新高二物理周练(机械振动)文档.doc

高二物理周练 机械振动 高二物理周练 机械振动 2008 10 232008 10 23 一 单项选择题 本题共一 单项选择题 本题共 5 5 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 2020 分 分 1 某同学看到一只鸟落在树枝上的 P 处 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 砝码后 他发现树枝在 15 s 内上下振动了 6 次 你估计鸟的质量最接近 B A 50 g B 200 g C 500 g D 550 g 二 多项选择题 本题共 小题 每小题二 多项选择题 本题共 小题 每小题 5 5 分 共 分 分 共 分 如图 2 所示 在 O 点悬一根细长直杆 杆上穿一个弹性小球 A 用长为l细线系着另一个 小球 B 上端也固定在 O 点 将 B 拉开 使细线偏离竖直方向一个小角度 将 A 停在距 O 点处 与 B 同时释放 若 B 第一次回到平衡位置时与 A 正好 2 l 相碰 取 则 BC g 2 10 m s 2 10 A 球与细杆之间不应有摩擦力 A 球的加速度必须等于 2 4 m s A 球受的摩擦力等于其重力的 0 6 倍 A 球受的摩擦力等于其重力的 0 4 倍 07 北京卷如图所示的单摆 摆球 a 向右摆动到最低点时 恰好与一沿水平方向向左运动的 粘性小球 b 发生碰撞 并粘在一起 且摆动平面不便 已知碰撞前 a 球摆动的最高点与最 低点的高度差为 h 摆动的周期为 T a 球质量是 b 球质量的 5 倍 碰撞前 a 球在最低点的 速度是 b 球速度的一半 则碰撞后 D A 摆动的周期为 B 摆动的周期为 5 6T 6 5T C 摆球最高点与最低点的高度差为 0 3h D 摆球最高点与最低点的高度差为 0 25h 1 弹簧振子做简谐运动时 以下说法正确的是 A 振子向平衡位置运动时 加速度方向与速度方向相反 B 振子远离平衡位置运动时 加速度方向与速度方向相同 C 振子通过平衡位置时 回复力一定为零 D 振子做减速运动时 加速度也在减小 3 卡车在水平道路上行驶 货物随车厢底板上下振动而不脱离底板 设货物的振动为简谐 运动 以向上的位移为正 其振动图象如图 2 所示 在图象上取 a b c d 四点 则下列 说法中正确的是 A a 点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大 B b 点对应的时刻货物对车厢底板的压力最大 C c 点对应的时刻货物对车厢底板的压力最小 D d 点对应的时刻货物对车厢底板的压力等于货物的 重 O A a c A t s x m b d 图 2 力 5 如图 4 所示 一轻质弹簧竖直放置 下端固定在水平面上 上端处于 a 位 置 当一重球放在弹簧上端静止时 弹簧上端被压缩到 b 位置 现将重球 视 为质点 从高于位置的 c 位置沿弹簧中轴线自由下落 弹簧被重球压缩到最低 位置 d 以下关于重球运动过程的不正确说法应是 A 重球下落压缩弹簧由 a 至 d 的过程中 重球做减速运动 B 重球下落至 b 处获得最大速度 C 重球下落至 d 处获得最大加速度 D 由 a 至 d 过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由 c 下落至 d 处时 重力势能减少量 二 单项选择题 每题单项选择题 每题 6 分 共分 共 18 分 选不全得分 选不全得 3 分 错选不得分 分 错选不得分 6 一个质点做简谐运动的图象如图 5 所示 下述正 确的是 A 质点振动频率为 4 赫兹 B 在 10 s 内质点经过的路程是 20 cm C 在 5 s 末 速度为零 加速度最大 D t 1 5 s 和 t 4 5 s 两时刻质点的速度相同 加速度相同 7 劲度系数为 的轻质弹簧 下端挂质量为 的小球 小球静止时离地面高为 用力向 下拉球 使之与地面接触 而后从静止放开小球 弹簧未超过弹性限度 则 A 球在运动过程中 距地面的最大高度为 2h B 球在上升过程中弹性势能不断减少 C 球距地面高度为 h 时 速度最大 D 球的最大加速度为 kh m 三 填空题 本题共三 填空题 本题共 空 共 分 空 共 分 四 实验题 共四 实验题 共 分 分 9 12 分 某同学在做 用单摆测重力加速度 的实验时 测量 5 种不同摆长情况下单摆 的振动周期 记录数据如下 摆长 L m0 50000 80000 90001 00001 2000 周期 T s1 421 791 902 002 20 T2 s22 023 203 614 004 84 1 以摆长L为横坐标 周期的平方T2为纵坐标 根据以上数据在图中画出T2 L的图 线 2 由此图像求出重力加速度g m s 结果保留到小数点后二位 3 