第十一章單元測(cè)試題一、選擇題（每題6分，共60分）1、使物體產(chǎn)生振動(dòng)的必要條件是( )A．物體所碰到的各個(gè)力的合力必定指向平衡地址B．物體碰到的阻力等于零C．物體走開平衡地址后碰到回復(fù)力的作用，物體所受的阻力足夠小D．物體走開平衡地址后碰到回復(fù)力F的作用，且F＝－kx（x為對(duì)平衡地址的位移）2、關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的選項(xiàng)是( )A．位移的方向總指向平衡地址B．加速度方向總和位移方向相反C．位移方向總和速度方向相反D．速度方向總跟位移方向相同3、如圖1所示為一彈簧振子，

O為平衡地址，設(shè)向右為正方向，振子在

B、C之間振動(dòng)時(shí)（

）A．B→O位移為負(fù)、速度為正B．O→C位移為正、加速度為負(fù)圖1C．C→O位移為負(fù)、加速度為正D．O→B位移為負(fù)、回復(fù)力為負(fù)4、某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝5sint（cm），則以下關(guān)于4質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的說法中正確的選項(xiàng)是（

）A．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為

10cm

B．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為

4sC．在

t=4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大

D．在

t=4s

時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度最大5、關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)的周期，以下說法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是（）A．間隔一個(gè)周期的整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻物體的振動(dòng)狀況相同B．間隔半個(gè)周期的奇數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻，物體的速度和加速度可能同時(shí)相同C．半個(gè)周期內(nèi)物體的動(dòng)能變化必然為零D．一個(gè)周期內(nèi)物體的勢(shì)能變化必然為零6、如圖2所示，一單擺懸于O點(diǎn)，擺長為L，若在O點(diǎn)的豎直線上的O點(diǎn)釘一顆釘子，使OOL，將單擺拉至A處釋放，小球?qū)⒃贏、B、C間來回振動(dòng)，若振動(dòng)中擺線與2豎直方向夾角小于10，則此擺的周期是（）LLA．2B．2g2gLLLLC．22gD．2ggg7、如圖3所示，圖乙中圖像記錄了單擺中擺球的動(dòng)能、勢(shì)能隨擺球地址變化的關(guān)系，以下關(guān)于圖像的說法正確的選項(xiàng)是（）A．a(chǎn)圖線表示勢(shì)能隨處點(diǎn)的變化關(guān)系B．b圖線表示機(jī)械能隨處點(diǎn)的變化關(guān)系C．c圖像表示動(dòng)能隨處點(diǎn)的變化關(guān)系

圖3D．圖像表示擺球在勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)變過程中機(jī)械能不變8、一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖4所示，那么在（Tt）和（Tt）（t是極短的時(shí)間）兩時(shí)刻，振子的：22①速度相同；②加速度相同；③相對(duì)平衡地址的位移相同；④振動(dòng)的能量相同。以上選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是（）圖4A．①②B．②③C．③④D．①④9、某簡諧振子，自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖5甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)，牢固后的振動(dòng)圖像如圖5甲中的曲線Ⅱ所示，那么，此受迫振動(dòng)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)可能是圖5乙中的（）圖5A．a(chǎn)點(diǎn)B．b點(diǎn)C．c點(diǎn)D．必然不是c點(diǎn)10、一根自由長度為10cm的輕彈簧，下端固定，上端連一個(gè)質(zhì)量為m的物塊P。在P上再放一個(gè)質(zhì)量m的物塊Q，系統(tǒng)靜止后，彈簧長度為6cm，如圖6所示，若是迅速向上移去Q，物塊P將在豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，此后彈簧的最大長度是()圖6A．8cmB．9cmC．10cmD．11cm二、填空題（共

2小題，共

12分）11、（4

分）彈簧振子以

O點(diǎn)為平衡地址做簡諧運(yùn)動(dòng)，從經(jīng)過

O點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，振子第一次到達(dá)某點(diǎn)

