2020高中物理 第一章機械振動單元測試2 魯科版選修3-4（通用）

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1、第1章《機械振動》單元測試 （90分鐘 100分） 一．選擇題（本題共10小題，每題4分，滿分40分。每題所給的選項中，有的只有一個是正確的，有的有幾個是正確的。將正確選項的序號選出填入題后的括號中。全部選對的得4分，部分選對的得2分，有錯選或不選的得0分） 1.彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，在振子向平衡位置運動的過程中，逐漸增大的物理量是（ ） f2 f1 圖1 f/HZ A/cm f3 A、振子所受的回復力 B、振子的位移 C、振子的速度 D、振子的加速度 2．圖1表示一個彈簧振子作受迫振動時的振幅與驅(qū)動力頻率之間的關系

2、，由此可知（ ） A．振子振動頻率為f2時，它處于共振狀態(tài) B．驅(qū)動力的頻率為f3時，振子振動的頻率為f2 C．假如撤去驅(qū)動力讓振子作自由振動，它的頻率是f3 D．振子作自由振動時，頻率可以是f1、f2、f3 3．當擺角很小時（<100），單擺的振動是簡諧運動，此時單擺振動的回復力是（ ） A．擺球重力與擺線拉力的合力 B．擺線拉力沿圓弧切線方向的分力 圖2 B C O C．擺球重力、擺線拉力及擺球所受向心力的合力 D．擺球重力沿圓弧切線方向的分力 4．如圖2所示，是一個單擺（θ<10o），其周期為T，則下列正確的說法是（ ）

3、 A．把擺球的質(zhì)量增加一倍，其周期變小 B．把擺角變小時，則周期也變小 C．此擺由O→B運動的時間為T/4 D．擺球B→O時，動能向勢能轉(zhuǎn)化 5．一質(zhì)點做簡諧運動，先后以相同的速度依次通過A、B兩點，歷時1s，質(zhì)點通過B點后再經(jīng)過1s又第2次通過B點，在這兩秒鐘內(nèi)，質(zhì)點通過的總路程為12cm，則質(zhì)點的振動周期和振幅分別為（ ） A．3s，6cm B．4s，6cm C．4s，9cm D．2s，8cm 6．一個彈簧振子在光滑的水平面上作簡諧運動，其中有兩個時刻彈簧對振子的彈力大小相等，但方向相反，那么這兩個時刻彈簧振子的（ ） A．速度一

4、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．以上三項都不一定大小相等，方向相反 7．水平方向做簡諧運動的彈簧振子,其質(zhì)量為m,最大速率為v,則下列說法中正確的是（ ） A．振動系統(tǒng)的最大彈性勢能為mv2 B．當振子的速率減為時，此振動系統(tǒng)的彈性勢能為 C．從某時刻起，在半個周期內(nèi)，彈力做的功可能不為零 D．從某時刻起，在半個周期內(nèi)，彈力做的功一定為mv2 圖3 x/cm t/s t2 t1 t3 8．如圖3表示質(zhì)點做簡諧運動的圖象，則以下說法中正確的是（ ）

5、 A．t1、t2時刻的速度相同 B.從t1到t2這段時間內(nèi)，速度和加速度方向是相同的 C.從t2到t3這段時間內(nèi)，速度變大，加速度變小 D.t1、t3時刻的速度大小是相同的。 9．如圖4所示，兩個單擺和的擺長＞，將它們都拉離豎直方向一個很小的角度然后釋放，那么這兩個擺球到達最低點時的速度的大小和經(jīng)歷時間應滿足 圖4 A．＞，＞ B．＞，＜ C．＜，＜ D．＜，＞ 圖5 10．如圖5所示，在質(zhì)量為M的木箱頂部用一輕彈簧懸掛質(zhì)量均為m（）的A、B兩物體，箱子放在水平地面上，平衡后剪斷A、B間細線，此后A將做簡諧運動。當A運動到最高點時，木箱對地面的壓力為（ ）

