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（学业分层测评）第十一章机械振动学业分层测评1含*

.ks5u.学业分层测评(一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法中正确的是(　　)【导学号：23570004】A．*簧振子的运动是简谐运动B．简谐运动就是指*簧振子的运动C．简谐运动是匀变速运动D．简谐运动是非匀变速运动E．简谐运动是机械振动中最简单、最基本的一种【解析】　*簧振子的运动是一种简谐运动，而简谐运动是机械振动中最简单、最基本的运动，故A、D、E正确．【*】　ADE2．如图11­1­12所示，当*簧振子由A向O(平衡位置)运动时，下列说法正确的是(　　)图11­1­12A．振子的位移在不断减小B．振子的运动方向向左C．振子的位移方向向左D．振子的位移在增大E．振子的速度在增大【解析】　由于振子在O点的右侧由A向O运动，所以振子的位移方向向右，运动方向向左，位移在不断减小，速度在不断增大，故A，B，E正确．【*】　ABE3．物体做简谐运动的过程中，有两点A、A′关于平衡位置对称，则物体(　　)【导学号：23570005】A．在两点处的位移相同B．在两点处的速度可能相同C．在两点处的速率一定相同D．在两点处的动能一定相同E．在两点处的加速度一定相同【解析】　由于A、A′关于平衡位置对称，所以物体在A、A′点时位移大小相等、方向相反；速率一定相同，所以动能一定相同．但速度方向可能相同也可能相反，加速度方向一定相反．【*】　BCD4．如图11­1­13所示为一*簧振子，O为平衡位置，设向右为正方向，振子在B，C之间振动时(　　)图11­1­13A．B→O，位移为负，速度为正B．O→C，位移为正，速度为负C．C→O，位移为负，速度为正D．O→B，位移为负，速度为负E．O→B，速度为负，加速度为正【解析】　*簧振子的位移是从平衡位置指向所在处的有向线段．由题意知向右为正方向，则振子在O点左侧时位移为负，在O点右侧时位移为正．速度正负的判断：如果方向向右则为正，向左则为负．B→O，位移为负，速度为正，A正确；O→C，位移为正，速度为正，B错误；C→O，位移为正，速度为负，C错误；O→B，位移为负，速度为负，加速度为正，D、E正确．【*】　ADE5.如图11­1­14所示为一个做简谐运动的*簧振子的x­t图象，在下列哪些时刻，位移和速度的方向相同(　　)【导学号：23570006】图11­1­14A．1.4s　　　　　　　B．4.6sC．4.2sD．5sE．6.2s【解析】　根据质点在下一时刻的位置来判断质点的速度方向．【*】　ACE6．一质点做简谐运动，如图11­1­15所示，在0.2s到0.3s这段时间内质点沿________方向运动，且速度不断________．图11­1­15【解析】　由图象可看出，在0.2s到0.3s这段时间内，质点沿负方向的位移不断减小，说明质点正沿着正方向由负的最大位移处向着平衡位置运动；又因为质点的速度方向是正方向，故质点做变加速运动，质点速度不断增大．【*】　正　增大[能力提升]7.如图11­1­16所示，轻质*簧一端固定在地面上，另一端与一薄板连接，薄板的质量不计，板上放一重物．用手将重物往下压，然后突然将手撤去，则重物被*离之前的运动情况是加速度先________后________．图11­1­16【解析】　竖直方向的*簧振子的振动也是简谐运动，但它的平衡位置在重力与*力平衡的位置，此位置加速度为零．因此从平衡位置将*簧压缩以后放手，它的加速度是先减小，到达平衡位置以后再增大．【*】　减小　增大8.如图11­1­17所示，简谐运动的图象上有a、b、c、d、e、f六个点，其中：【导学号：23570007】图11­1­17(1)与a点位移相同的点有哪些？(2)与a点速度相同的点有哪些？(3)图象上从a点到c点，质点经过的路程为多少？【解析】　(1)分析图象可得a、b、e、f的位移均为1cm.c、d点的位移都是－1cm.故与a点位移相同的点为b、e、f三点．