高中物理第1章机械振动章末综合测评沪科版选修3-4.pdf

精品教案可编辑章末综合测评(一)(时间：60 分钟满分：100 分)一、选择题(本题包括8 小题，每小题6 分，共 48 分.在每小题给出的5 个选项中，有3 项符合题目要求，选对1 个得 2 分，选对 2 个得 4 分，选对3 个得 6 分.每选错 1 个扣 3分，最低得分为0 分)1.关于振子的振动过程，以下说法正确的是()A.振子在平衡位置，动能最大，势能最小B.振子在最大位移处，势能最大，动能最小C.振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小D.在任意时刻，动能与势能之和保持不变E.振子在平衡位置，弹性势能一定最小【解析】振子在平衡位置两侧往复振动，在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B 正确；在任意时刻只有弹簧的弹力做功，所以机械能守恒，D 正确；到平衡位置处速度达到最大，动能最大，势能最小，所以A 正确；振幅的大小与振子的位置无关，所以选项C 错误；振子在平衡位置时，弹簧不一定处于原长，如竖直放置的弹簧振子，故E选项错误.【答案】ABD2.一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17 s时，振子运动情况是()A.正在向右做减速运动B.正在向右做加速运动C.位移正在减小D.正在向左做加速运动E.势能正在减小【解析】tT0.17 s0.025 s645，45T在34TT之间，故 0.17 s 时振子从最大位移处正向右精品教案可编辑加速接近平衡位置.【答案】BCE3.一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图像为正弦曲线，如图1所示，下列说法正确的是()【导学号：38910015】图 1A.在t从 0 到 2 s 时间内，弹簧振子做减速运动B.在t13 s 和t25 s 时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C.在t15 s 和t27 s 时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D.在t从 0 到 4 s 时间内，t 2 s 时刻弹簧振子所受回复力做功功率最小E.在t从 0 到 4 s 时间内，回复力的功率先增大后减小【解析】由于Fkx，由F-t图像知，在0 到 2 s 时间内，弹簧振子位移变大，离开平衡位置做减速运动，A 对；在t13 s 和t25 s 时，速度大小相等，方向相同，B 错；t15 s 和t27 s 时位移大小、方向都相同，C 对；在 0 到 4 s 时间内，t2 s 时刻弹簧振子回复力最大，在端点位置，速度为零，功率最小，D 对 E错.【答案】ACD4.如图 2 所示为某弹簧振子在05 s 内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是()图 2A.振动周期为5 sB.振幅为 8 cm精品教案可编辑C.第 2 s 末振子的速度为零，加速度为正向的最大值D.第 3 s 末振子的速度为正向的最大值E.从第 1 s 末到第 2 s 末振子在做加速运动【解析】根据图像，周期T4 s，振幅A8 cm，A 错误，B 正确.第 2 s 末振子到达负方向最大位置，速度为零，加速度为正向的最大值，C 正确.第 3 s 末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，D 正确.从第 1 s 末到第 2 s 末振子经过平衡位置向负方向运动到达最大位置，速度逐渐减小，做减速运动，E 错误.【答案】BCD5.如图 3 所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O点是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t0)，过14周期，振子具有正方向的最大速度.那么下面五个图像中哪个能够正确反映振子的振动情况()图 3A B C D E【解析】t14T时，振子具有正方向的最大速度，则t0 时，振子应处于负方向最大位移处，此时，回复力和加速度正向最大.故选项 C、E 错，A、B、D 对.【答案】ABD6.一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图4 所示，由图可知()【导学号：38910016】精品教案可编辑图 4A.频率是 2 HzB.振幅是 5 cmC.t1.7 s 时的加速度为正，速度为负D.t0.5 s 时，质点所受合外力为零E.t0.5 时回复力的功率为零【解析】由简谐运动的图像可判断出振子的周期为2 s，则频率f1T0.5 Hz；该质点的振幅为5 cm；1.7 s 时位移为负值，则加速度为正，根据图像走向可判断速度为负；0.5 s 时，振动质点位于平衡位置，回复力为零，但合外力不一定为零(如单摆在平衡位置时合外力指向圆心).【答案】BCE7.如图 5 所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2T1)匀速转动，当运动都稳定后，则()图 5A.