2019-2020学年人教版物理选修3-4（浙江新高考专用版）讲义：第十一章 机械振动 章末检测试卷（一） .docx

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1、章末检测试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1(多选)关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义，有以下几种说法，其中正确的是()A回复力第一次恢复为原来的大小和方向所经历的过程B位移和速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程C动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程D速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程答案BD2(2017嘉兴一中高二第二学期期中)如果质点的位移与时间关系遵从正弦函数规律，这样的运动叫做简谐运动根据图1中各图象可以判断出物体可能做简谐运动的是()图1A B C D答案C3.(多选)弹簧振子做

2、简谐运动的图象如图2所示，下列说法正确的是()图2A在第5 s末，振子的速度最大且沿x方向B在第5 s末，振子的位移最大且沿x方向C在第5 s末，振子的加速度最大且沿x方向D在05 s内，振子通过的路程为10 cm答案BCD解析由题图可知第5 s末，振子处于正的最大位移处，此时有负方向的最大加速度，速度为零，故A错误，B、C正确；在0到5 s内，振子经过个全振动，路程为5A10 cm，故D正确4(多选)(2018慈溪高二上学期期末)下列说法正确的是()A弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变B已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向C在同一地点

3、，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率答案AD5.(2017嘉兴一中高二第二学期期中)如图3所示，一端固定于天花板上的一轻弹簧，下端悬挂了质量均为m的A、B两物体，平衡后剪断A、B间细线，此后A将做简谐运动已知弹簧的劲度系数为k，则下列说法中正确的是()图3A细线剪断瞬间A的加速度为0BA运动到最高点时弹簧弹力为mgCA运动到最高点时A的加速度为gDA振动的振幅为答案C6(多选)如图4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，不计空气阻力，下列关于图象的说法正确的是()图4Ab图线表示势能随位

4、置的变化关系Ba图线表示机械能随位置的变化关系Cc图线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答案AD解析单摆摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒，在A、C两点动能最小，势能最大，故a图线表示动能随位置的变化关系，b图线表示势能随位置的变化关系，c图线表示摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变，故B、C错，A、D对7.(多选)把一个小球套在光滑细杆上，球与轻弹簧相连组成弹簧振子，小球沿杆在水平方向做简谐运动，它围绕平衡位置O在A、B间振动，如图5所示，下列结论正确的是()图5A小球在O位置时，动能最大，加速度最小B小球在A、B位置时，势能最大，加速度最大

5、C小球从A经O到B的过程中，回复力一直做正功D小球从B到O的过程中，振动的能量不断增加答案AB解析小球在平衡位置时动能最大，加速度为零，因此A选项正确小球在A、B位置时，势能最大，加速度最大，因此B选项正确小球靠近平衡位置时，回复力做正功；远离平衡位置时，回复力做负功振动过程中总能量不变，因此C、D选项错误8(多选)(2016浙江4月选考)摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图6所示选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知()图6A甲、乙两单摆的摆长之比是Bta时刻甲、乙两单摆的摆角相等Ctb时刻甲、乙两单摆的势能差最大Dtc时刻甲、乙两单摆的速率相等答案AC解析由题图

6、可知，又因为T2，所以摆长之比为，A正确；由于两摆线长度不同，在ta时刻离开平衡位置位移相等，两个单摆的摆角不相等，B错误；因为甲的摆线短、摆幅大，所以甲上升的最大高度大于乙的，在tb时刻，乙在平衡位置(最低处)，而甲在最高处，因此两者的势能差是最大的，C对；由于甲偏离平衡位置高度差大于乙的，所以tc时刻甲经过平衡位置时的速率大于乙的，所以D错9(多选)(2018温州检测)做简谐运动的弹簧振子，质量为m，最大速率为v，则下列说法中正确的是()A从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功一定为零B从某一时刻算起，在半个周期的时间内，回复力做的功可能是0到mv2之间的某一个值C从某一时刻算起

7、，在半个周期的时间内，速度变化量一定为零D从某一时刻算起，在半个周期的时间内，速度变化量的大小可能是0到2v之间的某一个值答案AD解析弹簧振子在半个周期内刚好到达与初位置关于平衡位置对称的位置，两位置的速度大小相等，故由动能定理知，回复力做的功一定为零，则A正确，B错误；由于速度反向(初位置在最大位移处时速度为零)，所以在半个周期内速度变化量的大小为初速度大小的2倍，因此在半个周期内速度变化量的大小应为0到2v之间的某一个值，则C错误，D正确10(多选)(2018嘉兴诊断)将力传感器接到计算机上可以测量快速变化的力，将单摆挂在力传感器的探头上，测力探头与计算机连接，用此方法测得的单摆摆动过程中

8、摆线上拉力的大小随时间变化的曲线如图7所示，取g10 m/s2.某同学由此图象提供的信息做出了下列判断，其中正确的是()图7A摆球的周期T0.5 sB单摆的摆长l1 mCt0.5 s时摆球正经过最低点D摆球运动过程中周期越来越小答案BC解析由题图可知，单摆两次拉力极大值的时间差为1 s，所以单摆的振动周期为2 s，A错误；根据单摆的周期公式T2可得摆长l1 m，B正确；t0.5 s时摆线的拉力最大，所以摆球正经过最低点，C正确；摆线拉力的极大值发生变化，说明摆球在最低点时的速度大小发生了变化，所以摆球做阻尼振动，振幅越来越小，由于周期与振幅无关，所以单摆的周期不变，D错误二、非选择题(本题共6

