2018-2019學(xué)年高中物理第十一章機(jī)械振動(dòng)階段驗(yàn)收評估(五)機(jī)械振動(dòng)(含解析)新人教版

1、階段驗(yàn)收評估（五）機(jī)械振動(dòng)一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共48分，第15小題中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，第68小題中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得。分）1 .做簡諧振動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時(shí)，可能不同的物理量是（）A.位移B.速度C.加速度D.回復(fù)力解析：選B振動(dòng)物體的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次經(jīng)過同一位置時(shí)位移相同，故A錯(cuò)誤；由于經(jīng)過同一位置時(shí)速度有兩種不同的方向，所以做簡諧振動(dòng)的物體每次經(jīng)過同一位置時(shí)，速度可能不相同，故B正確；加速度總與位移大小成正比，方向相反，每次經(jīng)過同一位置時(shí)位移相同，加速度必定相同，故C錯(cuò)誤；回復(fù)力總與位移大

2、小成正比，方向相反，每次經(jīng)過同一位置時(shí)位移相同，回復(fù)力必定相同，故D錯(cuò)誤。2 .兩個(gè)相同的單擺靜止于平衡位置，使擺球分別以水平初速度vi、V2（Vi>V2）在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)，它們的頻率與振幅分別為fi、f2和Ai、A,則（）A.fi>f2,Ai=A2B,fi<f2,A=A>C.fi=f2,A>A2D.fi=f2,Ai<A>解析：選C單擺的頻率由擺長決定，擺長相等，頻率相等，所以A、B錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C正確，D錯(cuò)誤。3 .一個(gè)做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，先后以同樣大小的速度通過相距i0,*cm的AB兩點(diǎn)，且由A

3、到B的過程中速度方向不變，歷時(shí)0.5s（如圖）。過B點(diǎn)后再經(jīng)過t=0.5s質(zhì)點(diǎn)以方向相反、大小相同的速度再次通過B點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期是（）A.0.5sB.i.0sC.2.0sD.4.0s解析：選C根據(jù)題意，由振動(dòng)的對稱性可知：AB的中點(diǎn)（設(shè)為Q為平衡位置，A、B兩i點(diǎn)對稱分布于O點(diǎn)兩側(cè)。質(zhì)點(diǎn)從平衡位置O向右運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間應(yīng)為toB=-X0.5s=0.25soi,質(zhì)點(diǎn)從B向右到達(dá)右方極端位置（設(shè)為D）的時(shí)間tBD=-X0.5s=0.25s。所以質(zhì)點(diǎn)從O到D的時(shí)間1。=（丁=0.25s+0.25s=0.5s。所以T=2.0s,C對。4 .公路上勻速行駛的貨車受一擾動(dòng)，車上貨物隨車廂底板上下振動(dòng)但

4、不脫離底板。一段時(shí)間內(nèi)貨物在豎直方向的振動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng)，周期為To取豎直向上為正方向，以某時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，即t=0,其振動(dòng)圖像如圖所示。則（）1A. t=T時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最大1 >B. t=T時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最小3C. t=#時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最大43D. t=4T時(shí)，貨物對車廂底板的壓力最小解析：選C要使貨物對車廂底板的壓力最大，即車廂底板對貨物的支持力最大，就要求3貨物向上的加速度最大，由振動(dòng)圖像可知在4T時(shí)，貨物向上的加速度最大，貨物對車廂底板的壓力最大，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；要使貨物對車廂底板的壓力最小，即車廂底板對貨1物的支持力最小，就要求貨物向下

5、的加速度最大，由振動(dòng)圖像可知在二T時(shí)，貨物向下的加速4度最大，貨物對車廂底板的壓力最小，所以選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。5 .一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點(diǎn)。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度。能正確反映振子位移x與時(shí)間t關(guān)系的圖像是（）k.T解析：選A由簡諧運(yùn)動(dòng)中加速度與位移的關(guān)系a=mx可知，在4時(shí)刻，加速度正向最大，則位移負(fù)向最大，故選項(xiàng)A正確。6 .一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是0.25HzB.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t=1s和t=3s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相

6、等，方向相同解析：選AB由振動(dòng)圖像可知，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期是4s,頻率為0.25Hz,故選項(xiàng)A正確。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2.5X4A=10A=20cm,選項(xiàng)B正確。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t=1s和t=3s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 .如圖甲所示，彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)。取向右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是（）A. t=0.8s時(shí)，振子的速度方向向左B. t=0.2s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6cm處C. t=0

7、.4s和t=1.2s時(shí)，振子的加速度完全相同D. t=0.4s至h=0.8s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸增大解析：選AD從t=0.8s起，再過一段微小時(shí)間，振子的位移為負(fù)值且增大，因?yàn)槿∠蛴覟檎较?，故t=0.8s時(shí)，速度方向向左，A正確；由題中圖像得振子的位移x=12sin54tcm,故t=0.2s時(shí)，x=642cm,故B錯(cuò)誤；t=0.4s和t=1.2s時(shí)，振子的位移方向相反，由a=kx/m知，加速度方向相反，C錯(cuò)誤；t=0.4s至Ut=0.8s的時(shí)間內(nèi)，振子的位移逐漸變小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸變大，故D正確。8 .一祛碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的

