鲁科版 高中物理 选修34第1章 机械振动 寒假复习题含答案Word文件下载.docx

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4.关于简谐运动周期、频率、振幅说法正确的是（　　）

A．振幅是矢量，方向是由平衡位置指向最大位移处

B．周期和频率的乘积不一定等于1

C．振幅增加，周期必然增加，而频率减小

D．做简谐运动的物体，其频率固定，与振幅无关

5.一根细线下端拴一可看作质点的小球，上端悬挂在O点，制成一个单摆，摆长为2L.现在O点正下方，距O点为L处固定一根钉子，如图所示．下面的说法中正确的是（　　）

A．该单摆振动时左右两侧升高的最大高度不相等

B．该单摆振动时左右两侧的最大位移相等

C．该单摆振动时左右两侧所用的时间相等

D．该单摆振动的周期是（

＋1）π

6.下列说法正确的是（　　）

A．弹簧振子从平衡位置运动到最远点所需的时间为

T

B．弹簧振子从平衡位置运动到最远点的一半距离所需时间为

C．弹簧振子从平衡位置出发经历

T，运动的位移是

A

D．弹簧振子从平衡位置运动到最远点所需的时间为

7.简谐运动的表达式是x＝Asin（ωt＋φ），其中简谐运动的相位是（　　）

A．A

B．ω

C．φ

D．ωt＋φ

8.若单摆的摆长不变，摆球的质量由20g增加为40g，摆球离开平衡位置的最大角度由4°

减为2°

，则单摆振动的（　　）

A．频率不变，振幅不变

B．频率不变，振幅改变

C．频率改变，振幅不变

D．频率改变，振幅改变

9.如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象中可知（　　）

A．两摆球的质量相等

B．两单摆的摆长相等

C．两单摆同时改变运动方向

D．在相同的时间内，两球通过的路程总有s甲＝2s乙

10.关于单摆，下列说法中正确的是（　　）

A．摆球运动中的回复力是摆线拉力和重力的合力

B．摆球在运动过程中，经过轨迹上的同一点时，加速度是相同的

C．摆球在运动过程中，加速度的方向始终指向平衡位置

D．摆球经过平衡位置时，加速度为零

二、多选题（共4小题,每小题5.0分,共20分）

11.（多选）物体做简谐运动时，下列叙述正确的是（　　）

A．平衡位置就是回复力为零的位置

B．处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态

C．物体到达平衡位置，合力一定为零

D．物体到达平衡位置，回复力一定为零

12.（多选）某质点做简谐运动，其位移与时间的关系式为：

x＝3sin（

t＋

）cm，则（　　）

A．质点的振幅为3cm

B．质点振动的周期为3s

C．质点振动的周期为

s

D．t＝0.75s时刻，质点回到平衡位置

13.（多选）弹簧振子在AOB之间做简谐运动，如图所示，O为平衡位置，测得AB间距为8cm，完成30次全振动所用时间为60s．则（　　）

A．振动周期是2s，振幅是8cm

B．振动频率是2Hz

C．振子完成一次全振动通过的路程是16cm

D．振子过O点时计时，3s内通过的路程为24cm

14.（多选）一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等、但方向相反，那么这两个时刻弹簧振子的（　　）

A．速度一定大小相等、方向相反

B．加速度一定大小相等、方向相反

C．位移一定大小相等、方向相反

D．以上三项都不对

分卷II

三、实验题（共1小题,每小题10.0分,共10分）

15.某同学做“用单摆测重力加速度”实验．

①用游标卡尺测量摆球直径d，把摆球用细线悬挂在铁架台上，用米尺测量出悬线长度l.

某次测量摆球直径时游标卡尺示数部分如图所示，则摆球直径为d＝______cm.

②在小钢球某次通过平衡位置时开始计时，并将这次通过平衡位置时记为0，数出以后小钢球通过平衡位置的次数为n，用停表记下所用的时间为t.请用上面的测量数据计算重力加速度的表达式为g＝____________.