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 若测得的 g 值比 当地的标准值偏小 可能是因为 A 摆球的质量偏大 B 摆动的偏角偏小 C 计算摆长时 把悬线长 l 当作了摆长 l D 测量周期时 将 n 次全振动误记成了 n 1 次全振动 O 2 43 2 t s x c m 25 图 5 1 C a b d 图 4 五 计算题 共五 计算题 共 18 分 分 12 10 分 如图所示 质量为m2的物体与劲度系数 为k轻弹簧相连接 轻弹簧固定在水平地面上 在m2 上再叠放一质量为m1的物体 为使两物体一起在竖直 方向做简谐运动 求 它们的最大振幅不能超过多少 13 10 分 将一测力传感器连 接到计算机上就可以测量快速变 化的力 图甲表示小滑块 可视 为质点 沿固定的光滑半球形容 器内壁在竖直平面的 A 之间 A 来回滑动 点与 O 点连线 AA 与竖直方向之间夹角相等且都为 很小 图乙表示滑块对器壁的压力 F 随时间 变化的曲线 且图中为滑块从 A t0 t 点开始运动的时刻 试根据力学规律和题中 包括图中 所给的信息 求 1 容器的半 径 2 小滑块的质量 3 滑块运动过程中的守恒量 参考答案 题号12345678 答案ccdaabcacdab 9 1 图线略 过圆心的一条斜线 2 由图线的斜率 k 求得重力加速度 g 4 2 k 4 2 4 9 86m s2 学生只填数即可 c 10 1 0 8 2 b 11 分析与解 这是一道共振曲线所给信息和单摆振动规律进行推理和综合分析的题目 m1 m2 由题意知 当单摆共振时频率 f 0 5Hz 即 振幅 A 8cm 0 08m Hzf5 0 固 由得 g L T 2 m f g L0 1 4 22 根据机械能守恒定律可得 2 2 22 22 sin2 cos1 cos1 2 1 L A mgLmV m mm 且 解得 25 0 sm L g AVm 12 k gmm 21 13 由图乙得小滑块做简谐振动的周期 sT 5 由 得 5 2 g R Tm gT R1 0 4 2 2 在最高点 有 NmgF495 0 cos min 在最低点 有 Nmg R v mF510 0 2 max 从 到 滑块机械能守恒 有 2 2 1 cos1 mvmgR 解得 kgm05 0 滑块机械能守恒 JmvmgRE 42 105 2 1 cos1 参考答案 题号12345678 答案ccdaabcacd ab 9 1 图线略 过圆心的一条斜线 2 由图线的斜率 k 求得重力加速度 g 4 2 k 4 2 4 9 86m s2 学生只填数即可 c 10 1 0 8 2 b 11 分析与解 这是一道共振曲线所给信息和单摆振动规律进行推理和综合分析的题目 由题意知 当单摆共振时频率 f 0 5Hz 即 振幅 A 8cm 0 08m 由 得 根据机械能守恒定律可得 解得 12 13 由图乙得小滑块做简谐振动的周期 由 得 在最高点 有 在最低点 有 从 到 滑块机械能守恒 有 解得 滑块机械能守恒 2 某同学利用焊有细钢针的音叉 固有频 率 f0 熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度 尺来测定重力加速度 他的实验步骤有 A 将熏有烟灰的金属片静止悬挂 调整音 叉的位置 使音叉不振动时 针尖刚好能水 平接触金属片 如图 a 所示 B 轻敲音叉 使它振动 同时烧断悬线 使金属片自由下落 C 从金属片上选取针尖划痕清晰的一段 从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为 B C D E F G H 测出它们相邻之间 的距离分别为 b1 b2 b3 b4 b5 b6 如图 b 所示 1 推导计算重力加速度的表达式 已知固有频率 f0 2 金属片自由下落后 不计针尖与金属片间的摩擦 图 c 中 3 幅图中 你认为针 尖在金属片上的划痕正确的是 参考答案 附加 4 1 A 4 K 准确 B 偏小 2 2 A B C 2 0123456 9 4 fbbbbbbg 一 本题共本题共 1010 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共计分 共计 4040 分 分 在每小题给出的四个选项中 有一个或多在每小题给出的四个选项中 有一个或多 个选项正确 全部选对得个选项正确 全部选对得 4 4 分 选对但不全得分 选对但不全得 2 2 分 有错选得分 有错选得 0 0 分分 1 弹簧振子作简谐运动 t1时刻速度为v t2时刻也为v 且方向相同 已知 t2 t1 小于周期T 则 t2 t1 A 可能大于四分之一周期 B 可能小于四分之一周期 x y BC D E FGH b x y x y x y A B C c x y a C 一定小于二分之一周期 D 可能等于二分之一周期 