沪科版高中物理选修34机械振动自测题全高考真题.docx

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沪科版高中物理选修34机械振动自测题全高考真题

高中物理学习材料

（灿若寒星**整理制作）

物理机械振动自测题（全高考真题）

命题人：

苏亮亮

（总分：

152考试时间：

120分钟）

学校___________________班级____________姓名___________得分___________

1、选择题（本大题共17题,共计84分）

1、（4分）已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6m，则两单摆摆长la与lb分别为（　　）

A.la＝2.5m，lb＝0.9m          B.la＝0.9m，lb＝2.5mC.la＝2.4m，lb＝4.0m             D.la＝4.0m，lb＝2.4m

2.（4）一单摆做简谐振动，对摆球所经过的任何一点来说，相继两次通过该点时，摆球的（　　）

A.速度必相同           B.加速度必相同C.动量必相同   D.动能必相同3、（4分）细长轻绳下端拴一小球构成单摆，在悬挂点正下方摆长处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示.现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速地释放，对于以后的运动，下列说法中正确的是（　　）

A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小

B.摆球在左、右两侧上升的最大高度一样C.摆球在平衡位置左右两侧走过的最大弧长相等D.摆线在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍

4、（3分）图2为一弹簧振子的振动图象，由此可知………………………（　

图2

A.在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大B.在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小C.在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小D.在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大

5、（6分）18.简谐机械波在给定的媒质中传播时，下列说法中正确的是………………………………（　　）

A.振幅越大，则波传播的速度越快B.振幅越大，则波传播的速度越慢

C.在一个周期内，振动质元走过的路程等于一个波长

D.振动的频率越高，则波传播一个波长的距离所用的时间越短

6、（6分）下图表示一简谐横波波源的振动图象。

根据图象可确定该波的…（　　）

A.波长，波速　　B.周期，波速C.波长，振幅　　　　　    D.周期，振幅

7、（4分）一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点.图1中的a、b、c、d为四个不同的振动状态：

黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向，图2给出的?

?

?

?

四条振动图线，可用于表示振子的振动图象…………………（）

A.若规定状态a时t=0，则图象为?

B.若规定状态b时t=0，则图象为?

C.若规定状态c时t=0，则图象为?

D.若规定状态d时t=0，则图象为?

8、（6分）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T。

取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t=0，其振动图象如图所示，则………………………………………………………………（　　）

A.t=T时，货物对车厢底板的压力最大B.t=T时，货物对车厢底板的压力最小

C.t=T时，货物对车厢底板的压力最大D.t=T时，货物对车厢底板的压力最小

9、（4分）图1中,波源S从平衡位置y＝0开始振动,运动方向竖直向上（y轴的正方向）,振动周期T＝0.01s,产生的简谐波向左、右两个方向传播,波速均为v＝80m/s.经过一段时间后,P、Q两点开始振动.已知距离SP＝1.2m、SQ＝2.6m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点,则在图2的振动图象中,能正确描述P、Q两点振动情况的是………………………………（   ）

                                   图2

A.甲为Q点的振动图象      B.乙为Q点的振动图象C.丙为P点的振动图象      D.丁为P点的振动图象

10、（5）如图所示，A、B分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置.其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（）

（A）位于B处时动能最大.（B）位于A处时势能最大.

（C）在位置A的势能大于在位置B的动能.（D）在位置B的机械能大于在位置A的机械能.

11、（6分）一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。

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，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图2所示。

当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图3所示。

若用T0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砝码振动的振幅，则

A.由图线可知T0=4sB.由图线可知T0=8s

C.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

12、（6分）17.一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是

A.t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B.t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C.t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D.t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大

 13、（4分）如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连．在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上作往复运动（不计空气阻力），并保持相对静止．则下列说法正确的是

