鲁科版高中物理选修3-4第1章机械振动寒假复习题含答案

1、绝密启用前鲁科版 高中物理 选修3-4第1章机械振动 寒假复习题本试卷分第I卷和第n卷两部分，共100分，考13t时间150分钟。分卷I一、单选题（共10小题 每小题4.0分洪40分）1 .如图为某质点做简谐运动的图象.下列说法正确的是（）4>kikiA. t=0时，质点的速度为零B. t=0.1 s时，质点具有y轴正向最大加速度C.在0.2 s0.3 s内质点沿y轴负方向做加速度增大的加速运动D.在0.5 s0.6 s内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动A2.一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T,振巾雷为A,设振子第一次从平衡位置运动到x=z处所经历的时间为tl,第一次从最大位移处运

2、动到x=二所经历的时间为t2,关于tl与t2,以下说法正确的是（）A . tl=t2B. tl<t2C. tl>t2D.无法判断3.一水平弹簧振子做简谐运动，周期为T,则（）A.若t时刻和（t+ At）时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则At 一定等于T的整数倍TB.若t时刻和（t + At）时刻振子运动位移的大小相等、方向相反，则困一定等于-的整数倍C.若At=T,则在t时刻和（t+ At）时刻振子振动的速度一定相等TD.若& = 则在t时刻和（t+ At）时刻弹簧的长度一定相等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

3、移处B.周期和频率的乘积不一定等于1C.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。点，制成一个单摆，摆长为2L.现在。点正下方，距。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（q5+i）qj§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"丁IIB .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鼻T

4、C.弹簧振子从平衡位置出发经历*T,运动的位移是1aD.弹簧振子从平衡位置运动到最远点所需的时间为；T7 .简谐运动的表达式是x= Asin（cot+5，其中简谐运动的相位是（）A. AB. 3C.。D . 3 计（j）8 .若单摆的摆长不变，摆球的质量由20 g增加为40 g,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"ginA.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

5、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分洪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 K 四12.（多选）某质点做简谐运动，其位移与时间的关系式为：x= 3sin（Y t + 2）cm，则

6、（）A.质点的振幅为3 cmB.质点振动的周期为 3 s1271C.质点振动的周期为sD. t=0.75 s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8 cm,完成30次全振动所用时间为 60 $.则（）rww -；A O tiA.振动周期是2 s,振巾昌是8 cmB.振动频率是2 HzC.振子完成一次全振动通过的路程是16 cmD.振子过。点时计时，3 s内通过的路程为24 cm14.（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

7、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分洪10分）15.某同学做 用单摆测重力加速度”实验.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1.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.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分洪30分）16.弹簧振子以 。点为平衡位置在 b

8、、c两点之间做简谐运动.b、c相距20 cm.某时刻振子处于 O点正向右运动.经过 0.5 s,振子首次到达 b点.求：（取向右为正方向）6 O #-10-3（1 5 11）IniiIiiii mil 11。 振动的频率f和振幅A;（2）振子在5.5 s内通过的路程及位移？如果弹簧的劲度系数 k=100 N/m,小球质量为0.5 kg,则5.5 s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10 m/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 1.6 m/s2,它在月球上做 50次全振动要 用多少时间？1

9、8 .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=0.1 s时，质点的位移为正向最大，速度为零，由加速度公式

10、a = y,知加速度负向最大.故 B错误；在0.2 s时，质点经过平衡位置，0.3 s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0.5 s时，质点的位移为正向最大，速度为零，0.6 s时，质点经过平衡位置，速度负向最大，可知在 0.5 s0.6 s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xt图象，从图象上，我们可以很直观地看出：ti<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At不一定等于T的整数倍，A错误；图

11、中的TIa、d两点的位移大小相等、方向相反，At<- , B错误；在相隔一个周期 T的两个时刻，振子只能T位于同一位置，其位移相同，速度也相等，C正确；相隔彳的两个时刻，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

12、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= 2r .可知：左侧的周期为,Ti = 21,右侧的周期 丁2=2一，所以单摆左右两侧所用的时间不相等，该单摆的周期为(0+1),故C错误，D正确.L【解析】弹簧振子从平衡位置运动到最远点所需时间为工，选项 A错误，D正确.以平衡位置为 4计时起点，则初相位为零，根据公式x=Asint,T .得当t=一时，x= Asi8A,选项B错误.当t=2-T时,12x= Asin = 6【解析】简谐运动的表达式x=Asin(cot+昉中，简谐运动的相位是计68 .【答案】B【解析】

13、单摆的摆长不变时，单摆振动的周期T= 2%上 不变，频率f=、J;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

14、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】ABDI27E 71【解析】质点做简谐运动，位移与时间的关系式为：x=3 sin(yt+-)cm,对照公式 x=Asin(wt1271271+ M),振幅为3 cm,角频率为,根据公式3=亍,周期为3 s,故A、B正确，C错误；位移与时间的关系式为:2" nx= 3sin(t + -)cm, t=0.75 s 时刻，位移为:3-i

15、lx= 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4 cm,故A错误；完成30次全振动所用时间为60 s,则周期为2 s,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 16 cm,故C正确；振子过 。点时计时，3 s内通过的路程为：s=彳二 X4X4 cm = 24 cm,故 D正确.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

16、.【答案】2.26r【解析】 由图所示游标卡尺可知，主尺示数为2.2 cm,游标尺示数为 6X0.1 mm = 0.6 mm= 0.06cm,则游标卡尺示数为2.2 cm+0.06cm = 2.26 cm.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= 2g可知,重力加速度:(1)7Hz 10 cm (2)110 cm -10 cm(3)20 m/s2方向向右【解析】（1）设振幅为A,由题意bc=2A=20 cm,所以 A= 10 cm.1振子从。至ij b所用时间t=0.5 s,为周期T的二,所以 T= 2.0 s；=1Hz.(2)振子从平

17、衡位置开始运动，在1个周期内通过的路程为 4A,故在t'=5.5 s=¥"T内通过的路程11s= X4A= 110 cm.5. 5 s内振子振动了 一J-T个周期，所以5.5 s末振子到达c点，所以它的位移大小为一10 cm.toioox(-o.i)(3)5.5 s末振子到达c点，所以它的位移大小为一 10 cm,振子加速度a=-=-用0_5=20 m/s2,方向与位移的方向相反，为向右.17 .【答案】1 m 10 cm 245 s【解析】题图是单摆的共振曲线，当驱动力频率为0.5 Hz时单摆产生了共振现象;则单摆的固有频率即为0.5 Hz,固有周期为T=2 s,振幅为10 cm； t=50T=50>4.9 = 245 s.10X2*4X3.14根据单摆的周期公式把此摆拿到月球上去，周期为:做50次全振动时间为:18 .【答案】M+m【解析】