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）.docx

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。

3. 某同学看到一只鸟落在树枝上的〃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4. 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5. 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。

6. 右图为某鱼漂的示意图当鱼漂静止时，水位恰好在用手将鱼漂往下按,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7. 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8. 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x"sin 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=Asix\A,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x^cost(cm) o10.在“利用单摆测重力加速度〃的实验中⑴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）⑵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）⑵直线画⑴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）由单摆周期公式々n得lg T=lg £

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+） cm11 .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, 1 m/s函|由题意可得，振针振动周期％巾,2 s,经过勿与3。

所用的时间均为7:0.1 s, 那么对玻璃板：SBC,SoA^^ f得 a=l m/s2o匕i=O. 2 m/s,再求点速度 vo=vA-aT=Q. 1 m/s,由幺=〃方得时间t-4). 1 s,即经过0.1 s才开始接通电动音叉的电源，且接通时玻璃板的速度为0.1 m/so。