高中_物理_物理选修_选修3-4_高中物理人教版选修3-33-43-5（学业分层测评）含*_高中物理人教版选修3-4章末综合测评章末综合测评1含*

.ks5u.章末综合测评(一)(时间：60分钟　满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中，有3项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．做简谐运动的物体经过平衡位置时(　　)A．速度为零　　　B．回复力为零C．加速度为零D．位移为零E．动能最大【解析】　简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，而物体在平衡位置时加速度不一定为零．例如，单摆在平衡位置时存在向心加速度．简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大，位移为零．【*】　BDE2．一个水平*簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17s时，振子运动情况是(　　)【导学号：23570035】A．正在向右做减速运动B．正在向右做加速运动C．位移正在减小D．正在向左做加速运动E．势能正在减小【解析】　eq\f(t,T)＝eq\f(0.17s,0.025s)＝6eq\f(4,5)，eq\f(4,5)T在eq\f(3,4)T～T之间，故0.17s时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置．【*】　BCE3．一*簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图线为正弦曲线，如图1所示，下列说法正确的是(　　)INCLUDEPICTURE"XTX3161178.TIF"\*MERGEFORMAT图1A．在t从0到2s时间内，*簧振子做减速运动B．在t1＝3s和t2＝5s时，*簧振子的速度大小相等，方向相反C．在t1＝5s和t2＝7s时，*簧振子的位移大小相等，方向相同D．在t从0到4s时间内，t＝2s时刻*簧振子所受回复力做功功率最小E．在t从0到4s时间内，回复力的功率先增大后减小【解析】　由于F＝－kx，由F­t图象知，在0到2s时间内，*簧振子位移变大，离开平衡位置做减速运动，A对；在t1＝3s和t2＝5s时，图象斜率相同，说明速度大小相等，方向相同，B错；t1＝5s和t2＝7s时位移大小、方向都相同，C对；在0到4s时间内，t＝2s时刻*簧振子回复力最大，在端点位置，速度为零，功率最小，D对E错．【*】　ACD4.如图2所示为某*簧振子在0～5s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是(　　)INCLUDEPICTURE"XTX3161179.TIF"\*MERGEFORMAT图2A．振动周期为5sB．振幅为8cmC．第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值D.第3s末振子的速度为正向的最大值E．从第1s末到第2s末振子在做加速运动【解析】　根据图象，周期T＝4s，振幅A＝8cm，A错误，B正确．第2s末振子到达波谷位置，速度为零，加速度为正向的最大值，C正确．第3s末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，D正确．从第1s末到第2s末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，做减速运动，E错误．【*】　BCD5.如图3所示，一个*簧振子在A、B间做简谐运动，O点是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，过eq\f(1,4)周期，振子具有正方向的最大速度．那么下面五个图象中哪个能够正确反映振子的振动情况(　　)【导学号：23570036】INCLUDEPICTURE"XTX3161180.TIF"\*MERGEFORMAT图3INCLUDEPICTURE"XTX3161181.TIF"\*MERGEFORMATA　　　　　B　　　　　　C　　　　　D　　　　　　E【解析】　t＝eq\f(1,4)T时，振子具有正向的最大速度，则t＝0时，振子应处于负向最大位移处，此时，回复力和加速度正向最大．故选项C、E错，A、B、D对．【*】　ABD6.一质点做简谐运动的位移x与时间t的关系如图4所示，由图可知(　　)INCLUDEPICTURE"XTX3161182.TIF"\*MERGEFORMAT图4A．频率是2HzB．振幅是5cmC．t＝1.7s时的加速度为正，速度为负D．t＝0.5s时，质点所受合外力为零E．t＝0.5时回复力的功率为零【解析】　由简谐运动的图象可判断出振子的周期为2s，则频率f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz；该质点的振幅为5cm；1.7s时位移为负值，则加速度为正，根据图象走向可判断速度为负；0.5s时，振动质点位于平衡位置，回复力为零，但合外力不一定为零(如单摆在平衡位置时合外力指向圆心)．【*】　BCE7.如图5所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个*簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2＞T1)匀速转动，当运动都稳定后，则(　　)INCLUDEPICTURE"XTX3161183.TIF"\*MERGEFORMAT图5A．*簧振子的振动周期为T1B．*簧振子的振动周期为T2C．