2018學(xué)年高中物理 第一章 機(jī)械振動(dòng)章末習(xí)題檢測試題（基礎(chǔ)篇）教科版選修3-4.doc

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《機(jī)械振動(dòng)》章末習(xí)題檢測(基礎(chǔ)篇) 一、選擇題 1．關(guān)于做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的意義有以下幾種說法，其中正確的是（ ）． A．回復(fù)力第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 B．速度第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 C．動(dòng)能或勢能第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 D．速度和加速度第一次同時(shí)恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 2．一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅是4.0 cm、頻率為1.5 Hz，它從平衡位置開始振動(dòng)，1.5 s內(nèi)位移的大小和路程分別為（ ）． A．4.0 cm．10 cm B．4.0 cm，40 cm C．4.0 cm，36 cm D．0，36 cm 3．一根彈簧原長為0，掛一質(zhì)量為m的物體時(shí)伸長x．當(dāng)把這根彈簧與該物體套在一光滑水平的桿上組成彈簧振子，且其振幅為A時(shí)，物體振動(dòng)的最大加速度為（ ）． A． B． C． D． 4．一物體做受追振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率小于該物體的同有頻率．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率逐漸增大到一定數(shù)值的過程中，該物體的振幅可能（ ）． A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先逐漸增大，后逐漸減小 D．先逐漸減小，后逐漸增大 5．做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，由最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，速度越來越大，這是由于（ ）． A．加速度越來越大 B．物體的加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致 C．物體的勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能 D．回復(fù)力對(duì)物體做正功 6．在水平方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)其振動(dòng)圖像如圖所示，假設(shè)向右為正方向，則物體加速度向右且速度向右的時(shí)間是（ ）． A．0～1 s內(nèi) B．1～2 s內(nèi) C．2～3 s內(nèi) D．3～4 s內(nèi) 7．有一懸線長為L的單擺，其擺的外殼為一個(gè)有一定質(zhì)量的金屬空心球．球底有一小孔，球內(nèi)盛滿水．在擺動(dòng)過程中，水從小孔慢慢流出．從水開始流到水流完的過程中此擺的周期的變化是（ ）． A．由于懸線長L和重力加速度g不變，所以周期不變 B．由于水不斷外流，周期不斷變大 C．周期先變大，后又變小 D．周期先變小，后又變大 8．著單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度減小為原來的1／2，則單擺振動(dòng)的（ ）． A．頻率不變，振幅不變 B．頻率不變，振幅改變 C．頻率改變，振幅改變 D．頻率改變，振幅不變 二、填空題 9．A、B兩個(gè)彈簧振子，同時(shí)從平衡位置以相同的速度開始運(yùn)動(dòng)，它們的振動(dòng)圖像如圖所示，已知A振子的周期為T，則B振子的周期為________，它們第一次同時(shí)經(jīng)過平衡位置且速度相同所需的時(shí)間是________。 10．如圖所示為擺長為L的單擺．現(xiàn)在在懸點(diǎn)的正下方A點(diǎn)固定一顆釘子，使OA=L／3．令單擺由平衡位置向左擺動(dòng)時(shí)以O(shè)為懸點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)單擺完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間是________． 11．如圖所示，一個(gè)偏心輪的圓心為O，重心為C，它們所組成的系統(tǒng)在豎直方向上發(fā)生自由振動(dòng)的頻率為f．若偏心輪以角速度ω繞O軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則當(dāng)ω=________時(shí)振動(dòng)最劇烈，這個(gè)現(xiàn)象稱為________。 12．如圖4所示，在曲柄A上懸掛一個(gè)彈簧振子，如果轉(zhuǎn)動(dòng)搖把C可帶動(dòng)曲軸BAD，用手往下拉振子，再放手使彈簧振子上下振動(dòng)，測得振子在10s內(nèi)完成20次全振動(dòng)，然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，當(dāng)轉(zhuǎn)速為_______r/min，彈簧振子振動(dòng)最劇烈，穩(wěn)定后的振動(dòng)周期為________s。 三、解答題 13．（10分）如圖11-19所示，輕質(zhì)彈簧的下端系著A、B兩球，mA=100 g，mB=500 g，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長x=15 cm，未超出彈性限度．