2022學年高中物理 第一章 機械振動章末習題檢測試題（提高篇）教科版選修3-4

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1、2022學年高中物理 第一章 機械振動章末習題檢測試題（提高篇）教科版選修3-4 一、選擇題 1．一根彈簧原長為0，掛一質量為m的物體時伸長x．當把這根彈簧與該物體套在一光滑水平的桿上組成彈簧振子，且其振幅為A時，物體振動的最大加速度為（ ）． A． B． C． D． 2．一物體做受追振動，驅動力的頻率小于該物體的同有頻率．當驅動力的頻率逐漸增大到一定數(shù)值的過程中，該物體的振幅可能（ ）． A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先逐漸增大，后逐漸減小 D．先逐漸減小，后逐漸增大 3．做簡諧運動的物體，

2、由最大位移處向平衡位置運動的過程中，速度越來越大，這是由于（ ）． A．加速度越來越大 B．物體的加速度和運動方向一致 C．物體的勢能轉變?yōu)閯幽? D．回復力對物體做正功 4．在水平方向上做簡諧運動的質點其振動圖像如圖所示，假設向右為正方向，則物體加速度向右且速度向右的時間是（ ）． A．0～1 s內 B．1～2 s內 C．2～3 s內 D．3～4 s內 5．有一懸線長為L的單擺，其擺的外殼為一個有一定質量的金屬空心球．球底有一小孔，球內盛滿水．在擺動過程中，水從小孔慢慢流出．從水

3、開始流到水流完的過程中此擺的周期的變化是（ ）． A．由于懸線長L和重力加速度g不變，所以周期不變 B．由于水不斷外流，周期不斷變大 C．周期先變大，后又變小 D．周期先變小，后又變大 6．著單擺的擺長不變，擺球的質量增加為原來的4倍，擺球經過平衡位置時的速度減小為原來的1／2，則單擺振動的（ ）． A．頻率不變，振幅不變 B．頻率不變，振幅改變 C．頻率改變，振幅改變 D．頻率改變，振幅不變 7．如圖所示為同一實驗室中甲、乙兩個單擺的振動圖像，從圖像可知（ ）． A．兩

4、擺球質量相等 B．兩單擺的擺長相等 C．兩單擺相位相差 D．在相同的時間內，兩擺球通過的路程總有s甲=2s乙 8．如圖所示，將彈簧振子從平衡位置拉下一段距離Δx．釋放后振子在AB間振動．設AB=20 cm，振子由A到B時間為0.1 s．則下列說法正確的是（ ）． A．振子的振幅為20 cm，周期為0.2 s B．振子在A、B兩處受到的回復力分別為kΔx+mg與kΔx－mg C．振子在A、B兩處受到的回復力大小都是kΔx D．振子一次全振動通過的路程是40 cm 二、填空題 9．甲、乙兩個彈簧振子，振子

5、質量之比為3：1，彈簧勁度系數(shù)之比為1：3，振幅之比為1：2。則甲、乙兩個彈簧振子振動的周期之比為 ；若把兩個彈簧振子移到月球上，其振動的周期與它們在地球上振動周期之比為 。 10．如圖所示為擺長為L的單擺．現(xiàn)在在懸點的正下方A點固定一顆釘子，使OA=L／3．令單擺由平衡位置向左擺動時以O為懸點做簡諧運動，則這個單擺完成一次全振動所需的時間是________． 11．如圖所示，一個偏心輪的圓心為O，重心為C，它們所組成的系統(tǒng)在豎直方向上發(fā)生自由振動的頻率為f．若偏心輪以角速度ω繞O軸勻速轉動，則當ω=____

6、____時振動最劇烈，這個現(xiàn)象稱為________。 12．下面是在用單擺測定重力加速度的實驗中獲得的有關數(shù)據(jù)： 擺長／m 0.5 0.6 0.8 1.1 周期T2／s2 2.2 2.5 3.2 4.5 （1）利用上述數(shù)據(jù)在坐標圖（如圖）中描出-T2圖像． （2）利用圖像，取T2=0.1×4π2s2=3.95 s2，求出重力加速度g=________m／s2． 三、解答題 13．（12分）如圖所示，一個彈簧振子在光滑水平面內做簡諧振動，O為平衡位置，A、B為最大位移處，當振子在A點由靜止開始振

