《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修3-4过关检测：第十一章 机械振动（含答案）
文档属性
| 名称 | 《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修3-4过关检测：第十一章 机械振动（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-05-28 13:26:14 | ||
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文档简介
物理人教3-4第十一章机械振动过关检测
（时间：45分钟 满分：100分）
一、选择题（每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确）
1．一简谐运动的图象如图所示，在0.1～0.15 s这段时间内（ ）
A．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同
B．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相反
C．加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相反
D．加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相同
2．做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（ ）
A．频率、振幅都不变
B．频率、振幅都改变
C．频率不变，振幅改变
D．频率改变，振幅不变
3．周期为2 s的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60 cm，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为（ ）
A．15次，2 cm B．30次，1 cm
C．15次，1 cm D．60次，2 cm
4．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是（ ）
A．加大飞机的惯性
B．使机体更加平衡
C．使机翼更加牢固
D．改变机翼的固有频率
5．一单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是（ ）
A．g甲＞g乙，将摆长缩短
B．g甲＜g乙，将摆长放长
C．g甲＜g乙，将摆长缩短
D．g甲＞g乙，将摆长放长
6．某同学看到一只鸟落在树枝上的P处（如图所示），树枝在10 s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。将50 g的砝码换成500 g的砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次。试估计鸟的质量最接近（ ）
A．50 g B．200 g
C．500 g D．550 g
7．如图所示为某质点沿x轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．在t＝4 s时质点速度最大，加速度为0
B．在t＝1 s时，质点速度和加速度都达到最大值
C．在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向相同
D．在t＝2 s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向
8．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。t＝0时刻振子的位移x＝－0.1 m；时刻x＝0.1 m；t＝4 s时刻x＝0.1 m。该振子的振幅和周期可能为（ ）
A．0.1 m， B．0.1 m,8 s
C．0.2 m， D．0.2 m,8 s
二、填空题（每小题10分，共20分，把答案填在相应的横线上）
9．如图所示，大海中航行的轮船受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和____，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的________。
10．在“利用单摆测重力加速度”的实验中。
（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到__________。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于________。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为________（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。
（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT－lgL图线为________（选填“直线”“对数曲线”或“指数曲线”）；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g＝________。
三、计算题（每小题16分，共32分）
11．如图所示为A、B两个简谐运动的位移—时间图象。请根据图象写出这两个简谐运动的表达式。
