高中物理 第十一章 機(jī)械振動(dòng)章末測(cè)評(píng) 新人教版選修3-41.doc

1、a第十一章 機(jī)械振動(dòng)(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(每小題5分，共計(jì)50分)1關(guān)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的意義有以下幾種說(shuō)法，其中正確的是()。A回復(fù)力第一次恢復(fù)原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程B速度第一次恢復(fù)原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程C動(dòng)能或勢(shì)能第一次恢復(fù)原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程D速度和加速度第一次同時(shí)恢復(fù)原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程2做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，由最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度越來(lái)越大，這是由于()。A加速度越來(lái)越大B物體的加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致C物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能D回復(fù)力對(duì)物體做正功3一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是()。A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻

2、率是4 HzB在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是20 cmC第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度為零D在t1 s和t3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同4一根彈簧原長(zhǎng)為l0，掛一質(zhì)量為m的物體時(shí)伸長(zhǎng)x。當(dāng)把這根彈簧與該物體套在一光滑水平的桿上組成彈簧振子，且其振幅為A時(shí)，物體振動(dòng)的最大加速度為()。A.B.C. D.5在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)其振動(dòng)圖象如圖所示，假設(shè)向右為正方向，則物體加速度向右且速度向右的時(shí)間是()。aaA01 s內(nèi) B12 s內(nèi)C23 s內(nèi) D34 s內(nèi)6設(shè)人自然步行時(shí)的跨步頻率與手臂自然擺動(dòng)的頻率一致(人手臂自然擺動(dòng)的頻率與臂長(zhǎng)的關(guān)系，類似于單擺固有頻率與擺長(zhǎng)的關(guān)系)，人的臂長(zhǎng)正比于身

3、高，且人的步幅與身高成正比，由此估測(cè)人的步行速度v與身高h(yuǎn)的關(guān)系為()。Av h2 Bv hCv Dv 7一個(gè)彈簧振子在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，如圖甲所示，以某一時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)(t為0)，經(jīng)，振子具有正方向最大的加速度，那么在圖乙所示的幾個(gè)振動(dòng)圖象中，正確反映振子振動(dòng)情況(以向右為正方向)的是()。8有一懸線長(zhǎng)為l的單擺，其擺的外殼為一個(gè)有一定質(zhì)量的金屬空心球。球底有一小孔，球內(nèi)盛滿水。在擺動(dòng)過(guò)程中，水從小孔慢慢流出。從水開(kāi)始流到水流完的過(guò)程中，此擺的周期的變化是()。A由于懸線長(zhǎng)l和重力加速度g不變，所以周期不變B由于水不斷外流，周期不斷變大C周期先變大，后又變小D周期先變小，后

4、又變大9下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則()。驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz304050607080aa受迫振動(dòng)的振幅/m10.216.827.1228.116.58.3Af固60 Hz B60 Hzf固70 HzC50 Hzf固70 Hz D以上三個(gè)選項(xiàng)都不對(duì)10某同學(xué)做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得的重力加速度數(shù)值明顯大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值。造成這一情況的可能原因是()。A測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，把懸掛狀態(tài)的擺線長(zhǎng)當(dāng)成擺長(zhǎng)B測(cè)量周期時(shí)，當(dāng)擺球通過(guò)平衡位置時(shí)啟動(dòng)秒表，此后擺球第30次通過(guò)平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，讀出經(jīng)歷的時(shí)間為t，并由計(jì)算式T求得周期C開(kāi)始擺動(dòng)時(shí)

5、振幅過(guò)小D所用擺球的質(zhì)量過(guò)大二、填空題(每小題6分，共計(jì)12分)11大海中航行的輪船，受到大風(fēng)大浪沖擊時(shí)，為了防止傾覆，應(yīng)當(dāng)改變航行方向和_，使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的_。12在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：(1)老師提供了體積相同且均為實(shí)心的木球、鋁球和鋼球，你認(rèn)為應(yīng)選擇_球用來(lái)制作單擺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(2)若在某次實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得單擺擺長(zhǎng)為l，單擺完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t，則利用上述測(cè)量量和常數(shù)求重力加速度g的表達(dá)式為g_。三、計(jì)算題(第13題、14題每小題12分，第15題14分，共計(jì)38分)13汽車(chē)的重力一般支撐在固定于軸承上的若干彈簧上，彈簧的勁度系數(shù)k1.5105 N/m，汽車(chē)開(kāi)始運(yùn)

6、動(dòng)時(shí)，在振幅較小的情況下，其上下自由振動(dòng)的頻率滿足f(l為彈簧的壓縮長(zhǎng)度)。若人體可以看成一個(gè)彈性體，其固有頻率約為2 Hz。已知汽車(chē)的質(zhì)量為600 kg，每個(gè)人的質(zhì)量為70 kg，則這輛車(chē)乘坐幾個(gè)人時(shí)，人感到最難受？14如圖所示，在O點(diǎn)懸有一細(xì)繩，繩上串有一個(gè)小球B，并能順著繩子滑下來(lái)，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)光滑半圓弧軌道，圓心位置正好在O點(diǎn)，在圓弧軌道接近O處有另外一個(gè)小球A，令A(yù)、B兩球同時(shí)開(kāi)始無(wú)初速度釋放，假如A球第一次到達(dá)平衡位置時(shí)，正好能夠和B球相撞，則B球與繩子之間的摩擦力與B球重力的比值是多少？(計(jì)算時(shí)210，g取10 m/s2)aa15將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變