 （A）A和B均作简谐运动（B）作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比

（C）B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做功

（D）B对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力始终对B做负功

14、（4分）铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击。

由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。

普通钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s。

下列说法正确的是

A．列车的危险速率为B．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象

C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行

15、（6分）某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10s内上下振动了6次。

鸟飞走后，他把50g的砝码挂在P处，发现树枝在10s内上下振动了12次。

将50g的砝码换成500g砝码后，他发现树枝在15s内上下振动了6次。

你估计鸟的质量最接近

A.50g           B.200g            C.500g            D.550g

16、（6分）如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘接在一起，且摆动平面不变。

已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半。

则碰撞后

A.摆动的周期为TB.摆动的周期为T

C.摆球的最高点与最低点的高度差为0.3hD.摆球的最高点与最低点的高度差为0.25h

17、（6分）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为，则质点（   ）

A.第1s末与第3s末的位移相同                     B.第1s末与第3s末的速度相同

C.3s末至5s末的位移方向都相同                    D.3s末至5s末的速度方向都相同

二、非选择题（本大题共7题,共计68分）

1、（11分）有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度.已知该单摆在海平面处的周期是T0.当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T.求该气球此时离海平面的高度h.把地球看作质量均匀分布的半径为R的球体.

2、（16分）

（1）用一主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量一工 件的长度，结果如图所示。

可以读出此工件的长度为　　　　　　。

（2）在测量重力加速度的实验中，某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆。

他已经测得此单摆20个周期的时间为t，从悬挂点到小球顶端的线长为l，还需要测量的物理量为　　　　　　　　　　。

将g用测得量表示，可得g=     　　　　　　　　　　　　。

3、（7分）有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成．两个单摆摆动平面前后相互平行．   

（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0S和49.0S，则两单摆的周期差ΔT＝        s； 

（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：

把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差．若测得释放两摆的时间差Δt＝0.165s，则在短摆释放       s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向     （填方向）通过    （填位置）； 

（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可做的改进是  

                                                       。

4、（4分）A类题（适合于使用一期课改教材的考生）

2A.沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x＝3.5m和x＝6.5m处.在t1＝0.5s时，质点P恰好此后第二次处于波峰位置；则t2＝_________s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9s时，质点P的位移为_____________cm.

B类题（适合于使用二期课改教材的考生）

2B.在接近收费口的道路上安装了若干条突起于路面且与行驶方向垂直的减速带，减速带间距为10m，当车辆经过减速带时会产生振动.若某汽车的固有频率为1.25Hz，则当该车以_________m/s的速度行驶在此减速区时颠簸得最厉害，我们把这种现象称为_________.

5、（8分）（物理-物理3-4）

湖面上一点O上下振动，振幅为0.2m，以O点为圆心形成圆形水波，如图所示，A、B、O三点在一条直线上，OA间距离为4.0m，OB间距离为2.4m。

某时刻O点处在波峰位置，观察发现2s后此波峰传到A点，此时O点正通过平衡位置向下运动，OA间还有一个波峰。

将水波近似为简谐波。

（1）求此水波的传播速度、周期和波长。

（2）以O点处在波峰位置为0时刻，某同学打算根据OB间距离与波长的关系确定B点在0时刻的振动情况，画出B点的振动图象。

你认为该同学的思路是否可行？

若可行，画出B点振动图象；若不可行，请给出正确思想并画出B点的振动图象。

6、（10分）

（1）大海中航行的轮船,受到大风大浪冲击时,为了防止倾覆,应当改变航行方向和___________,使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的_________________.

（2）光纤通信中,光导纤维传递光信号的物理原理是利用光的_____________现象.要发生这种现象,必须满足的条件是：

光从光密介质射向___________,且入射角等于或大于___________

7、（12分）

（1）一列沿着x轴正方向传播的横波，在t=0时刻的波形如图甲所示.图甲中某质点的振动图象如图乙所示.

甲                                                       乙

    质点N的振幅是  m,振动周期为    s,图乙表示质点  （从质点K、L、M、N中选填）的振动图象.该波的波速为    m/s.

（2）惯性系S中有一边长为l的正方形（如图A所示），从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是    .

（3）描述简谐运动特征的公式是x＝    .自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下，若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，此运动   （填“是”或“不是”）简谐运动.

答案

一、选择题（本大题共17题,共计84分）

1.B2.BD3.AB4.B5.D6.D7.AD8.C9.AD

10.BC解析：

根据单摆振动过程中动能与势能转化及机械能守恒知识，可知B、C项正确.