*簧振子的振动频率为eq\f(1,T2)D．要使*簧振子的振幅增大，可让把手转速减小E．要使*簧振子的振幅增大，可让把手转速增大【解析】　*簧振子在把手作用下做受迫振动，因此振动周期为T2，A错，B、C对；由于T2＞T1，故欲使振幅增大，应使T2减小，即转速应增大，D错，E对．【*】　BCE8.如图6所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于O点，摆长为l，当它摆过竖直线OC时便进入或离开匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面向里，A，B点分别是最大位移处．下列说法中正确的是(　　)【导学号：23570037】INCLUDEPICTURE"XTX3161184.TIF"\*MERGEFORMAT图6A．A点和B点处于同一水平面B．A点高于B点C．摆球在A点和B点处线上的拉力大小相等D．单摆的振动周期仍为T＝2πeq\r(\f(l,g))E．单摆向右或向左摆过D点时，线上的拉力大小相等【解析】　摆球运动过程中机械能守恒，所以A，B在同一高度．选项A正确，B错误；球在B点不受洛伦兹力，与球在A点时受拉力大小相等，选项C正确；球在磁场中运动时虽然受洛伦兹力，但洛伦兹力总与速度方向垂直，不能提供回复力，所以不改变振动的周期，选项D正确；单摆向右或向左摆过D点时，速度大小相等，但洛伦兹力的方向相反，所以线上的拉力不相等，选项E错误．【*】　ACD二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(8分)某同学在进行研究*簧振子的周期和小球质量的关系的实验时，利用如图7*所示装置进行了如下实验：让*簧振子穿过一光滑的水平横杆，在*簧振子的小球上安装一支笔，下面放一条纸带．当小球振动时，垂直于振动方向以恒定的加速度拉动纸带，加速度大小为a，这时笔在纸带上画出如图乙所示的一条曲线，请根据图乙中所测得的长度s1，s2，写出计算*簧振子的周期的表达式：T＝________.INCLUDEPICTURE"XTX3161185.TIF"\*MERGEFORMAT图7【解析】　由于纸带做匀加速直线运动，且运动s1和s2所用时间均等于*簧振子的振动周期T，由匀加速直线运动规律知s2－s1＝aT2，所以T＝eq\r(\f(s2－s1,a)).【*】　eq\r(\f(s2－s1,a))10．(12分)某实验小组在“利用单摆测定当地重力加速度”的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图8所示，则该摆球的直径为________cm.INCLUDEPICTURE"XTX3161186.TIF"\*MERGEFORMAT图8(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．(填选项前的字母)A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为eq\f(t,100)C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小【解析】　(1)游标卡尺读数为0.9cm＋8×0.1mm＝0.98cm.(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过5°，并从平衡位置计时，故A错误；若第一次过平衡位置计为“0”，则周期T＝eq\f(t,50)，若第一次过平衡位置计为“1”，则周期T＝eq\f(t,49.5)，B错误；由T＝2πeq\r(\f(l,g))得g＝eq\f(4π2l,T2)，其中l为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g偏大，故C正确；为了能够将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大、体积较小的摆球，故D错误．【*】　(1)0.98　(2)C11．(16分)如图9所示，轻*簧的下端系着A、B两球，mA＝100g，mB＝500g，系统静止时*簧伸长x＝15cm，未超出**限度．若剪断A、B间绳，则A在竖直方向做简谐运动，求：【导学号：23570038】INCLUDEPICTURE"XTX3161187+.TIF"\*MERGEFORMAT图9(1)A的振幅为多大．(2)A的最大加速度为多大．(g取10m/s2)【解析】　(1)设只挂A时*簧伸长量x1＝eq\f(mAg,k).由(mA＋mB)g＝kx，得k＝eq\f(mA＋mBg,x)，即x1＝eq\f(mA,mA＋mB)x＝2.5cm.振幅A＝x－x1＝12.5cm.(2)剪断细绳瞬间，A受最大*力，合力最大，加速度最大．F＝(mA＋mB)g－mAg＝mBg＝mAam，am＝eq\f(mBg,mA)＝5g＝50m/s2.【*】　(1)12.5cm　(2)50m/s212.(16分)如图10所示，摆长为L的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O距离地面高度为h，现将摆球拉至A点无初速度释放，摆角为θ(θ＜5°)．当摆球运动到最低点O时，摆线突然断裂．不计空气阻力，重力加速度为g，求摆球从A点开始运动到落地经历的时间．INCLUDEPICTURE"XTX3161188.TIF"\*MERGEFORMAT图10【解析】　单摆的周期T＝2πeq\r(\f(L,g))摆线断裂后，由h＝eq\f(1,2)gt2得：下落时间t＝eq\r(\f(2h,g))t总＝t＋eq\f(T,4)＝eq\r(\f(2h,g))＋eq\f(π,2)eq\r(\f(L,g))【*】　eq\r(\f(2h,g))＋eq\f(π,2)eq\r(\f(L,g))