P時(shí)用了

0.3s，又經(jīng)過

0.2s第二次經(jīng)過

P點(diǎn)，則振子第三次經(jīng)過

P點(diǎn)還要經(jīng)過的時(shí)間是

。12、（8分）有一測(cè)量渺小時(shí)間差的裝置，是由兩個(gè)擺長略有渺小差其余單擺同軸水平懸掛構(gòu)成。兩個(gè)單擺搖動(dòng)平眼前后相互平行。（1）現(xiàn)測(cè)得兩單擺完成50次全振動(dòng)的時(shí)間，分別為50.0s和49.0s，則兩單擺的周期差T＝________s。2）某同學(xué)利用此裝置測(cè)量小于單擺周期的渺小時(shí)間差，詳盡操作以下：把兩擺球向右拉至相同的擺角處，先釋放長擺擺球，接著再釋放短擺擺球，測(cè)得短擺經(jīng)過若干次全振動(dòng)后，兩擺恰好第1次同時(shí)同方向經(jīng)過某地址，由此可得出釋放兩擺的渺小時(shí)間差。若測(cè)得釋放兩擺的時(shí)間差

t＝0.165s，則在短擺釋放

________s（填時(shí)間）后，兩擺恰好第

1次同時(shí)向

________（填方向）經(jīng)過

________（填地址）。（3）為了能改正確地測(cè)量渺小的時(shí)間差，你認(rèn)為此裝置還可做的改進(jìn)是

________________________________________________________________________

。三、計(jì)算題（共

3小題，共

28分）13、（8分）圖

7甲是一個(gè)單擺振動(dòng)的狀況，

O是它的平衡地址，

B、C

是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)地址。設(shè)擺球向右運(yùn)動(dòng)為正方向，圖7乙是這個(gè)單擺的振動(dòng)圖像。根據(jù)圖像回答：（1）單擺振動(dòng)的頻率是多大？圖7（2）開始時(shí)刻擺球在何地址？（3）若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?0m/s2，試求這個(gè)擺的擺長是多少？14、（10分）在圓滑水平面上有一彈簧振子，彈簧的勁度系數(shù)為k，振子質(zhì)量為M，振動(dòng)的最大速度為v0，如圖8所示，當(dāng)振子在最大位移為A的時(shí)刻把質(zhì)量為m的物體輕放其上，則：圖8（1）要保持物體和振子一起振動(dòng)起來，兩者間的摩擦因數(shù)最少是多少？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）（2）一起振動(dòng)時(shí)，兩者過平衡地址的速度多大？振幅又是多少？15、（10分）有幾個(gè)登山運(yùn)動(dòng)員登上了一無名巔峰，但不知道此山的高度，他們想迅速地估測(cè)出此巔峰的海拔高度，但是他們只帶了一些輕質(zhì)繩子、小刀、小鋼卷尺、可看作秒表用的手表和一些食品，周邊還有石子、樹木等。其中一人依照物理知識(shí)很快就測(cè)量出了巔峰的海拔高度，請(qǐng)你寫出測(cè)量方法、需要記錄的數(shù)據(jù)，并推導(dǎo)出計(jì)算巔峰海拔高度的表達(dá)式。參照答案一、選擇題1.答案：C剖析：振動(dòng)物體所受的合力不用然只供應(yīng)回復(fù)力，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；振動(dòng)物體在走開平衡地址后必定受回復(fù)力作用，且所受阻力足夠小時(shí)，才能發(fā)生振動(dòng)，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤、C選項(xiàng)正確；F＝－kx可是簡諧運(yùn)動(dòng)受回復(fù)力的條件，而不是任何振動(dòng)受回復(fù)力的條件，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2.答案B剖析簡諧運(yùn)動(dòng)的位移的初始地址是平衡地址，所以簡諧運(yùn)動(dòng)過程中任一時(shí)刻的位移都是背叛平衡地址的，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；振子的加速度總是指向平衡地址的，而位移總是背離平衡地址的，故B選項(xiàng)正確；振子在平衡地址兩側(cè)往來運(yùn)動(dòng)，故C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.答案：AB剖析：由B→O運(yùn)動(dòng)時(shí)，振子在O左側(cè)，位移為負(fù)，故A選項(xiàng)正確；由O→C位移為正，加速度a＝－kxm為負(fù)，故B選項(xiàng)正確；由C→O位移為正，加速度應(yīng)為負(fù)，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；O→B位移為負(fù)，由F＝－kx知回復(fù)力為正，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。4.答案：C剖析：依照簡諧運(yùn)動(dòng)的公式x＝5sint（cm）可得，質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為5cm，4故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；又依照=2可得，質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為8s，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于在Tt=4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)處于平衡地址，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大、加速度為零，故C選項(xiàng)正確、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。5.答案B剖析依照周期的意義可知，物體完成一次全振動(dòng)，所有的物理量都恢復(fù)到初始狀態(tài)，故A選項(xiàng)正確。當(dāng)間隔半周期的奇數(shù)倍時(shí)，所有的矢量都變得大小相等，方向相反，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。C、D選項(xiàng)正確。6.答案D。剖析此擺為復(fù)合擺，周期等于擺長為L的半個(gè)周期與擺長為L的半個(gè)周期之和，故2選項(xiàng)正確。7.答案：D剖析：當(dāng)擺球釋放后，動(dòng)能增大，勢(shì)能減小，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大，勢(shì)能最小，爾后連續(xù)搖動(dòng)，動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，到達(dá)C點(diǎn)后動(dòng)能為零，勢(shì)能最大，整個(gè)過程中擺球只有重力做功，擺球的機(jī)械能守恒，綜上可知只有D選項(xiàng)正確。8.答案：DTtTt）兩時(shí)刻，振子的速度相同，剖析：由振動(dòng)圖像可看出，在（）和（22加速度大小相等方向相反，相對(duì)平衡地址的位移大小相等方向相反，振動(dòng)的能量相同，故D選項(xiàng)正確。9.答案：AD剖析：振子的固有周期與驅(qū)動(dòng)力周期的關(guān)系是3T驅(qū)＝T固，所以受迫振動(dòng)的狀態(tài)必然不2是圖乙中的c點(diǎn)，可能是a點(diǎn)。10.答案：C剖析：由題可知物塊P在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)。平衡地址是重力和彈簧彈力相等的地址，由題中條件可得此時(shí)彈簧長度為8cm，P剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)彈簧長度為6cm，所以彈簧的最大長度是10cm，故C選項(xiàng)正確。二、填空題111.答案：1.4s或s3剖析：由于當(dāng)振子從平衡地址到第一次經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)用了0.3s，到達(dá)最大位移后再回到該點(diǎn)用了0.1s，利用對(duì)稱性知道，振子從該點(diǎn)到平衡地址所用的時(shí)間為0.1s，從而周期為4×（0.3＋0.1）＝1.6s。當(dāng)振子第三次回到該點(diǎn)時(shí)，還要經(jīng)歷時(shí)間為1.4s。實(shí)質(zhì)上有兩種可能。依照對(duì)稱性不難得出第三次（第二種可能）經(jīng)過