7、化的力。如圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)A、B、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，AOBCOB，小于5且未知。圖乙表示由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線，且圖中t0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息求：(g取10 m/s2)(1)單擺的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng)；(2)擺球的質(zhì)量；(3)擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度。aa參考答案1. 答案：D物體完成一次全振動(dòng)，是一次完整的振動(dòng)過(guò)程。完成一次全振動(dòng)，物體回到原位置，位移、速度、回復(fù)力的大小和方向與原來(lái)的大小和

8、方向都相同。因此D項(xiàng)正確。2. 答案：D從運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系來(lái)看，當(dāng)加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)。但這不是速度變大的原因，其原因是回復(fù)力對(duì)物體做正功。3. 答案：B振動(dòng)圖象表示質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移，由圖象可看出，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期T4 s，其頻率f0.25 Hz；10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了，其運(yùn)動(dòng)路程為s4A42 cm20 cm；第4 s末質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，其速度最大；t1 s和t3 s兩時(shí)刻，由圖象可看出，位移大小相等，方向相反，由以上分析可知，B項(xiàng)正確。4. 答案：B振子的最大加速度a，而mgkx，解得a，B選項(xiàng)正確。5. 答案：D由圖象可知：34 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)正從負(fù)向最大位移向平衡位置振動(dòng)

9、，結(jié)合振動(dòng)示意圖(如圖)，知該過(guò)程為從BO，速度向右，由于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力總指向平衡位置，故該過(guò)程加速度方向也向右。6. 答案：C設(shè)人的步幅為A，臂長(zhǎng)為l0，則跨步頻率f1，手臂的自然擺動(dòng)頻率f2，而l0h，Ah，f1f2，則v 。7. 答案：D振子具有正方向最大加速度的位置應(yīng)該在甲圖中的A點(diǎn)處，因?yàn)樵撎幒贤饬ψ畲螅曳较蛳蛴?，與規(guī)定的正方向相同，可以判斷是以O(shè)點(diǎn)(平衡位置)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)經(jīng)過(guò)周期向左到達(dá)A點(diǎn)，振子的位移為負(fù)的最大，所以選項(xiàng)D正確。8. 答案：C單擺的擺長(zhǎng)是懸點(diǎn)到小球重心的距離。開(kāi)始時(shí)，重心在球心，水全部流完后，重心又回到球心。因此，重心先降低，后升高；擺長(zhǎng)先變大，后變小，C選項(xiàng)正確

10、。9. 答案：C由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率由50 Hz增大到70 Hz的過(guò)程中，受迫振動(dòng)的振幅先增大后減小，說(shuō)明振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率f固應(yīng)為50 Hzf固70 Hz，C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。在60 Hz時(shí)振幅最大，但是并不一定是受迫振動(dòng)的最大振幅，從表中不能得到這一結(jié)論，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤。10. 答案：B由單擺周期公式T，得g，g值偏大，說(shuō)明l偏大或Taa偏小。把懸掛狀態(tài)的擺線長(zhǎng)當(dāng)成擺長(zhǎng)會(huì)使l偏小，g值偏小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；擺球第30次通過(guò)平衡位置實(shí)際上單擺完成14.5次全振動(dòng)，周期T，而誤認(rèn)為是30次全振動(dòng)，T變小引起g明顯偏大，B項(xiàng)正確；單擺周期與振幅和質(zhì)量無(wú)關(guān)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。11. 解析：當(dāng)大風(fēng)大浪

11、沖擊船的驅(qū)動(dòng)力的頻率等于船的固有頻率時(shí)，船的振動(dòng)最劇烈，船極易傾覆，而風(fēng)浪的沖擊力作為驅(qū)動(dòng)力的頻率，是無(wú)法人為改變的，應(yīng)當(dāng)改變航行方向和船速，使風(fēng)浪沖擊力的頻率遠(yuǎn)離輪船搖擺的頻率。答案：速度頻率12. 解析：(1)單擺的擺球應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小的球，以減小空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，故應(yīng)選用鋼球。(2)由單擺的周期公式T，有，得。答案：(1)鋼(2)13. 解析：人體的固有頻率f固2 Hz，當(dāng)汽車(chē)的振動(dòng)頻率與其相等時(shí)，人體與之發(fā)生共振，人感覺(jué)最難受，即ff固，得l代入數(shù)據(jù)l0.062 5 m，由胡克定律得kl(m1nm2)g，從而得n5(人)。答案：5人14. 解析：根據(jù)題意，A和B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)為t，對(duì)A有t對(duì)B有R解得。答案：15. 解析：(