2021-2022学年粤教版选修3-4 第一章机械振动 章末综合练习（解析版）

1、2021-2022学年粤教版选修3-4第一章机械振动章末综合练习（解析版）一、选择题（每题6分，共48分。在每题给出的四个选项中，第13小题只有一个选项正确， 第6子小题有多个选项正确）1.一简谐运动的图象如下列图，在0.1b 15 s这段时间内（）A.加速度增大,速度变小,加速度和速度的方向相同B.加速度增大,速度变小,加速度和速度的方向相反C.加速度减小,速度变大,加速度和速度的方向相反D.加速度减小,速度变大,加速度和速度的方向相同画由图象可知，在t=QA s时，质点位于平衡位置/4）.15 s时,质点到达负向最大位移处， 因此在t-0.1 7）. 15 s这段时间内，质点刚好处于由平衡

2、位置向负向最大位移处运动的过程中, 其位移为负值,且数值增大,速度逐渐减小,而加速度逐渐增大,为加速度逐渐增大的减速运 动,故加速度方向与速度方向相反,因此选项B正确。2,做简谐运动的单摆摆长不变,假设摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度 减小为原来的,那么单摆振动的（）A.频率、振幅都不变B.频率、振幅都改变C.频率不变,振幅改变D.频率改变,振幅不变画单摆振动的频率与摆长和所在地的重力加速度有关,与质量、振幅大小无关,题中单摆 振动的频率不变;单摆振动过程中机械能守恒,振子在平衡位置的动能等于其在最大位移处 的势能，因此,题中单摆的振幅改变,选项C正确。某同学看到一只鸟落在树枝

3、上的处（如下列图），树枝在10 s内上下振动了 6次。鸟飞走后， 他把50 g的磋码挂在P处、发现树枝在10 s内上下振动了 12次。将50 g的祛码换成500 g 的祛码后,他发现树枝在15 s内上下振动了 6次。试估计鸟的质量最接近（）A. 50 gB. 200 gC. 500 gD. 550 g解析|由题意,以书0 g St, Ti= s= s;勿2%00 g时，T2= s= s,可见质量加越大，周期7也越大。 鸟的振动周期n= s,因为鸟的质量应满足的应3久应选反装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如下列图。将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时, 在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐

4、运动。假设取竖直向上为正方向，那么以下描述试 管振动的图象可能正确的选项是()画试管被竖直提起少许,说明试管在其平衡位置以上最大位移处释放，因规定竖直向上为 正方向，应选项D正确。一单摆由甲地移到乙地后,发现走时变快了，其变快的原因及调整的方法是()A. g甲)g乙,将摆长缩短B. g甲念乙,将摆长放长C. g甲0乙,将摆长缩短D. g甲)g乙,将摆长放长|答案|b画走时变快了，说明周期T兀变小了，即g乙g*假设要恢复原来的周期,那么需把摆长 变长，使不变。右图为某鱼漂的示意图。当鱼漂静止时，水位恰好在。点。用手将鱼漂往下按,使水位到达 点。松手后，鱼漂会上下运动,水位在，肺之间来回移动。不考

5、虑阻力的影响，以下说法正确的 选项是()A.鱼漂的运动是简谐运动B.水位在。点时,鱼漂的速度最大C.水位到达点时,鱼漂具有向下的加速度D.鱼漂由上往下运动时,速度越来越大IgAB画设鱼漂的横截面积为S,。点以下的长度为仇当鱼漂静止时,水位恰好在。点,说明在0 点浮力等于重力，即mg=PgSh,可取。点所在位置为平衡位置,取竖直向下为正，当鱼漂被下 按x时,水位在。点上方x处,此时合力为F令二mg-PgS(h+) =PgSx,同理可得水位在。点下 方时也满足此式。因为夕、g、S都是确定量,所以上述关系式满足简谐运动的条件(F令二-痴), 鱼漂做的是简谐运动,选项A正确；。点是平衡位置,所以。点时

