2018-2019学年高中物理第十一章机械振动阶段验收评估(五)机械振动(含解析)新人教版

1、阶段验收评估（五）机械振动一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分，第15小题中只有一个选项符合题意，第68小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得。分）1 .做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是（）A.位移B.速度C.加速度D.回复力解析：选B振动物体的位移是平衡位置指向振子所在位置，每次经过同一位置时位移相同，故A错误；由于经过同一位置时速度有两种不同的方向，所以做简谐振动的物体每次经过同一位置时，速度可能不相同，故B正确；加速度总与位移大小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，加速度必定相同，故C错误；回复力总与位移大

2、小成正比，方向相反，每次经过同一位置时位移相同，回复力必定相同，故D错误。2 .两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速度vi、V2（Vi>V2）在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为fi、f2和Ai、A,则（）A.fi>f2,Ai=A2B,fi<f2,A=A>C.fi=f2,A>A2D.fi=f2,Ai<A>解析：选C单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以A、B错误；由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以C正确，D错误。3 .一个做简谐运动的质点，先后以同样大小的速度通过相距i0,*cm的AB两点，且由A

3、到B的过程中速度方向不变，历时0.5s（如图）。过B点后再经过t=0.5s质点以方向相反、大小相同的速度再次通过B点，则质点振动的周期是（）A.0.5sB.i.0sC.2.0sD.4.0s解析：选C根据题意，由振动的对称性可知：AB的中点（设为Q为平衡位置，A、B两i点对称分布于O点两侧。质点从平衡位置O向右运动到B的时间应为toB=-X0.5s=0.25soi,质点从B向右到达右方极端位置（设为D）的时间tBD=-X0.5s=0.25s。所以质点从O到D的时间1。=（丁=0.25s+0.25s=0.5s。所以T=2.0s,C对。4 .公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但

4、不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为To取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t=0,其振动图像如图所示。则（）1A. t=T时，货物对车厢底板的压力最大1 >B. t=T时，货物对车厢底板的压力最小3C. t=#时，货物对车厢底板的压力最大43D. t=4T时，货物对车厢底板的压力最小解析：选C要使货物对车厢底板的压力最大，即车厢底板对货物的支持力最大，就要求3货物向上的加速度最大，由振动图像可知在4T时，货物向上的加速度最大，货物对车厢底板的压力最大，选项C正确，选项D错误；要使货物对车厢底板的压力最小，即车厢底板对货1物的支持力最小，就要求货物向下

5、的加速度最大，由振动图像可知在二T时，货物向下的加速4度最大，货物对车厢底板的压力最小，所以选项A、B错误。5 .一个弹簧振子沿x轴做简谐运动，取平衡位置O为x轴坐标原点。从某时刻开始计时，经过四分之一周期，振子具有沿x轴正方向的最大加速度。能正确反映振子位移x与时间t关系的图像是（）k.T解析：选A由简谐运动中加速度与位移的关系a=mx可知，在4时刻，加速度正向最大，则位移负向最大，故选项A正确。6 .一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（）A.质点振动频率是0.25HzB.在10s内质点经过的路程是20cmC.第4s末质点的速度是零D.在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相

6、等，方向相同解析：选AB由振动图像可知，质点振动的周期是4s,频率为0.25Hz,故选项A正确。振幅为2cm,每周期质点经过的路程为4A,10s为2.5个周期，经过的路程为2.5X4A=10A=20cm,选项B正确。4s末质点在平衡位置速度最大，故选项C错误。在第t=1s和t=3s两时刻，质点分别在正最大位移和负最大位移，大小相等、方向相反，故选项D错误。7 .如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（）A. t=0.8s时，振子的速度方向向左B. t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处C. t=0

