2019年高中物理 第11章 機(jī)械振動(dòng)限時(shí)檢測檢測試題 新人教版選修3-4.doc
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2019年高中物理 第11章 機(jī)械振動(dòng)限時(shí)檢測檢測試題 新人教版選修3-4一、選擇題(共10小題,每小題4分,共40分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第16小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,第710小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4分,選不全的得2分,有選錯(cuò)或不答的得0分)1裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面,如圖所示。將試管豎直提起少許,然后由靜止釋放并開始計(jì)時(shí),在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運(yùn)動(dòng)。若取豎直向上為正方向,則以下描述試管振動(dòng)的圖象中可能正確的是()答案:D解析:試管在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng),平衡位置是在重力與浮力相等的位置,開始時(shí),向上提起的距離,就是其偏離平衡位置的位移,為正向最大位移,因此應(yīng)選D。2(寧波市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期八校聯(lián)考)一個(gè)做簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子,周期為T,振幅為A,設(shè)振子第一次從平衡位置運(yùn)動(dòng)到xA/2處所經(jīng)最短時(shí)間為t1,第一次從最大正位移處運(yùn)動(dòng)到xA/2所經(jīng)最短時(shí)間為t2,關(guān)于t1和t2,以下說法正確的是()At1t2Bt1t2D無法判斷答案:B解析:振子從平衡位置到最大位移時(shí),速度逐漸減小,所以有t1t2,B選項(xiàng)正確。3.如圖所示,光滑軌道的半徑為2m,C點(diǎn)為圓心正下方的點(diǎn),A、B兩點(diǎn)與C點(diǎn)相距分別為6cm與2cm,a、b兩小球分別從A、B兩點(diǎn)由靜止同時(shí)釋放,則兩小球相碰的位置是()AC點(diǎn)DC點(diǎn)右側(cè)CC點(diǎn)左側(cè)D不能確定答案:A解析:由于半徑遠(yuǎn)大于運(yùn)動(dòng)的弧長,小球都做簡諧運(yùn)動(dòng),類似于單擺。因?yàn)樵谕坏攸c(diǎn),周期只與半徑有關(guān),與運(yùn)動(dòng)的弧長無關(guān),故兩球同時(shí)到達(dá)C點(diǎn),故選項(xiàng)A正確。4(青州市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期檢測)如圖甲所示,一彈簧振子在AB間做簡諧運(yùn)動(dòng),O為平衡位置,如圖乙是振子做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移時(shí)間圖象,則關(guān)于振子的加速度隨時(shí)間的變化規(guī)律,下列四個(gè)圖象中正確的是()答案:C解析:加速度與位移關(guān)系a,而xAsin(t),所以aAsin(t),則可知加速度時(shí)間圖象為C項(xiàng)所示。5一個(gè)單擺的擺球運(yùn)動(dòng)到最大位移時(shí),正好遇到空中豎直下落的雨滴,雨滴均勻附著在擺球的表面,下列說法正確的是()A擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度要增大,周期也增大,振幅也增大B擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度沒有變化,周期減小,振幅也減小C擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度沒有變化,周期也不變,振幅要增大D擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度要增大,周期不變,振幅要增大答案:D解析:在最大位移處,雨滴落到擺球上,質(zhì)量增大,同時(shí)擺球獲得初速度,故此振幅增大;但擺球質(zhì)量不影響周期,周期不變,故選項(xiàng)D正確。6(銀川一中xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期中)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示,下列說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是4HzB在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20cmC第4s末質(zhì)點(diǎn)的速度是零D在t1s和t3s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)位移大小相等,方向相同答案:B解析:由振動(dòng)圖象可知,質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期是4s,頻率為0.25Hz,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。振幅為2cm,每周期質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為4A,10s為2.5個(gè)周期,經(jīng)過的路程為2.54A10A20cm,選項(xiàng)B是正確的,4s末質(zhì)點(diǎn)在平衡位置速度最大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。