四、计算题（共3小题,每小题10.0分,共30分）

16.弹簧振子以O点为平衡位置在b、c两点之间做简谐运动．b、c相距20cm.某时刻振子处于O点正向右运动．经过0.5s，振子首次到达b点．求：

（取向右为正方向）

（1）振动的频率f和振幅A；

（2）振子在5.5s内通过的路程及位移？

（3）如果弹簧的劲度系数k＝100N/m，小球质量为0.5kg，则5.5s末小球的加速度大小和方向是多少？

17.如图为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？

共振时单摆的振幅多大？

（g取10m/s2）如果把此摆拿到月球上去，已知月球上的自由落体加速度为1.6m/s2，它在月球上做50次全振动要用多少时间？

18.如图所示为某课外探究小组所设计的实验装置：

把一个质量为M的长方形框架A静止放在水平地面上．一个轻弹簧上端与框架A的顶端相连，下端与质量为m的小球B相连，B的下面再通过轻质细线与小球C相连．整体处于静止状态．现剪断细线，把小球C拿走，小球B便开始上下做简谐运动．实验表明，小球C的质量存在一个临界值，超过这个临界值，当剪断细线拿走小球C后，小球B向上做简谐运动的过程中，框架A会离开地面．试求小球C的这一质量的临界值．

答案解析

1.【答案】D

【解析】由图可知，在t＝0时，质点经过平衡位置，所以速度最大，故A错误；

当t＝0.1s时，质点的位移为正向最大，速度为零，由加速度公式a＝－

y，知加速度负向最大．故B错误；

在0.2s时，质点经过平衡位置，0.3s时质点的位移为负向最大，质点沿y轴负方向做加速度增大的减速运动，故C错误；

在0.5s时，质点的位移为正向最大，速度为零，0.6s时，质点经过平衡位置，速度负向最大，可知在0.5s～0.6s内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动，故D正确．

2.【答案】B

【解析】画出x－t图象，从图象上，我们可以很直观地看出：

t1＜t2，正确答案为B.

3.【答案】C

【解析】结合弹簧振子的运动示意图和振动图象进行分析；

如图所示：

图中的a、b、c三点位移大小相等、方向相同，显然Δt不一定等于T的整数倍，A错误；

图中的a、d两点的位移大小相等、方向相反，Δt<

，B错误；

在相隔一个周期T的两个时刻，振子只能位于同一位置，其位移相同，速度也相等，C正确；

相隔

的两个时刻，振子的位移大小相等、方向相反，其位置关于平衡位置对称，弹簧分别处于压缩和拉伸状态，弹簧的长度并不相等，D错误．

4.【答案】D

【解析】振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，A错；

周期和频率互为倒数，B错；

做简谐运动的物体的频率和周期由振动系统本身决定，C错误，D正确．

5.【答案】D

【解析】根据机械能守恒定律，摆球在左、右两侧上升的最大高度一样；

由几何关系得，右边的弧长小于左边的弧长，故A、B错误；

摆线被钉子挡住后，绕A点做单摆运动，在左侧摆长为2L，在右侧摆长为L，据单摆的周期公式可知，周期也要发生变化；

根据单摆的振动周期T＝2π

可知：

左侧的周期为，T1＝2π

，右侧的周期T2＝2π

，所以单摆左右两侧所用的时间不相等，该单摆的周期为T＝

＝（

，故C错误，D正确．

6.【答案】D

【解析】弹簧振子从平衡位置运动到最远点所需时间为

，选项A错误，D正确．以平衡位置为计时起点，则初相位为零，根据公式x＝Asin

t，得当t＝

时，x＝Asin

＝

A，选项B错误．当t＝

T时，x＝Asin

，C错误．

7.【答案】D

【解析】简谐运动的表达式x＝Asin（ωt＋φ）中，简谐运动的相位是ωt＋φ.