8、受迫振動(dòng)。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力，使振子做受迫振動(dòng)。把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期就是驅(qū)動(dòng)力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以改變驅(qū)動(dòng)力的周期。若保持把手不動(dòng)，給祛碼一向下的初速度，祛碼便做簡諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖線如圖乙所示。當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，祛碼的振動(dòng)圖線如圖丙所示。若用To表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動(dòng)力的周期，Y表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后而I碼振動(dòng)的振幅，則（）A.由圖彳t可知To=4sB.由圖像可知To=8sC.當(dāng)T在4s附近時(shí)，Y顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí)，Y很小D.當(dāng)T在8s附近時(shí)，Y顯著增大；當(dāng)T比8s小得多或大得多時(shí)，Y很小解析：選AC當(dāng)把

9、手不動(dòng)時(shí)，祛碼的振動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)周期等于振子的固有周期，由圖像可知，To=4s,故A對，B錯(cuò)。當(dāng)把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，祛碼做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，由圖像可知受迫振動(dòng)的周期為T=8s,振子做受迫振動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)力的周期與固有周期越接近，振幅越大，驅(qū)動(dòng)力的周期比固有周期大得越多或小得越多，振幅越小，故C對，D錯(cuò)。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，共16分）9. （6分）在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用刻度尺測量懸點(diǎn)到小球的距離為96.60cm,用卡尺量得小球直徑是5.260cm,測量周期有3次，每次是在擺球通過最低點(diǎn)時(shí),按下秒表開始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到計(jì)

10、時(shí)終止，結(jié)果如下表。123數(shù)的次數(shù)618171時(shí)間（s）60.4079.8070.60這個(gè)單擺振動(dòng)周期的測定值是s,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹凳莔/s2。（取三位有效數(shù)字）解析：由題意可知單擺的周期Ti =60.4061-1s =2.013 s79.80,T2= 81 _ 1 s = 1.995 s70.60T3 = 71 1s =2.017 s則周期T=T1+F+ T332.01 s ,，d1擺長l=l+5=0.966+,X0.0526m=0.9923m。故重力加速度m/s 2 = 9.69 m/s 2。4兀2l4X3.142X0.9923g=H=20P答案：2.019.6910.(10分)某同學(xué)用

11、實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素。(1)他組裝單擺時(shí)，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示。這樣做的目的是()A.保證擺動(dòng)過程中擺長不變B.可使周期測量得更加準(zhǔn)確C.需要改變擺長時(shí)便于調(diào)節(jié)D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺七尺加_一.,J.I一馬"一L1從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長度L=0.9990m,再用游標(biāo)卡尺測R點(diǎn)尿3】。量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為mm,單擺寸g長為m。(3)下列振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了對擺長約為1m的單擺進(jìn)行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表

12、示計(jì)時(shí)開始，A、BC均為30次全振動(dòng)的圖像，已知sin5°=0.087,sin15=0.26,這四種操作過程符合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是()解析：(1)用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線的目的是保證擺動(dòng)過程中擺長不變，需要改變擺長時(shí)便于調(diào)節(jié)，選項(xiàng)AC正確。(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則，擺球直徑為12.0mm,單擺擺長為Ld/2=0.9990m0.0060m=0.9930m。（3）單擺測量周期，必須從平衡位置開始計(jì)時(shí)，且擺角小于10。，所以符合實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是A。答案：（1）AC（2）12.00.9930（3）A三、計(jì)算題（本題共2小題，共36分）11.（18分）將力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就

13、可以測量快速變化的力。圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將小擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，/AOB=/COB=e,e小于10。且是未知量。圖乙表示由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對擺球的拉力f的大小隨時(shí)間t變化的曲線，且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖中）所給的信息。求：（1）擺球的振動(dòng)周期和擺長。（g取10m/s2）（2）若在e<10°前提下，使e增大試分析乙圖圖像如何變化？解析：（1）由題意可知，球擺動(dòng)的周期T=0.4兀s根據(jù)單擺振動(dòng)周期公式T=2兀有l(wèi)=圣，代入數(shù)據(jù)l=0.4m。2mv（2）單擺周期與偏角e無關(guān)，但球達(dá)最低點(diǎn)的速率隨e的增大而增大，由F大一mg=丁可知，圖像中F的峰值變大，其最小值由F小=mgcos0可知變小。答案：（1）0.4兀s0.4m（2）周期不變，F(xiàn)的最大值增大，最小值減小12.（18分）如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在彈簧上，與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)振幅為A時(shí)，物體對彈簧的最大壓力是物重的1.5倍，則物體對彈簧的最小壓力是多少？要使物體在振動(dòng)中不離開彈簧，振幅不能超過多大？解析：由簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性知：m在最低點(diǎn)時(shí)：F回=1.5mg-mg=mODm在最高點(diǎn)時(shí)：F