魯科物理選修34第1章機(jī)械振動(dòng)同步測(cè)試

1、一、單項(xiàng)選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確)1彈簧振子做等幅振動(dòng)，當(dāng)振子每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，不一定相等的物理量是()A速度B加速度C動(dòng)能 D彈性勢(shì)能解析：選A.振子每次經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)，位移相同，彈性勢(shì)能相等、加速度相等、動(dòng)能相等；而速度方向可相同，也可相反，故速度不一定相同2關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是()A簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)一定是水平方向的運(yùn)動(dòng)B所有的振動(dòng)都可以看做是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)一定可以得到正弦曲線形的軌跡線D只要滿足a，物體一定做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)解析：選D.物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)并不一定只在水平方向發(fā)生，各個(gè)方向都有可能發(fā)生，A錯(cuò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單的振

2、動(dòng)，B錯(cuò)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的軌跡并不是正弦曲線，C錯(cuò)3(2011年臺(tái)州市高二期末)下列情況下，會(huì)使單擺周期變大的是()A減少單擺擺球的質(zhì)量B增大單擺擺球的質(zhì)量C將擺從赤道移到北極D將擺從地球移到月球上解析：選D.由單擺周期公式T2可知D項(xiàng)正確4一彈簧振子周期為2.4 s，當(dāng)它從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)1.9 s時(shí)，其運(yùn)動(dòng)情況是()A向右減速 B向右加速C向左減速 D向左加速解析：選B.如圖，由O向右到B用時(shí)0.6 s，由B到O再到A用時(shí)1.2 s即由O向B運(yùn)動(dòng)直到A用時(shí)1.8 s，再過(guò)0.1 s則在AO之間，并且由A向O運(yùn)動(dòng)，因而B(niǎo)項(xiàng)正確5一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺周期是1 s，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A擺長(zhǎng)縮短為原來(lái)的

3、四分之一時(shí)，頻率是2 HzB擺球的質(zhì)量減少到原來(lái)的四分之一時(shí)，周期是4 sC振幅減小為原來(lái)的四分之一時(shí)，周期是1 sD如果重力加速度減小為原來(lái)的時(shí)，頻率是0.5 Hz解析：選B.T2，T，T，與質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān)6一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖16所示，質(zhì)點(diǎn)的速度與加速度方向相同的時(shí)間段是()圖16A00.6 s B0.30.6 sC0.60.9 s D0.61.2 s解析：選B.質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向與回復(fù)力方向相同，與位移方向相反，總是指向平衡位置；位移增加時(shí)速度與位移方向相同，位移減小時(shí)速度與位移方向相反7下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則

4、()驅(qū)動(dòng)力的頻率/Hz203040506070受迫振動(dòng)的振幅/cm10.315.826.329.516.19.3A.f固50 HzB50 Hzf固60 HzC40 Hzf固50 HzD40 Hzf固60 Hz解析：選D.當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于受迫振動(dòng)的固有頻率時(shí)，振幅最大由表中的數(shù)據(jù)可判斷，受迫振動(dòng)振幅的最大值滿足16.1 cmAmax26.3 cm，所以固有頻率滿足40 Hzf固60 Hz，故只有D項(xiàng)正確8一個(gè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，它的振幅是4 cm，頻率是2.5 Hz，該質(zhì)點(diǎn)從平衡位置開(kāi)始經(jīng)過(guò)2.5 s后，位移的大小和經(jīng)過(guò)的路程為()A4 cm、10 cm B4 cm、100cmC0、24 cm

5、D0、100 cm解析：選B.質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期T0.4 s，故時(shí)間tT6T，所以2.5 s末質(zhì)點(diǎn)在最大位移處，位移大小為4 cm，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為446cm100 cm，B正確9如圖17所示，物體放在輕質(zhì)彈簧上，沿豎直方向在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在物體沿AB方向由D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)(D、C兩點(diǎn)未在圖上標(biāo)出)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能減少了3.0 J，物體的重力勢(shì)能增加了1.0 J則有關(guān)這段過(guò)程以下說(shuō)法中正確的是() 圖17A物體經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向是指向平衡位置的B物體的動(dòng)能增加了4.0 JCD點(diǎn)的位置一定在平衡位置以上D物體的運(yùn)動(dòng)方向可能是向下的解析：選A.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受重力和彈簧的彈力作用，發(fā)

6、生動(dòng)能與勢(shì)能(包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能)的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，由勢(shì)能變化知?jiǎng)幽茉黾恿?.0 J，說(shuō)明速度變大，物塊向平衡位置運(yùn)動(dòng)由重力勢(shì)能增加，知物體運(yùn)動(dòng)的方向向上，即物體在位置D處的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)橄蛏现赶蚱胶馕恢?，故正確選項(xiàng)為A.10(2011年廈門一中高二期末)圖18甲是利用沙擺演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置當(dāng)盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí)，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的沙在板上形成曲線顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間的變化關(guān)系已知木板被水平拉動(dòng)的速度為0.20 m/s，圖乙所示的一段木板的長(zhǎng)度為0.80 m，則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的擺長(zhǎng)為(取g2)()圖18A0.56 m B0.65 mC1.00 m D2.25

