教科版高中物理选修3-4下期物理第三周物理试题.docx
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高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）下期物理第三周物理试题第一部分：双向细目表题序考点及知识点分值设计难度系数能力要求一级二级了解掌握综合应用选择题1 振动位移概念 5 0.7 √2 回复力及受力分析 5 0.65 √3 加速度和力的关系 5 0.6 √4单摆周期公式的理解5 0.7 √5 单摆的回复力 5 0.6 √6周期、频率概念辨析5 0.7 √7 简谐运动的理解 5 0.6 √8 单摆理想化条件 5 0.5 √9 振动图像 510 振动图像理解 5填空题11 单摆等效加速度 5 0.6 √计算题12 振动多解问题10 0.7t/s0 t 1 t 2 t 3t 43 -3 y/cm t 56 -613 最大振幅问题 10 0.55 √ 14 单摆公式的应用 12 0.6 15简谐振动的综合运用130.5√第三周周练题一、选择题1．如图所示的弹簧振子，O 点为它的平衡位置，当振子从A 点运动到C 点时，振子离开平衡位置的位移是( )A ．大小为OC ，方向向左B ．大小为OC ，方向向右 C ．大小为AC ，方向向左D ．大小为AC ，方向向右2．如图所示，弹簧振子B 上放一个物块A ，在A 与B 一起做简谐运动的过程中，下列关于A 受力的说法中正确的是( )A ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C ．物块A 受重力、支持力及B 对它的恒定的摩擦力D ．物块A 受重力、支持力及B 对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力3．做简谐运动的物体，其加速度a 随位移x 变化的规律应是下图中的( )4.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1.6 m ，则两单摆长l a 与l b 分别为( )A ．l a ＝2.5 m ，l b ＝0.9 mB ．l a ＝0.9 m ，l b ＝2.5 mC ．l a ＝2.4 m ，l b ＝4.0 mD ．l a ＝4.0 m ，l b ＝2.4 m 5．下列有关单摆运动过程的受力说法，正确的是( ) A ．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B ．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C ．单摆经过平衡位置时所受的合力为零D ．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力6.关于简谐运动的周期,频率,振幅,下列说法中哪些是正确的( ) A ．振幅是矢量,方向从平衡位置指向最大位移处 B ．周期和频率的乘积是一个常数C ．振幅增加,周期也必然增加,而频率减小D ．频率与振幅有关7.一个弹簧振子做简谐运动的周期是0.025S,当振子从平衡位置开始向右运动,经过0.17s 时,振子的运动情况是( )A ．正在向右做减速运动B ．正在向右做加速运动C ．正在向左做减速运动D ．正在向左做加速运动8.单摆是为了研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是( )A ．摆线质量不计B ．摆线长度不伸缩C ．摆球的直径比摆线长度短得多D ．只要是单摆的运动就是一种简谐运动9.如图所示是一弹簧振子在水平面内做简谐运动的振动图象,则振动系统在( )A．t3和t4时刻,振子具有不同的动能和速度B．t3和t5时刻,振子具有相同的动能和不同的速度C．t1和t4时刻,振子具有相同的加速度D．t2和t5时刻,振子所受的回复力大小之比为2:110.一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4 cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点．图14甲中的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．图乙给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图像的是( )A．若规定状态a时t＝0，则图像为①B．若规定状态b时t＝0，则图像为②C．若规定状态c时t＝0，则图像为③D．若规定状态d时t＝0，则图像为④二、填空题11.如图所示，倾角为θ的光滑斜面上，摆线长为L，小球质量为m,现将单摆上端固定在O点，平衡位置在O′点做简谐运动时，周期为________．三、计算题12.一质点在平衡位置O附近做简谐运动，从它经过平衡位置起开始计时，经0.13 s质点第一次通过M点，再经0.1 s第二次通过M点，则质点振动周期的可能值为多大？13．如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，m A＝100 g，m B＝500 g，系统静止时弹簧伸长x＝15 cm，未超出弹性限度．若剪断A、B间绳，则A在竖直方向做简谐运动．求：(1)A的振幅多大？(2)A球的最大加速度多大？(g取10 m/s2)14.有一单摆，其摆长l＝1.02 m，摆球的质量m＝0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t＝60.8 s，试求：(1)当地的重力加速度；(2)如果将这个单摆改为秒摆(周期为2 s)，摆长应怎样改变，改变多少？15.如图所示为A、B两个简谐运动的位移—时间图像．试根据图像写出：(1)A的振幅是______cm，周期是________s；B的振幅是________cm，周期是________s.