12．将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块。将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T。
参考答案
1. 答案：B 解析：由图象可知，在t＝0.1 s时，质点位于平衡位置，t＝0.15 s时，质点到达负向最大位移处，因此在t＝0.1～0.15 s这段时间内，质点刚好处于由平衡位置向负向最大位移处运动的过程中，其位移为负值，且数值增大，速度逐渐减小，而加速度逐渐增大，为加速度逐渐增大的减速运动，故加速度方向与速度方向相反，因此选项B正确。
2. 答案：C 解析：单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关，与质量、振幅大小无关，题中单摆振动的频率不变；单摆振动过程中机械能守恒，振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处的势能，因此，题中单摆的振幅改变，选项C正确。
3. 答案：B 解析：振子完成一次全振动经过轨迹上每点的位置两次（除最大位移处），而每次全振动振子通过的路程为4个振幅。
4. 答案：D 解析：飞机飞上天后，在气流周期性驱动力作用下做受迫振动，机翼越抖越厉害说明气流驱动力周期与机翼的固有周期非常接近。在机翼前缘处装置配重杆，目的是通过改变机翼的质量来改变其固有频率，使驱动力频率与固有频率相差较大，从而达到减振的目的，故D选项正确。
5. 答案：B 解析：走时变快了，说明周期变小了，即g乙＞g甲，若要恢复原来的周期，则需把摆长变长，使不变。
6. 答案：B 解析：由题意，m1＝50 g时，；m2＝500 g时，，可见质量m越大，周期T也越大。鸟的振动周期，因为T1＜T3＜T2，鸟的质量应满足m1＜m3＜m2，故选B。
7. 答案：C 解析：t＝4 s时质点位于正的最大位移处，加速度值最大，A错；t＝1 s时质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零，B错；在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向均为x轴负方向，C对；加速度指向平衡位置，在t＝2 s时，沿x轴正方向，D错。
8. 答案：ACD
9. 答案：速度 频率
解析：因为风浪的冲击会使轮船振动，如果风浪的驱动周期刚好与轮船振动周期一致，轮船会共振，很容易倾覆，所以应调整航行方向，避免风浪从侧面冲击，调整航行速度，使轮船振动周期远离风浪的驱动力周期。
10. 答案：（1）数据采集器 最低点（或平衡位置） （2）直线 4π2/102c
解析：（1）磁性小球位于最低点时离传感器最近，磁感应强度测量值最大；连续两次通过最低点的时间间隔为，所以，。
（2）由单摆周期公式得，所以lgT－lgL图线为直线，，。
11. 答案：x＝0.5sin（5πt＋π）cm
x＝0.2sin（2.5πt＋）cm
解析：依据图象确定A、B两物体各自振动的振幅、周期，再结合简谐运动的一般表达式即可。
由图象可知，对简谐运动A，初相位φ0＝π，振幅A＝0.5 cm，周期T＝0.4 s，ω＝＝5π，则A对应的简谐运动的表达式为x＝0.5 sin（5πt＋π）cm。
对简谐运动B，φ0＝，振幅A＝0.2 cm，周期T＝0.8 s，则ω＝＝2.5π，因此B对应的简谐运动的表达式为x＝0.2 sin（2.5πt＋）cm。
12. 答案：
解析：单摆周期公式T＝，且kl＝mg
解得T＝。
（时间：45分钟 满分：100分）
一、选择题（每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确）
1．一简谐运动的图象如图所示，在0.1～0.15 s这段时间内（ ）
A．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相同
B．加速度增大，速度变小，加速度和速度的方向相反
C．加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相反
D．加速度减小，速度变大，加速度和速度的方向相同
2．做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的（ ）
A．频率、振幅都不变
B．频率、振幅都改变
C．频率不变，振幅改变
D．频率改变，振幅不变
3．周期为2 s的简谐运动，在半分钟内通过的路程是60 cm，则在此时间内振子经过平衡位置的次数和振子的振幅分别为（ ）
A．15次，2 cm B．30次，1 cm
C．15次，1 cm D．60次，2 cm
4．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是（ ）
A．加大飞机的惯性
B．使机体更加平衡
C．使机翼更加牢固
D．改变机翼的固有频率
5．一单摆由甲地移到乙地后，发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是（ ）
A．g甲＞g乙，将摆长缩短
B．g甲＜g乙，将摆长放长
C．g甲＜g乙，将摆长缩短
D．g甲＞g乙，将摆长放长
6．某同学看到一只鸟落在树枝上的P处（如图所示），树枝在10 s内上下振动了6次。鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次。将50 g的砝码换成500 g的砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次。试估计鸟的质量最接近（ ）
A．50 g B．200 g
C．500 g D．550 g