11.AC解析：

若保持把手不动，砝码以一初速度做简谐振动，为自由振动，图2为砝码的自由振动的图象，由图读出的周期T0=4s，为砝码的固有周期。

当把手以某一速度匀速转动，砝码为受迫振动，此时砝码振动的周期T为驱动力的周期，图3为砝码的受迫振动的图象，由图读出的周期T=2s，为砝码受迫振动的周期，也为驱动力的周期。

当驱动力的周期越靠近砝码的固有周期时，砝码的振动越强烈，振幅越大。

当驱动力的周期越偏离砝码的固有周期时，砝码的振动越弱，振幅越小。

所以A、C选项正确。

12.D解析：

在t1时刻，摆球处于最大位移处，速度为零，在t2时刻，摆球处于平衡位置，速度最大，所以A、B选项错误，在t3时刻摆球处于最大位移处，速度为零，

，在t4时刻，摆球处于平衡位置，速度最大，

，所以D选项正确。

13.AB14.AD

15.B解析：

振动周期公式

，鸟在树枝上，

，50g的砝码在树枝上，

，鸟的质量为50g的砝码的4倍，所以最接近200g，所以B选项正确。

16.D解析：

因单摆的周期T=2π

与摆球质量、振幅无关，碰撞后单摆的周期不变，故A、B错误；由动量守恒，mava-mbvb=（ma+mb）v

因ma=5mb，va=

vb代入得v=

va

由机械能守恒，碰撞前：

mava2=magh

碰撞后：

（ma+mb）v2=（ma+mb）gh1

解得h1=0.25h。

故D正确。

17.AD解析：

将t=1s和t=3s代入关系式，可得x都等于

，A项正确。

第1s末和第3s末，质点的运动方向相反，速度不同，B项错误。

将t=3s和t=5s代入关系式，可得位移一正一负，方向不同，C项错误。

第3s末和第5s末，质点的速度大小和方向都相同，D项正确。

二、非选择题（本大题共7题,共计68分）

1、（11分）根据单摆周期公式

T0=2π

①

T=2π

②

其中l是单摆长度，g0和g分别是两地点的重力加速度.根据万有引力公式得

g0=G

③

g=G

④

其中G是引力常数，M是地球质量.由以上各式解得

h=（

－1）R⑤

2、（16分）

3、（7分）

（1）0.02s

（2）8.085s，左，平衡位置（3）增大两摆摆长，同时使周期之差减小。

提示：

此题做法物理学原理方面，有点类似于游标卡尺，由于两摆的周期之差0.02s，所以摆动一个周期时间上相差0.02s，要使两摆球第一次同时同方向通过某位置，必然两摆球振动的位相是一样的，所以要把0.165s在n次周期内分配完，则求得n=8.25，所以两摆球振动次数为8.25，则同时达到左边最高点（因它们都是从右边开始释放）。

短摆运动时间为8.25×0.98s＝8.085s.

用公式表示，设长摆运动时间为t，则为ω1t＝ω2（t－Δt），代入数据有：

0.02t=0.165，解得t=8.25s，因长摆的周期为1s，故长摆的振动次数也为8.25，此时位置为平衡位置且向左运动，短摆运动时间为8.25－0.165=8.085s，

4、（4分）

2A.0.6，2

2B.12.5，共振

解析：

2A.由题知t1=

T则T=0.4s.由Q质点的振动情况知t2=

T=0.6s.由振动情况知t=0.9s时，质点P在波峰处，其位移为2cm.

2B.v=

=s·f固=10×1.25m/s=12.5m/s，f外=f固时发生共振现象.

5、（8分）

（1）v=

=2m/s①

△t=

TT=1.6s②

λ=vT=3.2m③

（2）可行

振动图象如图。

6、（10分）

（1）航速（速度）固有频率

（2）全反射光疏介质临界角

解析：

（1）风浪冲击力频率要远离轮船摇摆的频率才不会使轮船发生共振.

（2）光导纤维利用光全反射原理传递光信号，在全反射中，光从光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角.

7、（12分）

（1）0.84L0.5

（2）C（3）Asinωt不是

解析：

（1）振幅\,周期由图象可知.由乙图可知,该质点从t=0时刻开始由平衡位置向正的最大位移处运动,结合波的传播图象可知,只有L质点符合要求.波速v=

（m·s-1）=0.5（m·s-1）.

（2）由相对论知识可知,沿运动方向,物体的长度将变短,而其他方向物体长度不会发生变化,因此,C正确,ABD错误.

（3）简谐运动的特征方程式为x=Asinωt.篮球的运动不符合上述特征方程,因此,其运动不是简谐运动.