（浙江新高考专用版）2019-2020学年高中物理 第十一章 机械振动 章末检测试卷（一）课件 新人

第十一章机械振动章末检测试卷(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√12345678910111213√1415162.(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11234567891011121314A.①②B.③④C.①③D.②④√15163.(多选)弹簧振子做简谐运动的图象如图2所示，下列说法正确的是A.在第5s末，振子的速度最大且沿＋x方向B.在第5s末，振子的位移最大且沿＋x方向C.在第5s末，振子的加速度最大且沿－x方向D.在0～5s内，振子通过的路程为10cm√1234567891011121314图2√√解析由题图可知第5s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5s内，振子经过个全振动，路程为5A＝10cm，故D正确.5415164.(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，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√12345678910111213√1415165.(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A.细线剪断瞬间A的加速度为0B.A运动到最高点时弹簧弹力为mgC.A运动到最高点时A的加速度为gD.A振动的振幅为12345678910111213图3√142mgk15166.(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A.b图线表示势能随位置的变化关系B.a图线表示机械能随位置的变化关系C.c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图4√12345678910111213√141516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.12345678910111213141516123456789101112137.(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A.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√√14图5151612345678910111213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.1415168.(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A.甲、乙两单摆的摆长之比是B.ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等C.tb时刻甲、乙两单摆的势能差最大D.tc时刻甲、乙两单摆的速率相等√图6123456789101112131449√15161234567891011121314解析由题图可知T甲T乙＝8×238＝23，又因为T＝2πlg，所以摆长之比为49，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.15169.(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，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12345678910111213√1412√151612345678910111213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.14151610.(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摆线上拉力的大小随时间变化的曲线如图7所示，取g＝10m/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A.摆球的周期T＝0.5sB.单摆的摆长l≈1mC.t＝0.5s时摆球正经过最低点D.摆球运动过程中周期越来越小√1234567891011121314图7√1516解析由题图可知，单摆两次拉力极大值的时间差为1s，所以单摆的振动周期为2s，A错误；根据单摆的周期公式T＝2π可得摆长l≈1m，B正确；t＝0.5s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.1234567891011121314lg1516二、非选择题(本题共6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1234567891011121314BC(3分)1516(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T2－L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＝_________.1234567891011121314图84π2k(3分)151612.(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)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________.A.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图91234567891011121314AC(2分)1516(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L＝0.9990m，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10123456789101112131412.0(1分)0.9930(1分)1516(3)如图所示的振动图象真实地描述了对摆长为1m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sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________.1234567891011121314A(2分)151613.(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104N的力将被压缩20mm，而每根弹簧的实际负荷为5000kg，已知弹簧的振动周期T＝2π，问车速为多大时，列车振动得最剧烈？(设每节钢轨长为12.5m，g取10m/s2)12345678910111213答案19.9m/s14mk1516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1234567891011121314k＝Fx＝1040.02N/m＝5×105N/m(3分)由于每根弹簧的实际负荷为m＝5000kg，所以弹簧的固有周期为T固＝2πmk＝2π50005×105s＝π5s(2分)当振动最强烈时有T驱＝lv＝12.5mv＝π5s(3分)故火车的速度为v≈19.9m/s.(2分)151614.(12分)光滑水平面上的弹簧振子，质量为50g，若在弹簧振子被拉到最大位移处释放时开始计时，在t＝0.2s时，振子第一次通过平衡位置，此时速度为4m/s.(1)在1.2s末，弹簧的弹性势能为多少？解析从最大位移处到平衡位置的时间为t＝0.2s，则周期T＝4t＝0.8s，振子在1.2s内恰好振动了1T.(4分)此时弹簧的弹性势能等于振子在平衡位置时的动能.Ep＝12mv2＝12×50×10－3×42J＝0.4J.(4分)答案0.4J1212345678910111213141516(2)1min内，弹簧弹力对弹簧振子做正功的次数为多少？解析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n＝t′T×2＝600.8×2＝150次.(4分)答案150次1234567891011121314151615.(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m＝0.05kg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，∠AOB＝∠COB＝θ，θ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t＝0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g＝10m/s2)12345678910111213图11141516(1)单摆的振动周期和摆长；12345678910111213答案0.4πs0.4m解析摆球在一个周期内两次经过最低点，由题图乙知：T＝0.4πs(3分)由单摆的周期公式T＝2πlg，得：l＝gT24π2＝10×0.16π24π2m＝0.4m.(3分)141516(2)摆球运动过程中的最大速度.12345678910111213答案0.2m/s解析在最低点B摆球受力如图所示，根据牛顿第二定律，有：Fmax－mg＝mv2l(4分)代入数据得：v＝0.2m/s.(2分)14151616.(14分)(2017·杭州高二检测)如图12所示，质量为M、倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长