2 有一摆长为L的单摆 悬点正下方某处有一小钉 当摆球经 过平衡位置向左摆动时 摆线的上部将被小钉挡住 使摆长发生变 化 现使摆球做小幅度摆动 摆球从右边最高点M至左边最高点N运 动过程的闪光照片 如右图所示 悬点和小钉未被摄入 P为摆动中的最低点 已知每相 邻两次闪光的时间间隔相等 由此可知 小钉与悬点的距离为 A L 4 B L 2 C 3L 4 D 无法确定 3 A B 两个完全一样的弹簧振子 把 A 振子移到 A 的平衡位置右边 10cm 把 B 振子 移到 B 的平衡位置右边 5cm 然后同时放手 那么 A A B 运动的方向总是相同的 B A B 运动的方向总是相反的 C A B 运动的方向有时相同 有时相反 D 无法判断 A B 运动的方向的关系 4 铺设铁轨时 每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙 匀速运行列车经过轨端接 缝处时 车轮就会受到一次冲击 由于每一根钢轨长度相等 所以这个冲击力是周期性的 列车受到周期性的冲击做受迫振动 普通钢轨长为12 6m 列车固有振动周期为0 315s 下 列说法正确的是 A 列车的危险速率为sm 40 B 列车过桥需要减速 是为了防止列车发生共振现象 C 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等 D 增加钢轨的长度有利于列车高速运行 6 一质点作简谐运动的图象如图所示 则该质点 A 在 0 015s 时 速度和加速度都为 x 方向 B 在 0 01 至 0 03s 内 速度与加速度先反方向后同方向 且速度是先减小后增大 加速度是先增大后减小 N P M C 在第八个 0 01s 内 速度与位移方向相同 且都在不断增大 D 在每 1s 内 回复力的瞬时功率有 100 次为零 7 摆长为L的单摆做简谐振动 若从某时刻开始计时 取作t 0 当振动至 时 摆球具有负向最大速度 则单摆的振动图象是图中的 g L t 2 3 8 将一个电动传感器接到计算机上 就可以测量快速变化的力 用这种方法测得的某 单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示 某同学由此图线提供的信息做 出了下列判断 s 时摆球正经过最低点 0 2t s 时摆球正经过最低点 1 1t 摆球摆动过程中机械能减少 摆球摆动的周期是 T 1 4s 上述判断中 正确的是 A B C D 9 甲乙两人同时观察同一单摆的振动 甲每经过 2 0S 观察一次摆球的位置 发现摆 球都在其平衡位置处 乙每经过 3 0S 观察一次摆球的位置 发现摆球都在平衡位置右侧的 最高处 由此可知该单摆的周期可能是 A 0 5S B 1 0S C 2 0S D 3 0S 10 关于小孩子荡秋千 有下列四种说法 质量大一些的孩子荡秋千 它摆动的频率会更大些 孩子在秋千达到最低点处有 失重的感觉 拉绳被磨损了的秋千 绳子最容易在最低点断开 自己荡秋千想荡高一 些 必须在两侧最高点提高重心 增加势能 上述说法中正确的是 A B C D 附加 1 如图所示 一轻质弹簧竖直放置 下端固定在水平面上 上端处于 a 位置 当一重球放在弹簧上端静止时 弹簧上端被压缩到 b 位置 现将 重球 视为质点 从高于 a 位置的 c 位置沿弹簧中轴线自由下落 弹簧 被重球压缩到最低位置 d 以下关于重球运动过程的正确说法应是 A 重球下落压缩弹簧由 a 至 d 的过程中 重球做减速运动 B 重球下落至 b 处获得最大速度 C 重球下落至 d 处获得最大加速度 D 由 a 至 d 过程中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由 c 下落至 d 处时 重力势能减少量 第第 IIII 卷 非选择题卷 非选择题 共共 5858 分 分 注意事项 注意事项 1 第 II 卷共 4 页 用钢笔或圆珠笔直接答在试卷上 2 答卷前将密封线内的项目填写清楚 选择题答题表 题号123456789101112 得分 二 填空题 本题共二 填空题 本题共 5 小题 共小题 共 20 分 把答案填写在题后括号内或横线上 分 把答案填写在题后括号内或横线上 11 如图所示 质量为 m 的物块放在水平木板上 木板与竖直弹簧相连 弹 簧另一端固定在水平面上 今使 m 随 M 一起做简谐运动 且始终不分离 则 物块 m 做简谐运动的回复力是由 提供的 当振 动速度达最大时 m 对 M 的压力为 12 如图所示为水平放置的两个弹簧振子A和B c a c d 的振动图像 已知两个振子质量之比为mA mB 2 3 弹簧的劲度系数之比为kA kB 3 2 则它们的周期之 比TA TB 它们的最大加速度之比为 aA aB 附加3 如图所示 两木块A和B叠放在光滑水平面上 质量分别为m和M A与B之间的最大静 摩擦力为f