P點(diǎn)的時(shí)間為

1

s。312.答案：（1）0.02（2）8.085左平衡地址剖析（1）T＝t1－t250－49s＝0.02s。＝5050（2）由t＝0.165s＝（8＋1）T，說明短擺完成81次全振動(dòng)時(shí)兩擺恰好第1次同時(shí)同44方向經(jīng)過某地址，說明該地址必然是平衡地址，短擺振動(dòng)的時(shí)間為149s＝8.085s，t＝8×450方向向左經(jīng)過平衡地址。3）在擺長差相等時(shí)調(diào)整兩擺的擺長變長一些三、計(jì)算題13.答案：（1）1.25Hz（2）B點(diǎn)（3）0.16m剖析：（1）由乙圖知周期T＝0.8s，則頻率f＝1＝1.25Hz。T（2）由乙圖知，0時(shí)刻擺球在負(fù)向最大位移處，因向右為正方向，所以在B點(diǎn)。（3）由T＝2πl(wèi)得l＝gT22＝0.16m。g4π14.剖析放物體前最大回復(fù)力FkA，振動(dòng)的最大機(jī)械能為1Mv02。2（1）放物體后，假定一起振動(dòng)，則可能產(chǎn)生的最大加速度akA，對(duì)物體m來Mm說，所需回復(fù)力是由M供應(yīng)的摩擦力，剛放時(shí)所需的摩擦力最大，最大靜摩擦力為mg當(dāng)mgma時(shí)一起振動(dòng)，所以akAgMmg即摩擦因數(shù)μ最少為kA。mg2）由于m于最大位移處放在M上，放上后沒有改變振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能，振動(dòng)中機(jī)械能守恒，過平衡地址時(shí)，彈簧為原長彈性勢(shì)能為零，有1