7、 m解析：選C.沙擺的周期T2 s，又由單擺的周期公式T2得Lg1.00 m.11(2010年高考大綱全國(guó)卷改編)一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)t0時(shí)刻振子的位移x0.1 m；t s時(shí)刻x0.1 m；t4 s時(shí)刻x0.1 m下面列出了振子的振幅和周期幾組可能的值0.1 m， s0.1 m,8 s0.2 m， s0.2 m,8 s以下說(shuō)法正確的是()A都可能 B都可能C都可能 D都可能解析：選C.在t s和t4 s兩時(shí)刻振子的位移相同當(dāng)振幅為0.1 m時(shí)，時(shí)間差t是周期的整數(shù)倍，即(4) snT，當(dāng)n1時(shí)T s，正確，錯(cuò)；當(dāng)振幅為0.2 m時(shí)，時(shí)間差t不是周期的整數(shù)倍，根據(jù)題意有(0)

8、 s(4) snT，當(dāng)n0時(shí)T8 s正確錯(cuò)12.如圖19所示，物體A置于物體B上，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與B相連，在彈性限度范圍內(nèi)，A和B一起在光滑水平面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)，并保持相對(duì)靜止則下列說(shuō)法不正確的是() 圖19AA和B均做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)B作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比CB對(duì)A的靜摩擦力對(duì)A做功，A對(duì)B的靜摩擦力對(duì)B也做功DB對(duì)A的靜摩擦力始終對(duì)A做正功，而A對(duì)B的靜摩擦力始終對(duì)B做負(fù)功解析：選D.物體A、B保持相對(duì)靜止，整體在輕質(zhì)彈簧作用下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，可等效為彈簧振子模型，A項(xiàng)說(shuō)法正確，對(duì)A、B整體由牛頓第二定律得kx(mAmB)a；對(duì)A由牛頓第二定律得fmAa

9、，解得fxkx，B項(xiàng)說(shuō)法正確；B對(duì)A的靜摩擦力(即A的回復(fù)力)始終指向平衡位置，所以在靠近平衡位置過(guò)程中，B對(duì)A的靜摩擦力做正功，在遠(yuǎn)離平衡位置過(guò)程中，B對(duì)A的靜摩擦力做負(fù)功；A對(duì)B的靜摩擦力也做功，故C項(xiàng)說(shuō)法正確，D項(xiàng)說(shuō)法不正確二、非選擇題(本題共4小題，共40分按題目要求作答，解答題應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明，方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)13(6分)某質(zhì)點(diǎn)從平衡位置向右做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.1 s，速率第一次減小到0.5 m/s，又經(jīng)0.2 s，速率第二次出現(xiàn)0.5 m/s，再經(jīng)_s，速率第三次出現(xiàn)0.5 m/s.該質(zhì)點(diǎn)的頻率是_Hz.解

10、析：如圖所示，設(shè)平衡位置為O，兩側(cè)最大位移分別為M、N.在O點(diǎn)右側(cè)速率為0.5 m/s的點(diǎn)為A，在O點(diǎn)左側(cè)速率為0.5 m/s的點(diǎn)為B，則A、B關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱由題意知，質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)到A點(diǎn)歷時(shí)0.1 s，從A點(diǎn)到M點(diǎn)又歷時(shí)0.1 s，則0.2 s，T0.8 s由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，質(zhì)點(diǎn)在AOB的過(guò)程中經(jīng)歷的時(shí)間為0.2 s質(zhì)點(diǎn)的頻率為f1.25 Hz.答案：0.21.2514(9分)(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖110甲、乙所示測(cè)量方法正確的是_(選填“甲”或“乙”)圖110(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄

11、振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖111甲所示光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖111乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為_(kāi)若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將_(填“變大”、“不變”或“變小”)，圖乙中的t將_(填“變大”、“不變”或“變小”)圖111解析：(1)由游標(biāo)卡尺的使用方法知，乙圖正確(2)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，擋光使得光敏電阻阻值增大，從t1時(shí)刻開(kāi)始，再經(jīng)兩次擋光完成一個(gè)周期，故T2t0；擺長(zhǎng)為擺線長(zhǎng)加小球半徑，當(dāng)小球直徑變大，則擺長(zhǎng)增加，由周期公式T2

12、可知，周期變大；當(dāng)小球直徑變大，擋光時(shí)間增加，即t變大答案：(1)乙(2)2t0變大變大15(11分)如圖112甲所示的彈簧振子，放在光滑有水平桌面上，O是平衡位置，彈簧振子在AB間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，AB間的距離為4 cm，已知A到B的最短時(shí)間為0.2 s.圖112(1)求彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅和周期；(2)若以向右為位移的正方向，當(dāng)振子運(yùn)動(dòng)到B處開(kāi)始計(jì)時(shí)，試寫(xiě)出其振動(dòng)的位移時(shí)間關(guān)系式，并畫(huà)出相應(yīng)的振動(dòng)圖象解析：(1)AB間距離的一半為振幅，即振幅A2 cm；A到B的最短時(shí)間為半個(gè)周期，即周期T0.4 s.(2)振動(dòng)的角頻率5，該振動(dòng)的位移時(shí)間關(guān)系式為x2sin(5t0)，由題意知當(dāng)t0時(shí)，x2 cm，將其代入表達(dá)式，得0，即位移時(shí)間表達(dá)式為x2sin(5t) cm或(x2cos5t cm)；圖象如圖所示答案：(1)A2 cmT0.4 s(2)x2sin(5t) cm圖象見(jiàn)解析16(14分)(思維拓展題)一個(gè)在地球上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺，其振動(dòng)圖象如圖113甲所示，今將此單擺移至某一行星上，其簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖乙所示若已知該行星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的2倍，求：圖113(1)此單擺