7、.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同D. t=0.4s至h=0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大解析：选AD从t=0.8s起，再过一段微小时间，振子的位移为负值且增大，因为取向右为正方向，故t=0.8s时，速度方向向左，A正确；由题中图像得振子的位移x=12sin54tcm,故t=0.2s时，x=642cm,故B错误；t=0.4s和t=1.2s时，振子的位移方向相反，由a=kx/m知，加速度方向相反，C错误；t=0.4s至Ut=0.8s的时间内，振子的位移逐渐变小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐变大，故D正确。8 .一祛码和一轻弹簧构成弹簧振子，图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的

8、受迫振动。匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。若保持把手不动，给祛码一向下的初速度，祛码便做简谐运动，振动图线如图乙所示。当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，祛码的振动图线如图丙所示。若用To表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后而I码振动的振幅，则（）A.由图彳t可知To=4sB.由图像可知To=8sC.当T在4s附近时，Y显著增大；当T比4s小得多或大得多时，Y很小D.当T在8s附近时，Y显著增大；当T比8s小得多或大得多时，Y很小解析：选AC当把

9、手不动时，祛码的振动是简谐运动，其振动周期等于振子的固有周期，由图像可知，To=4s,故A对，B错。当把手匀速转动时，祛码做受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期，由图像可知受迫振动的周期为T=8s,振子做受迫振动时，驱动力的周期与固有周期越接近，振幅越大，驱动力的周期比固有周期大得越多或小得越多，振幅越小，故C对，D错。二、实验题（本题共2小题，共16分）9. （6分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用刻度尺测量悬点到小球的距离为96.60cm,用卡尺量得小球直径是5.260cm,测量周期有3次，每次是在摆球通过最低点时,按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到计

10、时终止，结果如下表。123数的次数618171时间（s）60.4079.8070.60这个单摆振动周期的测定值是s,当地重力加速度的值是m/s2。（取三位有效数字）解析：由题意可知单摆的周期Ti =60.4061-1s =2.013 s79.80,T2= 81 _ 1 s = 1.995 s70.60T3 = 71 1s =2.017 s则周期T=T1+F+ T332.01 s ,，d1摆长l=l+5=0.966+,X0.0526m=0.9923m。故重力加速度m/s 2 = 9.69 m/s 2。4兀2l4X3.142X0.9923g=H=20P答案：2.019.6910.(10分)某同学用

11、实验的方法探究影响单摆周期的因素。(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是()A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺七尺加_一.,J.I一马"一L1从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测R点尿3】。量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为mm,单摆寸g长为m。(3)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表

12、示计时开始，A、BC均为30次全振动的图像，已知sin5°=0.087,sin15=0.26,这四种操作过程符合实验要求且误差最小的是()解析：(1)用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的目的是保证摆动过程中摆长不变，需要改变摆长时便于调节，选项AC正确。(2)根据游标卡尺读数规则，摆球直径为12.0mm,单摆摆长为Ld/2=0.9990m0.0060m=0.9930m。（3）单摆测量周期，必须从平衡位置开始计时，且摆角小于10。，所以符合实验要求且误差最小的是A。答案：（1）AC（2）12.00.9930（3）A三、计算题（本题共2小题，共36分）11.（18分）将力传感器连接到计算机上就

13、可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将小摆球（可视为质点）拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，/AOB=/COB=e,e小于10。且是未知量。图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力f的大小随时间t变化的曲线，且图中t=0时刻为摆球从A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）摆球的振动周期和摆长。（g取10m/s2）（2）若在e<10°前提下，使e增大试分析乙图图像如何变化？解析：（1）由题意可知，球摆动的周期T=0.4兀s根据单摆振动周期公式T=2兀有l=圣，代入数据l=0.4m。2mv（2）单摆周期与偏角e无关，但球达最低点的速率随e的增大而增大，由F大一mg=丁可知，图像中F的峰值变大，其最小值由F小=mgcos0可知变小。答案：（1）0.4兀s0.4m（2）周期不变，F的最大值增大，最小值减小12.（18分）如图所示，质量为m的物块放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动，当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物重的1.5倍，则物体对弹簧的最小压力是多少？要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？解析：由简谐运动的对称性知：m在最低点时：F回=1.5mg-mg=mODm在最高点时：F