6、A． B． C． D． 二．填空題（本題共3小題，每題4分，滿分12分；將正確、完整的答案填入相應的橫線中。） 圖6 11．一物體沿x軸做簡諧運動，振幅為8 cm，頻率為0.5 Hz，在t＝0時，位移是4 cm，且向x軸負方向運動，則用正弦函數(shù)表示的振動方程為 ． 12．一水平彈簧振子的小球的質(zhì)量kg，彈簧的勁度系數(shù)為50N/m ，振子的振動圖象如圖6所示，在s時，小球的加速度大小為_______________，方向________；在s 時小球的加速度大小為____________，速度的方向為____________。 13

7、．某同學在用單擺測定重力加速度的實驗中，測量不同擺長情況下單擺的振動周期，并以L為橫坐標，為縱坐標，做出了圖線，如圖7所示，由此圖線可知重力加速度為 。 圖7 三．科學探究與實驗 （本題共2小題，滿分10分） 14.（1）用如圖8甲所示實驗裝置演示單擺的振動圖象，細沙從擺動的漏斗的底部均勻下落，紙板沿著跟擺動方向垂直的方向勻速移動，落在紙板上的沙排成粗細變化的一條曲線如圖8乙，觀察這條細沙曲線，找出其形態(tài)特征，并由此說明這個沙擺的擺動規(guī)律。（要求列出兩條，為敘述方便，可在圖上標注字母） 圖8 丙 丁 ①細沙曲線

8、______________________，說明沙擺______________________； ②細沙曲線______________________，說明沙擺______________________。 （2）但有兩位位同學分別使用同一套儀器觀察單擺作簡諧運動時的振動圖象，已知兩人實驗時都未重新調(diào)整擺長，落在木板上的細砂形成的曲線如圖8丙、丁所示．兩曲線不同的原因是 ①__________________________，②____________________________． 15．在“用單擺測定重力加速度”的實驗中 ⑴ 除用鐵夾、鐵架臺、帶中心孔的金屬小球和細線這些

9、器材外，還需要用到的測量儀器有：___________________________。 ⑵ 本實驗中，如下哪些措施是必要的_______________ A．測周期時，單擺的擺角應大于10o B．測周期時，應取擺球通過最低點處來測量擺球全振動30—50次的時間 C．裝置單擺時，擺線應盡可能長些，擺球應盡可能小些而質(zhì)量大些，且用夾板夾緊擺線 D．測擺長時，應將單擺懸掛起來，用刻度尺和游標卡尺測出擺球球心到懸點的距離 E．測擺長時，為了測量方便，應將單擺放在桌面上，拉直后用米尺測出擺球球心到擺線某點O的長度作為擺長，然后將單擺從O點吊起。 ⑶ 如果在實驗中誤將擺線長度當成了擺長，那

10、么所測重力加速度將________(“偏大”、“偏小”)。如果在實驗中，誤將振動31次的時間計成了32次的時間，那么所測重力加速度將________(“偏大”、“偏小”)。 四、題：本題包括4個小題，共38分。要求寫出必要的文字說明，方程式或重要的演算步驟，只寫出最后答案的，不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。 16．（8分）如圖9所示是一個單擺的振動圖象，根據(jù)圖象所給的數(shù)據(jù)，試求： 圖9 x/cm t/s O 1 2 3 4 8 -8 A· C· B· （1）振幅； （2）周期； （3）單擺的

11、擺長； （4）A、B、C三點所表示的對應位置中，在哪個位置上擺球的速度最大，在哪個位置上回復力產(chǎn)生的加速度最大？它們的方向如何？（g=9.8m/s2） 圖10 17．（10分）如圖10所示，在O點懸有一細繩，繩上串著一個小球B，并能順著繩子滑下，在O點正下方有一半徑為R的光滑圓弧軌道，圓心位置恰好在O點，在弧形軌道上接近處有另一個小球A，令A、B兩球同時開始無初速釋放，假如A球第一次到達平衡位置時正好能夠和B球碰上，則B球與繩之間的摩擦力與B球重力大小之比是多少？（計算時取，） 圖11 18. （10分）如圖11所示，質(zhì)量為的密度計，上部粗