9、小题，共60分)11(6分)(2017台州中学高二第二学期期中)在“用单摆测定重力加速度”的实验中(1)以下关于本实验的做法中正确的是_(选填下列选项前的序号)A摆角应尽量大些B摆线应适当长些C摆球应选择密度较大的实心金属小球D用停表测量周期时，应从摆球摆至最高点时开始计时(2)为了减小实验误差，该同学采用图象法处理数据，通过多次改变摆长，测得多组摆长L和对应的周期T，并作出T2L图象，如图8所示若图线的斜率为k，则用k表示重力加速度的测量值g_.图8答案(1)BC(3分)(2)(3分)12(6分)(2018温州新力量联盟高二第一学期期末联考)某同学用实验的方法“探究影响单摆周期的因素”(1)

10、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9所示，这样做的目的是_图9A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，用毫米刻度尺测量出从悬点到摆球的最底端的长度L0.999 0 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图10所示，则该摆球的直径为_mm，单摆摆长为_m.图10(3)如图所示的振动图象真实地描述了对摆长为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 50.087，

11、sin 150.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_答案(1)AC(2分)(2)12.0(1分)0.993 0(1分)(3)A(2分)13(10分)(2018绍兴高二检测)火车在轨道上行驶时，由于在钢轨接头处车轮受到撞击而上下振动如果防震弹簧每受104 N的力将被压缩20 mm，而每根弹簧的实际负荷为5 000 kg，已知弹簧的振动周期T2，问车速为多大时，列车振动得最剧烈？(设每节钢轨长为12.5 m，g取10 m/s2)答案19.9 m/s解析由题意可知弹簧在做受迫振动，要使振动最强烈，必然使弹簧发生共振，此时必须满足：f驱f固(或T驱T固)根据题意知，防震弹簧的劲度系数为k

12、N/m5105 N/m(3分)由于每根弹簧的实际负荷为m5 000 kg，所以弹簧的固有周期为T固22 s s(2分)当振动最强烈时有T驱 s(3分)故火车的速度为v19.9 m/s.(2分)14(12分)光滑水平面上的弹簧振子，质量为50 g，若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t0.2 s时，振子第一次通过平衡位置，此时速度为4 m/s.(1)在1.2 s末，弹簧的弹性势能为多少？(2)1 min内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数为多少？答案(1)0.4 J(2)150次解析(1)从最大位移处到平衡位置的时间为t0.2 s，则周期T4t0.8 s，振子在1.2 s内恰好振动了1T

13、.(4分)此时弹簧的弹性势能等于振子在平衡位置时的动能Epmv25010342 J0.4 J(4分)(2)当振子向平衡位置运动时，弹簧的弹力对振子做正功，即1个周期内做正功两次， 则n22150次(4分)15(12分)(2017台州路桥中学高二上学期月考)将一个力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力图11甲中O点为单摆的固定悬点，现将质量为m0.05 kg的小摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，AOBCOB，小于5且是未知量由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中

14、t0时刻为摆球从A点开始运动的时刻试根据力学规律和题中所给的信息求：(取g10 m/s2)图11(1)单摆的振动周期和摆长；(2)摆球运动过程中的最大速度答案(1)0.4 s0.4 m(2)0.2 m/s解析(1)摆球在一个周期内两次经过最低点，由题图乙知：T0.4 s(3分)由单摆的周期公式T2，得：l m0.4 m(3分)(2)在最低点B摆球受力如图所示，根据牛顿第二定律，有：Fmaxmgm(4分)代入数据得：v0.2 m/s.(2分)16(14分)(2017杭州高二检测)如图12所示，质量为M、倾角为的斜面体(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足够大，斜面顶端

15、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为L时将物块由静止开始释放，物块将在某一平衡位置两侧做简谐运动，在运动过程中斜面体始终处于静止状态，重力加速度为g.图12(1)求物块处于平衡位置时弹簧的伸长量；(2)依据简谐运动的对称性，求物块m在最低点的加速度大小；(3)若在斜面体的正下方安装一个压力传感器，求在物块m运动的全过程中，此压力传感器的最大示数答案(1)(2)gsin (3)(Mm)gmgsin2sin 解析(1)设物块处于平衡位置时弹簧的伸长量为l，则mgsin kl0，(2分)解得l.(2分)(2)根据简谐运动的对称性可知，最高点和最低点的加速度大小相同，在最高点，由牛顿第二定律得mgsin ma，(2分)解得agsin .(2分)(3)由于斜面体受力平衡，则在竖直方向上有FN2MgFsin FN1cos 0，(2分)其中FN1mgcos ，Fmgsin ma，(2分)根据牛顿第三定律得FN2FN2(Mm)gmgsin2sin .(2分)