7、動，測得第二次經過平衡位置O時所用時間為t s，在O點正上方C處有一個小球，現(xiàn)使振子由A點、小球由C點同時由靜止釋放，它們恰在D點處相碰，試求小球所在的高度H。 14．（8分）如圖所示，一塊涂有炭黑的玻璃板，質量為2 kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上做勻變速運動，一個裝有水平振針的振動頻率為5 Hz的固定電動音又在玻璃板上畫出了如圖11-21所示的曲線，測得OA=1.5 cm，BC=3.5 cm．求：自玻璃板開始運動．經過多長時間才開始接通電動音叉的電源？接通電源時玻璃板的速度是多大？ 15．（10分）將一測力傳感器連接到計算機上就可以

8、測量快速變化的力．如圖甲中D點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將小擺球（可視為質點）拉至A點、，此時細線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球將在豎直平面內的A、B、C之間來回擺動，其中曰點為運動中的最低位置．∠AOB=∠COB=，小于10°且是未知量．圖乙是由計算機得到的細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線，且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻．試根據(jù)力學規(guī)律和題中（包括圖中）所給的信息求：（g取10 m／s2） （1）單擺的振動周期和擺長； （2）擺球的質量； （3）擺球運動過程中的最大速度． 【答案與解析】 一、選擇題 1．

9、【答案】B 【解析】振子的最大加速度，而mg=kx，解得，B項正確． 2．【答案】A、C 【解析】當驅動力頻率等于固有頻率時，做受迫振動的物體發(fā)生共振現(xiàn)象，振幅最大．由于沒有說明驅動力頻率最后的情況。因此A、C兩項都有可能． 3．【答案】D 【解析】從運動學關系來看，當加速度和運動方向一致時，物體做加速運動．但這不是速度變大的原因，其原因是回復力對物體做正功． 4．【答案】D 【解析】由圖像可知：3～4 s內質點正在從負向最大位移向平衡位置振動，結合振動示意圖（如圖所示），知該過程為從B→O，速度向右，由于簡諧運動回復力總指向平衡位置，故該過程

10、加速度方向也向右． 5．【答案】C 【解析】單擺的擺長是懸點到小球重心的距離．開始時，重心在球心，水全部流完后，重心又回到球心．因此，重心先降低，后升高；先變大，后變小，由可知，周期也先變大，后變小，C項正確． 6．【答案】B 【解析】單擺的周期公式為，因不變，故T不變，f=1／T不變；當一定時，單擺的振幅A取決于偏角，根據(jù)機械能守恒定律，擺球從最大住移處到平衡位置有，得，與m無關；由題意知，即由擺球經過平衡位置時的速度減小推出振幅減小，所以正確選項為B．從另一個角度分析，動能Ek沒變，而Ek=mgh，由，所以振幅減?。? 7．【答案】B、C、D 【解析】由題圖知：T甲=

11、T乙，則擺長相等，但A甲=2A乙，，x乙=sinωt，故B、C項正確．而單擺周期與質量無關，A項錯誤．由題圖可知，D正確． 8．【答案】C、D 【解析】AB之間距離為20 cm，所以振幅為10 cm，A項錯誤．由F=－kx可知，在A、B兩處回復力大小都為kΔx，B項錯誤，C項正確．完成一次全振動振子通過的路程為40 cm．D項正確． 二、填空題 9．【答案】3：1，1：1。 10．【答案】 【解析】此單擺完成一次全振動所用的時間等于以為擺長的半個周期和以為擺長的半個周期之和． 11．【答案】2πf 共振 【解析】當驅動力的頻率等于固有頻率時，系統(tǒng)振動最強烈

12、． 12．【答案】（1）如圖所示 （2）9.6 【解析】（1）如圖所示． （2）由圖中讀出當T2=3.95 s2時，=0.96 m．則重力加速度為 ． 三、解答題 13．【答案】見解析 【解析】設振動周期為T，則，解得，而小球經過O點，所用時間（n=0，1，2，…）， 所以（n=0，1，2，…）． 14．【答案】見解析 【解析】由題意可得，振針周期T0=0.2 s，，則對板： sBC－sOA=2aT2，得：a=1 m／s2． ， 再求O點速度：v0=vA－aT=0.1 m／s， 由v0=at得時間． 即經過0.1 s才開始接通電動音叉的電源，且接通時玻璃板的速度為0.1 m／s． 15．【答案】見解析 【解析】（1）由題圖乙可知單擺的周期T=0.4πs，由，得擺長． （2）在B點拉力的最大值為Fmax=0.510 N． ． 在A、C兩點拉力最小Fmin=0. 495 N，F(xiàn)min=mgcos， 由A→B機械能守恒，即， 由以上各式解得m=0.05 kg． （3）由可得，vmax=0.283 m／s．