12、細均勻，橫截面積為，漂浮在密度為的液體中．現(xiàn)將密度計輕輕按下一段后放手，密度計上、下起伏．若不計液體的阻力，試證明密度計做的是簡諧振動． 19.（10分）將一測力傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力，圖14甲表示小滑塊（可視為質(zhì)點）沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的A、之間來回滑動，點與O點連線與豎直方向之間夾角相等且都為，很小。圖14乙表示滑塊對器壁的壓力F隨時間變化的曲線，且圖中為滑塊從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：（1）容器的半徑； （2）小滑塊的質(zhì)量； （3）滑塊運動過程中的守恒量。 圖（1

13、4） 參考答案 1. C 2. A 3. D 4. C 5. B 6. BC 7. A 8.CD 9.A 10. A 11. 12． 解析：對于水平的彈簧振子提供回復力的是彈簧的彈力，所以加速度。由圖象可知，2s ，故2.75 s時與0.75 s的振動情況相同。當s時，m,所以加速度，方向沿由正方向。由圖象可知，2.75 s時與0.75 s時的位移都是零，故該時刻加速度為零，其速度方向沿由負方向。 13．答案： 解析 由單擺周期公式可得，所以圖線是過坐標原點的一條直線，直線斜率是。 因此，，由圖象求得直線斜率為k=4

14、.00，即。 14．答案：（1）①兩側(cè)粗（沙多）中間細（沙少） 經(jīng)過平衡位置時速度大。 ②沿軸OO′方向呈周期性（重復性）分布 擺動周期不變 （2）①丙拉動木板的速度比丁拉動木板的速度小，②兩人開始拉動木板的時間不同． 提示：（1）根據(jù)簡諧運動的特點，在平衡位置速度大，沙量少，最高點速度為零，沙量多。由乙圖可知，曲線呈周期性變化。 （2）從丙、丁圖可看出，剛開始振動時丙在平衡位置，丁在最大位移處，即兩人開始拉動木板的時間不同． 15．（1）刻度尺、游標卡尺、秒表（2）ABCD（3）偏小 偏大 16．解析：（1）振幅A=8cm（1分） （2）周期T=2s（1

15、分） （3）由可得，擺長（4分） （4）A、B、C三點中：A點對應的位置速度最大，方向為正方向；C點對應的位置加速度最大，方向為負方向。（2分） 17．解析 圓弧軌道運動的小球A接近運動，故可看做單擺模型。 　　　　　　　　　　　　 A球作簡諧運動，由周期公式得A到的時間（3分） B球作勻變速運動從O到的時間為，由題意得，即，（2分） 解得，（1分） 對于小球B，由牛頓第二定律得：（2分） 得：。（2分） 18.解析：簡諧振動的重要特征是回復力大小與位移大小成正比，與位移方向相反． 取向下為正方向，液面為平衡位置．密度計靜止時，受重力和浮力，且有；即 ，其中是密度計靜止

16、時浸沒在液體中的體積．（2分） 當密度計向下位移為時，所受浮力為：，回復力為：；（3分） 當密度計向上位移為時，所受浮力為：，回復力為：；（3分） 令，則恒有：，密度計所受回復力與位移成正比，方向相反，故密度計的振動是簡諧振動．（2分） 19．解析：（1）由圖乙得小滑塊做簡諧振動的周期： （1分） 由, 得 （2分） （2）在最高點Ａ，有 （1分） 在最低點Ｂ，有 （1分） 從Ａ到Ｂ，滑塊機械能守恒，有 解得： （2分） （3）滑塊機械能守恒： （3分）