2019_2020学年高中物理第一章检测（A）（含解析）教科版选修3_4.docx

第一章检测(A)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)1.在研究单摆的运动规律过程中,首先确定单摆的振动周期公式T=2lg的科学家是()A.伽利略B.牛顿C.开普勒D.惠更斯解析:荷兰物理学家惠更斯首先确定了单摆的周期公式T=2lg.答案:D2.关于弹簧振子做简谐运动,下列说法中正确的是()A.回复力总指向平衡位置B.加速度和速度的方向总跟位移的方向相反C.越接近平衡位置,加速度越小D.回复力的方向总跟位移方向相反解析:回复力是根据力的效果命名的,总是指向平衡位置,故选项A正确;由F=-kx,a=-kxm可知,选项C、D正确;加速度的方向总是与位移方向相反,但当振子远离平衡位置时,速度方向与位移方向相同,选项B错误.答案:ACD3.如图所示,当A振动起来后,通过水平绳迫使B、C振动,下列说法中正确的是() A.只有A、C振动周期相等B.A的振幅比B小C.C振动的振幅比B大D.A、B、C的振动周期相等解析:B、C做受迫振动,B、C的振动周期都等于A的振动周期,因为C的固有周期等于A的周期,所以C的振幅比B大,所以选项C、D正确.答案:CD4.如图所示,在光滑水平面上振动的弹簧振子的平衡位置为O,把振子拉到A点,OA=1 cm,然后释放振子,经过0.2 s 振子第1次到达O点,如果把振子拉到A点,OA=2 cm,则释放振子后,振子第1次到达O点所需的时间为()A.0.2 sB.0.4 sC.0.1 sD.0.3 s解析:简谐运动的周期只跟振动系统本身的性质有关,与振幅无关,两种情况下振子第1次到达平衡位置所需的时间都是振动周期的14,它们相等.答案:A5.如图所示,一质点做简谐运动,先后以相同的速度依次通过A、B两点,历时1 s,质点通过B点后再经过1 s又第2次通过B点,在这2 s内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为() A.3 s,6 cmB.4 s,6 cmC.4 s,9 cmD.2 s,8 cm解析:因质点通过A、B两点时速度相同,说明A、B两点关于平衡位置对称,由时间的对称性可知,质点由B到最大位移,与由A到最大位移的时间相等,即t1=0.5s,则T2=tAB+2t1=2s,即T=4s.由过程的对称性可知质点在这2s内通过的路程恰为2A,即2A=12cm,A=6cm,故选项B正确.答案:B6.一质点做简谐运动,图像如图所示,在0.20.3 s这段时间内质点的运动情况是() A.沿负方向运动,且速度不断增大B.沿负方向运动的位移不断增大C.沿正方向运动,且速度不断增大D.沿正方向的加速度不断减小解析:在0.2s到0.3s这段时间内,质点从负的最大位移处运动到平衡位置,质点沿正方向运动,速度不断增大,加速度不断减小,即选项C、D正确.答案:CD7.如图所示,光滑槽半径远大于小球运动的弧长,今有两个小球同时由图示位置从静止释放,O点为槽的最低点,则它们第一次相遇的地点是() A.O点B.O点左侧C.O点右侧D.无法确定解析:两球释放后到槽最低点前的运动为简谐运动且为单摆模型,其周期T=2Rg,从释放到最低点O的时间t=T4相同,所以在O点相遇,选项A正确.答案:A8.如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图线,下列说法中正确的是() A.甲、乙两单摆的摆长不相等B.甲摆的振幅比乙摆大C.甲摆的机械能比乙摆大D.在t=0.5 s时乙摆摆线的张力最大解析:由题图看出,两单摆的周期相同,同一地点,g相同,由单摆的周期公式T=2lg得知,甲、乙两单摆的摆长l相等,故A错误.甲摆的振幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,则甲摆的振幅比乙摆大,故B正确.尽管甲摆的振幅比乙摆大,两单摆的摆长也相等,但由于两单摆的质量未知,所以无法比较机械能的大小,故C错误.在t=0.5s时,乙摆的位移为负向最大,速度为零,可知乙摆摆线的张力小,故D错误.答案:B9.如图所示为一弹簧振子的简谐运动图像,头0.1 s内振子的平均速度和每秒通过的路程为() A.4 m/s,4 mB.0.4 m/s,4 cmC.0.4 m/s,0.4 mD.4 m/s,0.4 m解析:T=0.2s,v=st=4cm0.1s=0.4m/s;一个周期内振子通过的路程s0=4A=8cm,故1秒内的总路程s=5s0=0.4m,选项C正确.答案:C10.