(2)由(1)可知，图象上的a、b、e、f点对应质点运动到同一位置．图象上的c、d点对应质点运动到关于O点对称的另一位置．故以上6个点的速度大小相等．再结合图象可以判断a、b、c、d、e、f6个点的运动方向分别为向上、向下、向下、向上、向上和向下．故与a点有相同速度的点为d和e.(3)图象上从a点到b点，对应质点从正方向1cm处先是到达2cm处又返回到1cm处，通过的路程为2cm.从b点到c点，对应质点从正方向1cm处经平衡位置运动到负方向1cm处，通过的路程也为2cm，故从a点到c点总共通过的路程为4cm.【*】　(1)b、e、f　(2)d、e　(3)4cm9．如图11­1­18*所示，在*簧振子的小球上安装一记录用的铅笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动时沿垂直于振动方向匀速拉动纸带，铅笔P就在纸带上画出一条振动曲线．若振动曲线如图乙所示，由图象判断下列说法正确的是(　　)*乙图11­1­18A．振子偏离平衡位置的最大距离为10cmB．1s末到5s末振子的路程为40cmC．2s和4s末振子的位移相等，运动方向也相同D．振子在2s内完成一次往复*运动E．振子在4s内完成一次往复*运动【解析】　由图象可知振子偏离平衡位置的最大距离为10cm，4s内完成一次往复*运动，A、E对，D错；1s末到5s末振子的路程是振子运动路径的总长40cm，故B对；2s末和4s末振子位移均为零，位移相同，2s末振子向负方向运动，4s末振子向正方向运动，运动方向相反，故C错误．【*】　ABE10.光滑的水平面上放有质量分别为m和eq\f(1,2)m的两木块，下方木块与一劲度系数为k的*簧相连，*簧的另一端固定在墙上，如图11­1­19所示．已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统能像一个整体一样振动，系统的最大位移为________．图11­1­19【解析】　质量分别为m和eq\f(1,2)m的两木块作为一个整体同步振动，两者具有共同的加速度，对于eq\f(1,2)m物体，当两木块之间静摩擦力达最大值时其加速度达最大值eq\f(2f,m)，此时两木块组成的系统其加速度也达最大值eq\f(2f,m)，*簧*力达最大值Fmax＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m＋\f(1,2)m))amax＝3f，此时系统的位移最大值为xmax＝eq\f(Fmax,k)＝eq\f(3f,k).【*】　eq\f(3f,k)11.如图11­1­20所示是某质点做简谐运动的振动图象，根据图象中的信息，回答下列问题：【导学号：23570008】图11­1­20(1)质点在第2s末的位移是多少？(2)质点振动过程中的最大位移为多少？(3)在前4s内，质点经过的路程为多少？【解析】　(1)由x­t图象可以读出2s末质点的位移为零．(2)质点的最大位移在前4s内发生在1s末和3s末，位移大小为10cm.(3)前4s，质点先朝正方向运动了距离为10cm的一个来回，又在负方向上运动了一个10cm距离的来回，故总路程为40cm.【*】　(1)0　(2)10cm　(3)40cm12．在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图11­1­21(*)所示是一种常用的记录方法，在*簧振子的小球上安装一支记录笔P，在下面放一条白纸带．当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带速度与振子振动方向垂直)，笔就在纸带上画出一条曲线，如图11­1­21(乙)所示．若匀速拉动纸带的速度为1m/s，作出P的振动图象．*　　　　　　　　　　　　　乙图11­1­21【解析】　题图(乙)中运动的位移值可以对应不同的时刻，由x＝vt可知，当x＝20cm时，对应时间t＝eq\f(x,v)＝0.2s，作出图象如图所示．【*】　见解析