在第t1s和t3s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)分別在正最大位移和負(fù)最大位移,大小相等、方向相反,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7鋪設(shè)鐵軌時(shí),每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙,勻速運(yùn)行列車經(jīng)過鋼軌接縫處時(shí),車輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等,所以這個(gè)沖擊力是周期性的,列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。普通鋼軌長為12.6m,列車固有振動(dòng)周期為0.315s。下列說法正確的是()A列車的危險(xiǎn)速率為40m/sB列車過橋需要減速,是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C列車運(yùn)行的振動(dòng)頻率和列車的固有頻率總是相等的D增加鋼軌的長度有利于列車高速運(yùn)行答案:ABD解析:對(duì)于受迫振動(dòng),當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相等時(shí)將發(fā)生共振現(xiàn)象,所以列車的危險(xiǎn)速率v40m/s,A正確。為了防止共振現(xiàn)象發(fā)生,過橋時(shí)需要減速,B正確。由v知L增大時(shí),T不變,v變大,所以D正確。8如圖所示,虛線和實(shí)線分別為甲、乙兩個(gè)彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象,已知甲、乙兩個(gè)振子質(zhì)量相等,則()A甲、乙兩振子的振幅分別為2cm、1cmB甲、乙兩個(gè)振子的相位差總為C前2秒內(nèi)甲乙兩振子的加速度均為正值D第2秒末甲的速度最大,乙的加速度最大答案:AD解析:兩振子的振幅A甲2cm,A乙1cm,A對(duì);兩振子的頻率不相等,相位差為一變量,B錯(cuò);前2秒內(nèi),甲的加速度為負(fù)值,乙的加速度為正值,C錯(cuò);第2s末甲在平衡位置,速度最大,乙在最大位移處,加速度最大,D對(duì)。9(寧波效實(shí)中學(xué)xxxx學(xué)年高二下學(xué)期期末)如圖所示是一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)時(shí)的共振曲線,表示振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系,下列說法正確的是()A擺長約為10cmB此單擺的固有周期是2sC若增大擺長,共振曲線的“峰”將向右移動(dòng)D若減少擺長,共振曲線的“峰”將向右移動(dòng)答案:BD解析:由圖象可知:固有頻率f0.5Hz,所以周期T2s。由單擺的周期公式可得:LT2g/421.0m。若減小擺長,固有頻率增大,“峰”將右移,故選項(xiàng)B、D正確。10將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上,從靜止釋放,當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),擺線碰到障礙物,擺球繼續(xù)向右擺動(dòng)。用頻閃照相機(jī)拍到如圖所示的單擺運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片,以下說法正確的是()A擺線碰到障礙物前后的擺長之比為94B擺線碰到障礙物前后的擺長之比為32C擺線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),線速度不變,半徑減小,擺線張力變大D擺線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),角速度變大,半徑減小,擺線張力不變答案:AC解析:由頻閃照片可知擺線碰到障礙物前后的周期之比為32,根據(jù)T2,得擺線碰到障礙物前后的擺長之比94,故A正確,B錯(cuò)誤;擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),線速度不變,半徑減小,角速度變大,根據(jù)牛頓第二定律有:Fmg,得Fmgm,擺線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí),半徑減小,擺線張力變大。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題,共18分。把答案直接填在橫線上)11(5分)如圖所示的三個(gè)圖線分別是用不同的傳感器測出的不同物體的振動(dòng)圖線。從三個(gè)圖線可知,這三個(gè)物體振動(dòng)的共同特點(diǎn)是具有_,三個(gè)物體中,最簡單的振動(dòng)是_。圖中心臟跳動(dòng)的圖線是某人的心電圖,方格紙每個(gè)小方格的寬度是0.5cm,心電圖記錄儀拖動(dòng)方格紙的速度是1.8cm/s,則此人的心率是_次/分。答案:周期性彈簧振子的振動(dòng)67.5解析:由圖可看出,三個(gè)物體振動(dòng)的共同特點(diǎn)是都具有周期性,彈簧振子的圖線是簡諧運(yùn)動(dòng)的圖線,是最簡單的振動(dòng);心臟跳動(dòng)的頻率為1.860/(0.53.2)次/分67.5次/分。 12(6分)有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀位于天津市的“南開大學(xué)”和上海市的“復(fù)旦大學(xué)”,他們各自在那里的物理實(shí)驗(yàn)室利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確的探究了單擺周期T和擺長L的關(guān)系。然后他們通過互聯(lián)網(wǎng)交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并由計(jì)算機(jī)繪制了T2L圖象,如圖甲所示,已知天津市比上海市的緯度高,則去“南開”的同學(xué)所測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖象是_(填“A”或“B”)。另外,去“復(fù)旦”做研究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了他實(shí)驗(yàn)用的a、b兩個(gè)擺球的振動(dòng)圖象,如圖乙所示,由圖象可知兩單擺擺長之比_,在t2s時(shí)b球振動(dòng)方向是:_(填“y”或“y”)。答案:B;49;y解析:(1)T2L圖線的斜率為,南開大學(xué)所處緯度高,重力加速度大,對(duì)應(yīng)斜率小,故B圖線為去南開大學(xué)的同學(xué)所作。