弹簧振子的振动周期为T1B.弹簧振子的振动周期为T2C.弹簧振子的振动频率为1T2D.要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小E.要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大【解析】弹簧振子在把手作用下做受迫振动，因此振动周期为T2，A 错，B、C 对；由于T2T1，故欲使振幅增大，应使T2减小，即转速应增大，D 错，E 对.【答案】BCE8.如图 6 所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆精品教案可编辑过竖直线OC时便进入或离开匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里，A、B点分别是最大位移处.下列说法中正确的是()【导学号：38910017】图 6A.A点和B点处于同一水平面B.A点高于B点C.摆球在A点和B点处线上的拉力大小相等D.单摆的振动周期仍为T 2lgE.单摆向右或向左摆过D点时，线上的拉力大小相等【解析】摆球运动过程中机械能守恒，所以A、B在同一高度，选项 A 正确，B 错误；球在B点不受洛伦兹力，与球在A点时受拉力大小相等，选项C 正确；球在磁场中运动时虽然受洛伦兹力，但洛伦兹力总与速度方向垂直，不能提供回复力，所以不改变振动的周期，选项 D 正确；单摆向右或向左摆过D点时，速度大小相等，但洛伦兹力的方向相反，所以线上的拉力不相等，选项E错误.【答案】ACD二、非选择题(本大题共4 小题，共52 分，按题目要求作答)9.(8 分)某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图7 所示，则该摆球的直径为_cm.图 7(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_.(填选项前的字母)精品教案可编辑A.把单摆从平衡位置拉开30 的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球通过最低点100 次的时间t，则单摆周期为t100C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小【解析】(1)游标卡尺读数为0.9 cm 8 0.1 mm0.98 cm.(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过5，并从平衡位置计时，故 A 错误；若第一次过平衡位置计为“0”，则周期Tt50，若第一次过平衡位置计为“1”，则周期Tt49.5，B 错误；由T 2lg得g42lT2，其中l为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g偏大，故 C 正确；为了能够将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大、体积较小的摆球，故D 错误.【答案】(1)0.98(2)C10.(12 分)在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g_.如果已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图8(a)所示，那么单摆摆长是_.如果测定了40 次全振动的时间如图(b)中秒表所示，那么秒表读数是 _s，单摆的摆动周期是_s.图 8精品教案可编辑【解析】由实验原理和单摆的周期公式T 2lg知g42lT2.摆球的直径d2.00 cm.故摆长l88.40 cm 2.002cm 87.40 cm.秒表的读数t75.2 s.故单摆的振动周期Ttn75.240s1.88 s.【答案】42lT287.40 cm 75.2 1.8811.(16 分)如图 9 所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，mA100 g，mB500 g，系统静止时弹簧伸长x15 cm，未超出弹性限度.若剪断A、B间绳，则A在竖直方向做简谐运动，求：图 9(1)A的振幅为多大.(2)A的最大加速度为多大.(g取 10 m/s2)【导学号：38910018】【解 析】(1)设 只挂A时 弹 簧 伸 长量x1mAgk.由(mAmB)gkx，得kmAmBgx，即x1mAmAmBx2.5 cm.振幅Axx112.5 cm.(2)剪断细绳瞬间，A受最大弹力，合力最大，加速度最大.F(mAmB)gmAgmBgmAam，ammBgmA5g50 m/s2.【答案】(1)12.5 cm(2)50 m/s212.(16 分)如图 10 所示，摆长为L的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O距离地面高度为h，现将摆球拉至A点无初速度释放，摆角为(5).当摆球运动到最低点O时，摆线突精品教案可编辑然断裂.不计空气阻力，重力加速度为g，求摆球从A点开始运动到落地经历的时间.图 10【解析】单摆的周期T 2Lg摆线断裂后，由h12gt2得：下落时间t2hgt总tT42hg2Lg.【答案】2hg2Lg