6、鱼漂的速度最大,选项B正确； 水位到达点时，鱼漂具有向上的加速度，选项C错误;鱼漂由上往下运动时，可能加速也可能 减速,选项D错误。一物体做受迫振动,驱动力的频率小于该物体的固有频率。当驱动力的频率逐渐增大到一 定数值的过程中，该物体的振幅可能0A.逐渐增大B.逐渐减小C.先逐渐增大,后逐渐减小D.先逐渐减小,后逐渐增大SgAC画当驱动力频率等于固有频率时,做受迫振动的物体发生共振现象,振幅最大。由于没有 说明驱动力频率最后的情况，因此A、C两项都有可能。某弹簧振子在水平方向上做简谐运动,其位移x随时间方变化的关系为xsin 3。振动图 象如下列图，以下说法正确的选项是0A.弹簧在第1 s末与

7、第3 s末的长度相同.第3 s末振子的位移大小为/C.从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向发生变化D.从第3 s末到第5 s末,振子的加速度方向发生变化固塞|abd画弹簧在第1 s末与第3 s末所在位置相同,所以弹簧的长度相同，选项A正确；由图象可 知振子振动周期六8 s, 3二rad/s,所以第3 s末振子的位移大小为x=AsixA,选项B正确； 从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向没有发生变化，选项C错误;从第3 s末到第5 s末, 振子的位移方向发生了变化,根据F=kx, h=可知,加速度方向发生变化,选项D正确。二、填空题(每题10分，共20分。把答案填在相应的横线上).如下列

8、图，一弹簧振子在助V间沿光滑水平杆做简谐运动,坐标原点。为平衡位置%V=8 emo 从小球经过图中/V点时开始计时，到第一次经过。点的时间为0. 2 s,那么小球的振动周期为 S,该简谐运动的表达式为XFD1。I答案 H 84cos t解析|振动周期7Mx0. 2 s4). 8 s;振幅为4 cm,圆频率G =兀rad/s,因小球经过题图中/V点 时开始计时,故振动方程应为余弦函数，即xcost(cm) o10.在“利用单摆测重力加速度的实验中。某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一 个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端/应

9、接到。使单摆 做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于。假设测得连续N个磁感应强度最 大值之间的时间间隔为。那么单摆周期的测量值为（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。屡次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长/及相应的周期T。此后，分别取2和T的 对数，所得到的lg 61g 图线为（选填“直线 ”对数曲线或“指数曲线）；读得图线与 纵轴交点的纵坐标为c,由此得到该地重力加速度giH（d数据采集器最低点（或平衡位置）直线画磁性小球位于最低点时离传感器最近,磁感应强度测量值最大;连续两次通过最低 点的时间间隔为，所以, Ti（2）由单摆周期公式n得lg T=lg Lg 2 n 4g g,所

10、以1g Gig L图线为直线，1g 2 n -lg g二c, g二。三、计算题（每题16分，共32分）.以下列图为/、8两个简谐运动的位移一时间图象。请根据图象写出这两个简谐运动的表达 式。答案 x=Q. 5sin （5 n t+x ） cmx=Q. 2sin（2. 5 兀方+） cm解画依据图象确定从8两物体各自振动的振幅、周期，再结合简谐运动的一般表达式即可。 由图象可知，对简谐运动力,初相位00=兀，振幅/O. 5 cm,周期74）, 4 s, 3=5兀rad/s,那么/对应的简谐运动的表达式为年0.5 sin（5n”Ji） cmo对简谐运动及。0二，振幅/夕,2 cm,周期7X）.8 s,那么3=2. 5冗rad/s,因此夕对应的 简谐运动的表达式为xO. 2 sin（2. 5方+） cm。.如下列图，一块涂有炭黑的玻璃板,质量为2 kg,在拉力分的作用下，在t4）时由静止开始竖 直向上做匀加速运动。一个装有水平振针的振动频率为5 Hz的固定电动音叉在玻璃板上画 出了图示曲线，量得以二1.5 cm, BC=3. 5 cmo求自玻璃板开始运动，经过多长时间才开始接通 电动音叉的电源?接通电源时，玻璃板的速度是多大？（g取10 m/s2） 答案 0. 1 s0