7．如图所示为某质点沿x轴做简谐运动的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．在t＝4 s时质点速度最大，加速度为0
B．在t＝1 s时，质点速度和加速度都达到最大值
C．在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向相同
D．在t＝2 s时，质点的位移沿x轴负方向，加速度也沿x轴负方向
8．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。t＝0时刻振子的位移x＝－0.1 m；时刻x＝0.1 m；t＝4 s时刻x＝0.1 m。该振子的振幅和周期可能为（ ）
A．0.1 m， B．0.1 m,8 s
C．0.2 m， D．0.2 m,8 s
二、填空题（每小题10分，共20分，把答案填在相应的横线上）
9．如图所示，大海中航行的轮船受到大风大浪冲击时，为了防止倾覆，应当改变航行方向和____，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的________。
10．在“利用单摆测重力加速度”的实验中。
（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到__________。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于________。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为________（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。
（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT－lgL图线为________（选填“直线”“对数曲线”或“指数曲线”）；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g＝________。
三、计算题（每小题16分，共32分）
11．如图所示为A、B两个简谐运动的位移—时间图象。请根据图象写出这两个简谐运动的表达式。
12．将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块。将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T。
参考答案
1. 答案：B 解析：由图象可知，在t＝0.1 s时，质点位于平衡位置，t＝0.15 s时，质点到达负向最大位移处，因此在t＝0.1～0.15 s这段时间内，质点刚好处于由平衡位置向负向最大位移处运动的过程中，其位移为负值，且数值增大，速度逐渐减小，而加速度逐渐增大，为加速度逐渐增大的减速运动，故加速度方向与速度方向相反，因此选项B正确。
2. 答案：C 解析：单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关，与质量、振幅大小无关，题中单摆振动的频率不变；单摆振动过程中机械能守恒，振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处的势能，因此，题中单摆的振幅改变，选项C正确。
3. 答案：B 解析：振子完成一次全振动经过轨迹上每点的位置两次（除最大位移处），而每次全振动振子通过的路程为4个振幅。
4. 答案：D 解析：飞机飞上天后，在气流周期性驱动力作用下做受迫振动，机翼越抖越厉害说明气流驱动力周期与机翼的固有周期非常接近。在机翼前缘处装置配重杆，目的是通过改变机翼的质量来改变其固有频率，使驱动力频率与固有频率相差较大，从而达到减振的目的，故D选项正确。
5. 答案：B 解析：走时变快了，说明周期变小了，即g乙＞g甲，若要恢复原来的周期，则需把摆长变长，使不变。
6. 答案：B 解析：由题意，m1＝50 g时，；m2＝500 g时，，可见质量m越大，周期T也越大。鸟的振动周期，因为T1＜T3＜T2，鸟的质量应满足m1＜m3＜m2，故选B。
7. 答案：C 解析：t＝4 s时质点位于正的最大位移处，加速度值最大，A错；t＝1 s时质点位于平衡位置，速度最大，加速度为零，B错；在0到1 s时间内，质点速度和加速度方向均为x轴负方向，C对；加速度指向平衡位置，在t＝2 s时，沿x轴正方向，D错。
8. 答案：ACD
9. 答案：速度 频率
解析：因为风浪的冲击会使轮船振动，如果风浪的驱动周期刚好与轮船振动周期一致，轮船会共振，很容易倾覆，所以应调整航行方向，避免风浪从侧面冲击，调整航行速度，使轮船振动周期远离风浪的驱动力周期。
10. 答案：（1）数据采集器 最低点（或平衡位置） （2）直线 4π2/102c
解析：（1）磁性小球位于最低点时离传感器最近，磁感应强度测量值最大；连续两次通过最低点的时间间隔为，所以，。
（2）由单摆周期公式得，所以lgT－lgL图线为直线，，。
11. 答案：x＝0.5sin（5πt＋π）cm
x＝0.2sin（2.5πt＋）cm
解析：依据图象确定A、B两物体各自振动的振幅、周期，再结合简谐运动的一般表达式即可。
由图象可知，对简谐运动A，初相位φ0＝π，振幅A＝0.5 cm，周期T＝0.4 s，ω＝＝5π，则A对应的简谐运动的表达式为x＝0.5 sin（5πt＋π）cm。
对简谐运动B，φ0＝，振幅A＝0.2 cm，周期T＝0.8 s，则ω＝＝2.5π，因此B对应的简谐运动的表达式为x＝0.2 sin（2.5πt＋）cm。
12. 答案：
解析：单摆周期公式T＝，且kl＝mg
解得T＝。