔF④由①②③④解得：g＝⑤(2)在星球表面，万有引力近似等于重力，则有G＝m′g⑥由⑤⑥解得星球的质量为：M＝24.【答案】(1)0.06 m (2)如图所示(3)设物体A在平衡位置时弹簧的压缩量为x0，则有mAg sinθ＝kx0，当物体A经过平衡位置下方的某一位置时，对平衡位置的位移的大小为x，则：F＝k(x0－x)－mAg sinθ由以上两式得：F＝－kx且位移的方向与F的方向相反．即物体A作简谐运动【解析】(1)物体A、B在斜面上处于平衡状态，所受外力平衡，设压缩量为x，则有：(mA＋mB)g sin 30°＝kx解得：x＝＝0.06 m(2)将物体B移开后，物体A作简谐运动的振幅为：A＝＝0.04 m已知系统的振动周期为T＝0.4 s，振动的位移随时间的变化关系曲线如下图：(3)设物体A在平衡位置时弹簧的压缩量为x0，则有mAg sinθ＝kx0，当物体A经过平衡位置下方的某一位置时，对平衡位置的位移的大小为x，则：F＝k(x0－x)－mAg sinθ由以上两式得：F＝－kx且位移的方向与F的方向相反．即物体A作简谐运动．25.【答案】(1)0.125 (2)T＝T0＝4 s(3)若单节车轨非常长，或无接头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有周期，使火车的振幅较小，以便来提高火车的车速【解析】(1)由题目中丙图可知，f＝＝Hz＝0.125 Hz.(2)物体的振动能量最大时，振幅最大，故应发生共振，所以应有T＝T0＝4 s.(3)若单节车轨非常长，或无接头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有周期，使火车的振幅较小，以便来提高火车的车速．。

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