B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子 为使A和B在振动过程中不发生 相对滑动 则它们的振幅不能大于 它们的最大加速度不能大于 三 计算题 本大题共三 计算题 本大题共 4 小题 共小题 共 40 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演算 步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 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 20 cm 某时刻振 子处于 B 点 经过 0 5 s 振子首次到达 C 点 求 1 振动的周期和频率 2 振子在 5 s 内通过的路程及位移大小 3 振子在 B 点的加速度大小跟它距 O 点 4 cm 处 P 点的加速度大小的比值 17 观察振动原理的应用 心电图仪是用来记录心脏生物电的变化规律的装置 人的心脏 跳动时会产生一股股强弱不同的生物电 生物电的变化可以通过周围组织传到身体的表 面 医生用引导电极放置于肢体或躯体的一定部位就可通过心电图仪记录出心电变化的波 动曲线 这就是心电图 请去医院进行调查研究 下面是甲 乙两人在同一台心电图机上 作出的心电图分别如图甲 乙所示 医生通过测量后记下甲的心率是 60 次 分 试分析 1 该心电图机图纸移动的速度 2 乙的心动周期和心率 B a A a 19 有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度 已知该单摆在海平面处的周 期是 T0 当气球停在某一高度时 测得该单摆周期为 T 求该气球此时离海平面的高度 h 把地球看作质量均匀分布的半径为 R 的球体 附加 4 1 物理课外活动小组在用单摆测重力加速度的实验中 测出了不同摆长 L 所对 应的周期 T 在进行实验数据处理时 A 甲同学以摆长 L 为横坐标 周期 T 的平方为纵坐标作出了T2 L图线 若他同 学测摆长时 忘记测摆球的半径 则他用图线法求得的重力加速度 选填 偏大 或 偏小 或 准确 B 乙同学根据公式得 并计算重力加速度 若他测摆长时 把 g L T 2 2 2 4 T L g 摆线长当作摆长 忘记加上小球半径 则他测得的重力加速度 选填 偏大 或 偏小 或 准确 2 某同学利用焊有细钢针的音叉 固有频 率 f0 熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度 尺来测定重力加速度 他的实验步骤有 D 将熏有烟灰的金属片静止悬挂 调整音 叉的位置 使音叉不振动时 针尖刚好能水 平接触金属片 如图 a 所示 E 轻敲音叉 使它振动 同时烧断悬线 使金属片自由下落 F 从金属片上选取针尖划痕清晰的一段 从某时刻起针尖经过平衡位置的点依次为 B C D E F G H 测出它们相邻之间 x y BC D E FGH b x y x y x y A B C c x y a 的距离分别为 b1 b2 b3 b4 b5 b6 如图 b 所示 1 推导计算重力加速度的表达式 2 金属片自由下落后 不计针尖与金属片间的摩擦 图 c 中 3 幅图中 你认为针 尖在金属片上的划痕正确的是 已知固有频率 f0 参考答案 1 AB 2 C 3 A 4 共振的条件是驱动力的频率等于系统的固有频率 由可求出危险车速为 40 m s l T v 故选项 A 正确 列车过桥需要减速 是为了防止桥与火车发生共振现象 故选项 B 错误 AD 5 AD 6 BD 7 解 从t 0 时经过时间 这段时间为 经过 摆球具有负向最大速 g L t 2 3 T 4 3 T 4 3 度 说明摆球在平衡位置 在给出的四个图象中 经过具有最大速度的有 C D 两图 T 4 3 而具有负向最大速度的只有 D 所以选项 D 正确 8 A 9 AB 10 解析 秋千近似为单摆 其周期 频率由摆长l和当地的重力加速度决定 与质 量无关 故知 错 具有向下的加速度时处于失重状态 而在最低点具有向上的向心加速 度 故 错 最低点绳子承受的拉力最大 故在最低点易断 故 对 在最高点提高重心 可使体内化学能转化为机械能 势能 可荡得高一些 可见 亦正确 答案 B 附 1 分析与解 重球由 c 至 a 的运动过程中 只受重力作用 做匀加速运动 由 a 至 b 的运动过程中 受重力和弹力作用 但重力大于弹力 做加速度减小的加 速运动 由 b 至 d 的运动过程中 受重力和弹力作用 但重力小于弹力 做 加速度增大的减速运动 所以重球下落至 b 处获得最大速度 由 a 至 d 过程 中重球克服弹簧弹力做的功等于小球由 c 下落至 d 处时重力势能减少量 即 可判定 B D 正确 C 选项很难确定是否正确 但利用弹簧振子的特点就可非常容易解决这 一难题 重球接触弹簧以后 以 b 点为平衡位置