由圖乙可知,又T2L,則。由圖象可看出t2s時(shí)b的振動(dòng)方向沿y軸正向。13(7分)(寧波市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期八校聯(lián)考)某同學(xué)在做利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,先測得擺線長為97.50cm,擺球直徑為2.00cm,然后用秒表記錄了單擺振50次所用的時(shí)間,如圖所示,則:(1)該擺擺長為_cm,秒表所示讀數(shù)為_s。(2)如果測得g值偏小,可能的原因是()A測擺線長時(shí)擺線拉得過緊B擺線上端懸點(diǎn)按如圖(上)所示方法固定,同學(xué)測擺長時(shí)從懸點(diǎn)處測C開始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過早按下D實(shí)驗(yàn)中誤將50次全振動(dòng)次數(shù)記為49次(3)某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,測量5種不同擺長情況下單擺的振動(dòng)周期,記錄數(shù)據(jù)如下:l/m0.50.80.91.01.2T/s1.421.791.902.002.20T2/s22.023.203.614.004.84試以l為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo),作出T2l圖線,并利用此圖線求出重力加速度g_m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。答案:(1)98.5099.5(99.4或99.6也得分)(2)BCD(3)9.86m/s2(9.709.95均可得分)三、論述計(jì)算題(共4小題,共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(9分)在光滑水平面上的O點(diǎn)系一長為l的絕緣細(xì)線,線的另一端系一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的小球,當(dāng)沿細(xì)線方向上加上電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場后,小球處于平衡狀態(tài)?,F(xiàn)給小球一垂直于細(xì)線的初速度v0,使小球在水平面上開始運(yùn)動(dòng)如圖,若v0很小,則小球第一次回到平衡位置所需時(shí)間為多大?答案:解析:小球的運(yùn)動(dòng)類似于單擺運(yùn)動(dòng),其回復(fù)力由電場力Eq的切線方向分力提供,在T2中,g,小球從開始運(yùn)動(dòng)到第一次回到平衡位置所用時(shí)間t15(10分)如圖所示為一彈簧振子的振動(dòng)圖象,試完成以下問題:(1)寫出該振子簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式。(2)在第2 s末到第3 s末這段時(shí)間內(nèi),彈簧振子的加速度、速度、動(dòng)能和彈性勢(shì)能各是怎樣變化的?(3)該振子在前100 s的總位移是多少?路程是多少?答案:(1)x5 sint(cm)(2)見解析(3)0;5 m解析:(1)由振動(dòng)圖象可得:A5 cm,T4 s,0則rad/s,故該振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為:x5 sint(cm)(2)由圖可知,在t2 s時(shí)振子恰好通過平衡位置,此時(shí)加速度為零,隨著時(shí)間的延續(xù),位移值不斷加大,加速度的值也變大,速度值不斷變小,動(dòng)能不斷減小,彈性勢(shì)能逐漸增大。當(dāng)t3 s時(shí),加速度的值達(dá)到最大,速度等于零,動(dòng)能等于零,彈性勢(shì)能達(dá)到最大值。(3)振子經(jīng)過一個(gè)周期位移為零,路程為54 cm20 cm,前100 s剛好經(jīng)過了25個(gè)周期,所以前100 s振子位移x0,振子路程s2025 cm500 cm5 m。16(11分)有一天體半徑為地球半徑的2倍,平均密度與地球相同,在地球表面走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到該天體的表面,秒針走一圈的實(shí)際時(shí)間是多少?答案:min解析:擺鐘的周期可借助單擺的周期公式來討論:T2。由于是同一單擺,其擺長可認(rèn)為不變,則其周期與重力加速度的平方根成反比。由萬有引力定律得mg;g,即在相同時(shí),gR由以上推理可得T,所以Txmin擺鐘的周期可以應(yīng)用單擺的周期公式來分析,而單擺的周期與重力加速度有關(guān),在不同的天體上,由于重力加速度不同,所以同一擺鐘在不同的天體上的周期是不相同的。17(12分)將一測力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測量快速變化的力,圖甲中O點(diǎn)為單擺的懸點(diǎn),現(xiàn)將小球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉到A點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球在豎直平面內(nèi)的ABC之間來回?cái)[動(dòng),其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中最低位置。AOBCOB,小于10且是未知量,圖乙表示由計(jì)算機(jī)得到細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間變化的曲線,且圖中t0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中信息(g取10m/s2),求:(1)單擺的周期和擺長;(2)擺球質(zhì)量及擺動(dòng)過程中的最大速度。答案:(1)0.4s0.4m(2)0.05kg0.283m/s解析:(1)由圖乙可知:單擺周期T0.4s由公式T2可求得擺長l0.4m。(2)mgcosFmin0.495Nmg(llcos)mvFmaxmgm解得m0.05kg,vm0.283m/s。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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