(2)这两个简谐运动的位移随时间变化的关系式．(3)在时间t＝0.05 s时两质点的位移分别是多少？第三部分：参考答案一、选择题1．B [振子离开平衡位置的位移是以O 点为起点，C 点为终点，大小为OC ，方向向右．]点评 运动学中的位移与计时起点有关，是由初位置指向末位置的有向线段，而简谐运动中的振动位移的起点总是平衡位置．2．D [物块A 受到重力、支持力和摩擦力的作用．摩擦力提供A 做简谐运动所需的回复力，所以随时间变化其大小和方向都变化，D 选项正确．]3.B [以弹簧振子为例，F ＝－kx ＝ma ，所以a ＝－kxm，故a ＝－k ′x ，故正确选项应为B.] 4.B [该题考查的是单摆的周期公式．设两个单摆的周期分别为T a 和T b ，由题意10T a ＝6T b ，得T a ∶T b ＝6∶10.根据单摆周期公式T ＝2πl g ，可知l ＝g 4π2T 2，由此得l a ∶l b ＝T 2a ∶T 2b ＝36∶100.则 l a ＝36100－36×1.6＝0.9 m ，l b ＝100100－36×1.6＝2.5 m ．显见选项B 正确．]点评 根据两单摆在相同时间内摆动的次数可以求出周期关系，再利用周期公式求出摆长．5.B [单摆运动是在一段圆弧上的运动，因此单摆运动过程中不仅有回复力，而且有向心力，即单摆运动的合力不仅要提供回复力，而且要提供向心力，故选项A 错误；单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力，而不是摆线拉力的分力，故选项B 正确，D 错误；单摆经过平衡位置时，回复力为零，向心力最大，故其合力不为零，故选项C 错误．]6.B7.B8.ABC9.BD10.AD [振子在状态a 时t ＝0，此时的位移为3 cm ，且向规定的正方向运动，故选项A 正确；振子在状态b 时t ＝0，此时的位移为2 cm ，且向规定的负方向运动，图中初始位移不对，故选项B 错误；振子在状态c 时t ＝0，此时的位移为－2 cm ，且向规定的负方向运动，图中运动方向不对，故选项C 错误；振子在状态d 时t ＝0，此时的位移为－4 cm ，速度为零，故选项D 正确．]二、填空题11.解析 摆球静止在平衡位置O ′时，绳上的拉力为F 拉＝mgsin θ，所以g ′＝F 拉m＝gsin θ.故周期为T ＝2πlgsin θ.方法总结 单摆周期公式T ＝2πlg，在一些情况中会有一些变化，l 为悬点到质心的距离，g 有时不是重力加速度，而要找出某些情景中的等效重力加速度g ′.等效重力加速度的计算方法：用单摆静止时摆线上的张力除以摆球的质量．三．计算题12解析 质点的振动周期共存在两种可能性．设质点在AA ′范围内运动．(1)如图甲所示，由O →M →A 历时0.13 s ＋0.05 s ＝0.18 s ，则周期T 1＝4×0.18 s ＝0.72 s. (2)如图乙所示，由O →A ′→M 历时t 1＝0.13 s ，由M →A →M 历时t 2＝0.1 s ，设由O →M 或由M →O 历时为t ，则0.13 s －t ＝2t ＋0.1 s ，故t ＝0.01 s ，所以周期T ＝t 1＋t 2＋t ＝0.24 s.甲乙13．(1)12.5 cm (2)50 m/s 2解析 (1)设只挂A 球时弹簧伸长量x 1＝m A g k .由(m A ＋m B )g ＝kx ，得k ＝m A ＋m Bg x ，即x 1＝m Am A ＋m Bx ＝2.5 cm.振幅A ＝x －x 1＝12.5 cm(2)剪断细绳瞬间，A 受弹力最大，合力最大，加速度最大． 根据牛顿第二定律得F ＝(m A ＋m B )g －m A g ＝m B g ＝m A a max a max ＝m B g m A＝5g ＝50 m/s 2.14.(1)9.79 m/s 2 (2)其摆长要缩短 缩短0.027 m解析 (1)当单摆做简谐运动时，其周期公式T ＝2π l g，由此可得g ＝4π2l/T 2，只要求出T 值代入即可．因为T ＝t n ＝60.830s ≈2.027 s.所以g ＝4π2l/T 2＝(4×3.142×1.02)/2.0272m/s 2≈9.79 m/s 2.(2)秒摆的周期是2 s ，设其摆长为l 0，由于在同一地点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有T T 0＝l l 0， 故有l 0＝T 20l T 2＝22×1.022.0272 m ≈0.993 m.其摆长要缩短Δl ＝l －l 0＝1.02 m －0.993 m ＝0.027 m.点评 当在摆角小于10°时，单摆的运动是简谐运动，周期为T ＝2πlg，由公式可知只要测得周期T 和摆长l 就可计算当地的重力加速度；单摆的周期与振幅无关，与摆球的质量无关，在g 不变的情况下，改变周期需改变摆长．15.(1)0.5 0.4 0.2 0.8(2)x A ＝0.5sin (5πt ＋π) cm ，x B ＝0.2sin cm(2.5πt ＋π2) cm(3)x A ＝－24 cm ，x B ＝0.2sin 58π cm 解析 (1)由图像知：A 的振幅是0.5 cm ，周期是0.4 s ；B 的振幅是0.2 cm ，周期是0.8 s. (2)由图像知：A 中振动的质点已振动了12周期，φ＝π，由T ＝0.4 s ，得ω＝2πT ＝5π，则简谐运动的表达式为x A ＝0.5sin (5πt ＋π) cm.B 中振动的质点从平衡位置沿正方向已振动了14周期，φ＝π2，由T ＝0.8 s 得ω＝2πT ＝2.5π，则简谐运动的表达式为x B ＝0.2sin (2.5πt ＋π2) cm.(3)将t ＝0.05 s 分别代入两个表达式中得：xA ＝0.5sin(5π×0.05＋π)cm ＝－0.5×22cm ＝－24cm ，x B ＝0.2sin(2.5ππ2)cm＝0.2sin58π cm.×0.05＋。