一简谐振子沿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;t=43s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,83 sB.0.1 m,8 sC.0.2 m,83 sD.0.2 m,8 s解析:若振子的振幅为0.1m,则有43s=(n+12)T,此时周期的最大值为83s,选项A正确,选项B错误;若振子的振幅为0.2m,由简谐运动的对称性可知,当振子由x=-0.1m 处运动到负向最大位移处再反向运动到x=0.1m 处,再经n个周期时所用时间为43s,则有(12+n)T=43s,所以周期的最大值为83s,且t=4s时刻,x=0.1m;当振子由x=-0.1m 经平衡位置运动到x=0.1m 处,再经n个周期时所用的时间为43s,则有(16+n)T=43s,所以此时周期的最大值为8s,且t=4s 时x=0.1m,故选项C、D正确.答案:ACD二、填空题(本题包含2小题,共20分)11.(8分)如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况,图甲是振子静止在平衡位置的照片,图乙是振子被拉伸到左侧距平衡位置20 cm处,放手后向右运动14周期内的频闪照片,已知频闪的频率为10 Hz,则相邻两次闪光的时间间隔t=_s,振子振动周期为T=_s.答案:0.11.212.(12分)某同学在做“利用单摆测定重力加速度”的实验中,先测得摆线长为97.50 cm,摆球直径为2.00 cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间,如图所示,则:(1)该摆摆长为 cm,秒表所示读数为 s.(2)如果测得的g值偏小,可能的原因是.A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了C.开始计时时,秒表过迟按下D.实验中误将49次全振动记为50次(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数据,再以l为横坐标,T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图所示,并求得该直线的斜率为k,则重力加速度g=(用k表示).答案:(1)98.5075.2(2)B(3)42k三、计算题(本题包含4小题,共40分.计算题必须要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(8分)如图所示,是演示沙摆振动图像的实验装置和实验结果.沙摆的摆动可看作简谐运动.若手拉木板的速率为0.2 m/s,由刻度尺上读出图线的尺寸,计算这个沙摆的摆长.(图中单位为cm)解析:由题图可知沙摆摆动周期即为木板移动30cm所需的时间,即T=xv=0.30.2s=1.5s,由T=2lg,得 l0.56m.答案:0.56 m14.(10分)一列沿x轴传播的简谐横波,在t=0时刻的波形如图实线所示,在t1=0.2 s时刻的波形如图虚线所示.(1)若波向x轴负方向传播,求该波的最小波速.(2)若波向x轴正方向传播,且t1T,求x=2 m处的P质点第一次出现波峰的时刻.解析:(1)由波形图可知该波的波长为=3m,当波向x轴负方向传播时,从t=0s到t1=0.2s过程,波向负方向传播的距离为x1=23+n(n=0,1,2,)波传播的波速为v1=x1t联立得v1=10+15n(m/s)(n=0,1,2,)当n=0时波速最小,v1min=10m/s.(2)当波向x轴正方向传播时,由波形图可知t1=13+nT因t13.0m的条件,所以取n=0,1当n=0时,1=16m,波速为v1=1T=160.4m/s=40m/s当n=1时,2=3.2m,波速为v2=3.20.4m/s=8m/s若该波从质点B传到质点A,取t=0时刻分析,质点A经平衡位置向上振动,质点B处于波谷,有x=n+34(n=0,1,2,3,)所以该波波长为=4x4n+3=164n+3m(n=0,1,2,3,)因为有3.0m的条件,所以取n=0当n=0时,3=163m,波速为v3=3T=403m/s.答案:这列波的传播速度,从A传到B时,速度可能为40 m/s 或8 m/s;当从B传到A时,波速为403 m/s16.(12分)如图所示,是某质点做简谐运动的振动图像.根据图像中的信息,回答下列问题.(1)质点离开平衡位置的最大距离有多大?(2)质点在10 s末和20 s末的位移是多少?(3)质点在15 s和25 s时向什么方向运动?(4)质点在前30 s内的运动路程是多少?解析:(1)质点离开平衡位置的最大距离等于质点的最大位移的大小,由题图看出,此距离为20cm.(2)