2017-2018学年高中物理（鲁科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第1章 章末分层突破 （3份打包）

章末综合测评(一)　机械振动 (时间：60分钟　满分：90分) 1．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)如图1所示是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是(　　) 图1 A．振动周期是2×10－2 s B．第2个10－2 s内物体的位移是－10 cm C．物体的振动频率为25 Hz D．物体的振幅是10 cm E．物体位移随时间变化的关系式为x＝10 sin 4 t (2)(10分)有一弹簧振子在水平方向上的B、C之间做简谐运动，已知B、C间的距离为20 cm，振子在2 s内完成了10次全振动．若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时(t＝0)，经过周期振子有负向最大位移． ①求振子的振幅和周期； ②画出该振子的位移—时间图象； ③写出振子的振动方程． 【解析】　(1)振动周期是完成一次全振动所用的时间，在图象上是两相邻极大值间的距离，所以周期是4×10－2 s．又f＝t，E错误． rad/s，故关系式为x＝10 sin＝，所以f＝25 Hz，则A项错误，C项正确；正、负极大值表示物体的振幅，所以振幅A＝10 cm，则D项正确；第2个10－2 s的初位置是10 cm，末位置是0，根据位移的概念有x＝－10 cm，则B项正确．由T＝4 s，ω＝ (2)①弹簧振子在B、C之间做简谐运动，故振幅A＝10 cm，振子在2 s内完成了10次全振动，振子的周期T＝＝0.2 s. ②振子从平衡位置开始计时，故t＝0时刻，位移是0，经周期振子的位移为负向最大，故如图所示． ③由函数图象可知振子的位移与时间函数关系式为 x＝10sin(10πt＋π) cm. 【答案】　(1)BCD　(2)①10 cm　0.2 s　②见解析图　③x＝10sin(10πt＋π) cm 2．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)如图2所示，图2甲为以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为该弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是(　　) 图2 A．在t＝0.2 s时，弹簧振子可能运动到B位置 B．在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度大小相同 C．从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加 D．在t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同 E．在t＝0.1 s与t＝0.5 s两个时刻，弹簧振子的动能相同 (2)(10分)如图3所示为一弹簧振子的振动图象，求： 图3 ①从计时开始经多长时间第一次达到弹性势能最大？ ②在2～3 s这段时间内弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各怎样变化？ 【解析】　(1)t＝0.2 s时，振子的位移为正的最大，但由于没有规定正方向，所以此时振子的位置可能在A点也可能在B点，A对．t＝0.1 s时速度为正，t＝0.3 s时速度为负，两者大小相等，方向相反，B对．从t＝0到t＝0.2 s的时间内，弹簧振子远离平衡位置，速度减小，动能减小，C错．t＝0.2 s与t＝0.6 s两个时刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D错．t＝0.1 s与t＝0.5 s两个时刻振子的位移等值反向，速度等值反向，故动能相等，E对． (2)①由题图知，在计时开始的时刻振子恰好以沿x轴正方向的速度通过平衡位置，此时弹簧振子有最大动能，随着时间的延长，速度不断减小，而位移逐渐增大，经T，即1 s，其位移达到最大，此时弹性势能最大． ②由题图知，t＝2 s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零；随着时间的延长，位移不断增大，加速度也变大，速度不断减小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大；当t＝3 s时，加速度达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值． 【答案】　(1)ABE　(2)①1 s　②见解析 3．(1)(5分)(填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)关于振子的振动过程，以下说法正确的是(　　) 【导学号：78510014】 A．振子在平衡位置，动能最大，势能最小 B．振子在最大位移处，势能最大，动能最小 C．振子在向平衡位置运动时，由于振子振幅减小，故总机械能减小 D．在任意时刻，动能与势能之和保持不变 E．振子在平衡位置，弹性势能一定最小 图4 (2)(10分)两根质量均可不计的弹簧，劲度系数分别为k1、k2，它们与一个质量为m的小球组成弹簧振子，静止时，两弹簧均处于原长，如图4所示．试证明弹簧振子做的运动是简谐运动． 【解析】　(1)振子在平衡位置两侧往复振动，在最大位移处速度为零，动能为零，此时弹簧的形变量最大，势能最大，所以B正