8.【答案】B

【解析】单摆的摆长不变时，单摆振动的周期T＝2π

不变，频率f＝

不变；

摆长不变时，摆角越小，振幅越小，选项B正确．

9.【答案】B

【解析】由题图可以看出甲、乙两个单摆的周期相等，由周期公式可以知道摆长相等，与摆球质量无关，B对，A错；

两单摆位移为零的时刻不同，所以两单摆不同时改变运动方向，C错；

在相同的时间内，两球通过的路程不一定满足s甲＝2s乙，倍数关系与开始计时时刻以及运动时间有关，D错．

10.【答案】B

【解析】单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力，故A错误；

摆球在运动过程中，经过轨迹上的同一点时，受力不变，故加速度相同，故B正确；

摆球在运动过程中，回复力产生的加速度的方向始终指向平衡位置，而向心加速度指向悬点，合成后，方向在变化，故C错误；

单摆过平衡位置时，由于具有向心加速度，所受的合力指向悬点，不为零，D错误．

11.【答案】AD

【解析】平衡位置是回复力等于零的位置，但物体所受合力不一定为零，A、D对．

12.【答案】ABD

【解析】质点做简谐运动，位移与时间的关系式为：

x＝3sin（

）cm，对照公式x＝Asin（ωt＋φ0），振幅为3cm，角频率为

，根据公式ω＝

，周期为3s，故A、B正确，C错误；

位移与时间的关系式为：

）cm，t＝0.75s时刻，位移为：

x＝0，故质点在平衡位置，故D正确．

13.【答案】CD

【解析】振幅是离开平衡位置的最大距离，所以振幅为4cm，故A错误；

完成30次全振动所用时间为60s，则周期为2s，频率为

Hz，故B错误；

振子完成一次全振动通过的路程是4倍振幅，即16cm，故C正确；

振子过O点时计时，3s内通过的路程为：

s＝

×

4×

4cm＝24cm，故D正确．

14.【答案】BC

【解析】由弹簧振子的运动规律知，当弹簧弹力大小相等、方向相反时，这两时刻振子的位移大小相等、方向相反，加速度大小相等、方向相反，B、C正确；

由于物体的运动方向在两时刻可能为同向，也可能为反向，故A错误．故正确答案为B、C.

15.【答案】①2.26　②

【解析】①由图所示游标卡尺可知，主尺示数为2.2cm，游标尺示数为6×

0.1mm＝0.6mm＝0.06cm，则游标卡尺示数为2.2cm＋0.06cm＝2.26cm.

②由题意知，单摆完成全振动的次数为N＝

，单摆的周期T＝

单摆摆长L＝l＋

由单摆周期公式T＝2π

可知，

重力加速度：

g＝

.

16.【答案】

（1）

Hz　10cm　

（2）110cm　－10cm

（3）20m/s2　方向向右

【解析】

（1）设振幅为A，由题意bc＝2A＝20cm，

所以A＝10cm.

振子从O到b所用时间t＝0.5s，为周期T的

，

所以T＝2.0s；

f＝

Hz.

（2）振子从平衡位置开始运动，在1个周期内通过的路程为4A，

故在t′＝5.5s＝

T内通过的路程

4A＝110cm.

5．5s内振子振动了

T个周期，所以5.5s末振子到达c点，所以它的位移大小为－10cm.

（3）5.5s末振子到达c点，所以它的位移大小为－10cm，振子加速度a＝－

＝－

＝20m/s2，方向与位移的方向相反，为向右．

17.【答案】1m　10cm　245s

【解析】题图是单摆的共振曲线，当驱动力频率为0.5Hz时单摆产生了共振现象；

则单摆的固有频率即为0.5Hz，固有周期为T＝2s，振幅为10cm；

根据单摆的周期公式T＝2π

，摆长为：

L＝

≈1m

把此摆拿到月球上去，周期为：

T＝2π

＝2×

3.14×

＝4.9s

做50次全振动时间为：

t＝50T＝50×

4.9＝245s.

18.【答案】M＋m

【解析】设小球C的质量临界值为m0，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g；

（1）弹簧下端只挂小球B时，当B静止不动时，设弹簧伸长量为x1，对B，有：

mg＝kx1①

（2）小球B下面再挂上C时，当B和C静止不动时，设弹簧再伸长x2，对B和C，有：

（m＋m0）g＝k（x1＋x2）②

（3）细线剪断，小球C拿走后，小球B运动到最高点时，框架A对地面的压力最小为零，此时设弹簧压缩量为x3，对框架A，有：

Mg＝kx3③

根据简谐运动的对称规律，有：

x1＋x3＝x2（等于振幅A）④

联立解得

m0＝M＋m

即小球C的质量的临界值为M＋m.