若剪斷A、B間的細(xì)繩，則A在豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)．求： （1）A的振幅多大？ （2）A球的最大加速度多大？（g取10 m／s2） 14．（12分）如圖所示，一個(gè)彈簧振子在光滑水平面內(nèi)做簡諧振動(dòng)，O為平衡位置，A、B為最大位移處，當(dāng)振子在A點(diǎn)由靜止開始振動(dòng)，測得第二次經(jīng)過平衡位置O時(shí)所用時(shí)間為t s，在O點(diǎn)正上方C處有一個(gè)小球，現(xiàn)使振子由A點(diǎn)、小球由C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放，它們恰在D點(diǎn)處相碰，試求小球所在的高度H。 15．（8分）如圖所示，一塊涂有炭黑的玻璃板，質(zhì)量為2 kg，在拉力F的作用下，由靜止開始豎直向上做勻變速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)裝有水平振針的振動(dòng)頻率為5 Hz的固定電動(dòng)音又在玻璃板上畫出了如圖11-21所示的曲線，測得OA=1.5 cm，BC=3.5 cm．求：自玻璃板開始運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過多長時(shí)間才開始接通電動(dòng)音叉的電源？接通電源時(shí)玻璃板的速度是多大？ 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】D 【解析】物體完成一次全振動(dòng)，是一次完整的振動(dòng)過程．完成一次全振動(dòng)，物體回到原位置，位移、速度、回復(fù)力的大小和方向與原來的大小和方向都相同．因此D項(xiàng)正確． 2．【答案】C 【解析】振動(dòng)周期， 振動(dòng)時(shí)間：t=1.5 s=2T，所以位移大小x=4.0 cm，路程s=24A=244 cm=36 cm，C項(xiàng)正確． 3．【答案】B 【解析】振子的最大加速度，而mg=kx，解得，B項(xiàng)正確． 4．【答案】A、C 【解析】當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，做受迫振動(dòng)的物體發(fā)生共振現(xiàn)象，振幅最大．由于沒有說明驅(qū)動(dòng)力頻率最后的情況。因此A、C兩項(xiàng)都有可能． 5．【答案】D 【解析】從運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系來看，當(dāng)加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)．但這不是速度變大的原因，其原因是回復(fù)力對(duì)物體做正功． 6．【答案】D 【解析】由圖像可知：3～4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)正在從負(fù)向最大位移向平衡位置振動(dòng)，結(jié)合振動(dòng)示意圖（如圖所示），知該過程為從B→O，速度向右，由于簡諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力總指向平衡位置，故該過程加速度方向也向右． 7．【答案】C 【解析】單擺的擺長是懸點(diǎn)到小球重心的距離．開始時(shí)，重心在球心，水全部流完后，重心又回到球心．因此，重心先降低，后升高；先變大，后變小，由可知，周期也先變大，后變小，C項(xiàng)正確． 8．【答案】B 【解析】單擺的周期公式為，因不變，故T不變，f=1／T不變；當(dāng)一定時(shí)，單擺的振幅A取決于偏角，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，擺球從最大住移處到平衡位置有，得，與m無關(guān)；由題意知，即由擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度減小推出振幅減小，所以正確選項(xiàng)為B．從另一個(gè)角度分析，動(dòng)能Ek沒變，而Ek=mgh，由，所以振幅減?。? 二、填空題 9．【答案】 3T 【解析】由題中圖像可知2TB=1.5T，所以，當(dāng)t=1.5T時(shí)，兩振子的振動(dòng)方向相反，所以再經(jīng)過1.5T，經(jīng)過平衡位置的速度相同．從開始計(jì)時(shí)，t＇=3T． 10．【答案】 【解析】此單擺完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間等于以為擺長的半個(gè)周期和以為擺長的半個(gè)周期之和． 11．【答案】2πf 共振 【解析】當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于固有頻率時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)最強(qiáng)烈． 12．【答案】120，0.25 三、解答題 13．【答案】見解析 【解析】（1）只掛A時(shí)彈簧伸長量．由(mA+mB)g=kx，得，即cm． 振幅A=x－x1=12.5 cm． （2）剪斷細(xì)繩瞬間，A受最大彈力，合力最大，加速度最大． F=(mA+mB)g－mAg=mBg=mAam， ． 14．【答案】見解析 【解析】設(shè)振動(dòng)周期為T，則，解得，而小球經(jīng)過O點(diǎn)，所用時(shí)間（n=0，1，2，…）， 所以（n=0，1，2，…）． 15．【答案】見解析 【解析】由題意可得，振針周期T0=0.2 s，，則對(duì)板： sBC－sOA=2aT2，得：a=1 m／s2． ， 再求O點(diǎn)速度：v0=vA－aT=0.1 m／s， 由v0=at得時(shí)間． 即經(jīng)過0.1 s才開始接通電動(dòng)音叉的電源，且接通時(shí)玻璃板的速度為0.1 m／s．