河北省邢台市高中物理选修3-4同步测试：第十一章 单元检测A

某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是

A. 当f<f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小

B. 当f>f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大

C. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0

D. 该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f

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如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端挂在天花板上，O点为弹簧自然伸长时下端点的位置．当在弹簧下端挂钩上挂一质量为m的砝码后，砝码开始由O位置起做简谐运动，它振动到下面最低点位置A距O点的距离为l0，则(　　)

A. 振动的振幅为l0

B. 振幅为

C. 平衡位置在O点

D. 平衡位置在OA中点B的上方某一点

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质点沿x轴做简谐运动，质点经过a点和b点时速度相同，所花时间tab＝0.2 s；质点由b点再次回到a点花的最短时间tba＝0.4 s；则该质点做简谐运动的频率为( )

A. 1 Hz　　 B. 1.25 Hz　　 C. 2 Hz　　 D. 2.5 Hz

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如图所示，三根细线于O点处打结，A、B两端固定在同一水平面上相距为L的两点　　 上，使AOB成直角三角形，∠BAO＝ 30°.已知OC线长是L，下端C点系着一个小球(忽　　 略小球半径)，下面说法正确的是(　　)

A. 让小球在纸面内摆动，周期T＝2π

B. 让小球在垂直纸面方向摆动，周期T＝2π

C. 让小球在纸面内摆动，周期T＝2π

D. 让小球在垂直纸面内摆动，周期T＝2π

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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

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如图所示，一个弹簧振子在A、B间做简谐运动，O是平衡位置，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过周期，振子具有正方向的最大加速度，那么下列四个x－t运动图象中能正确反映运动情况的图象是(　　)

A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.

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如图所示，下列说法正确的是(　 )

A. 振动图象上的A、B两点振动物体的速度相同

B. 在t＝0.1 s和t＝0.3 s时，质点的加速度大小相等，方向相反

C. 振动图象上A、B两点的速度大小相等，方向相反

D. 质点在t＝0.2 s和t＝0.3 s时的动能相等

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关于简谐运动的周期，以下说法正确的是(　　)

A. 间隔一个周期的两个时刻，物体的振动情况完全相同

B. 间隔半个周期奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同

C. 半个周期内物体动能的变化一定为零

D. 一个周期内物体势能的变化一定为零

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如图所示，两个质量分别为M和m的小球，悬挂在同一根纸面上，当M在垂直于纸面的平面内摆动时，下列说法正确的是(　　)

A. 两摆的振动周期是相同的

B. 当两摆的摆长相等时，m摆的振幅最大

C. 悬挂M的竖直细线长度变化时，m的振幅不变

D. m摆的振幅可能超过M摆的振幅

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一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图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，曲轴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，振动图像如图甲所示．当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图像如图乙所示．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振子的振幅，则( )．

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在利用单摆测定重力加速度的实验中：

(1)实验中，应选用下列哪些器材为好？

①1米长细线　②1 米长粗线　③10厘米细线

④泡沫塑料小球　⑤小铁球　⑥秒刻度停表

⑦时钟　⑧厘米刻度米尺　⑨毫米刻度米尺

答：____________.

(2)实验中，测出不同摆长对应的周期值T，作出T2－l图象，如图所示，T2与l的关系式是T2＝____________，利用图线上任两点A、B的坐标(x1，y1)、(x2，y2)可求出图线斜率k，再由k可求出g＝____________.

(3)在实验中，若测得的g值偏小，可能是下列原因中的____

A．计算摆长时，只考虑悬线长度，而未加小球半径

B．测量周期时，将n次全振动误记为n＋1次全振动

C．计算摆长时，将悬线长加小球直径

D．单摆振动时，振幅偏小

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一个在地球上做简谐运动的单摆．其振动图象如图所示．则此单摆的摆长约为______，今将此单摆移至某一行星上，其简谐运动的图象如图10所示．若已知该行星的质量为地球质量的2倍．则该行星表面的重力加速度为地球表面重力加速度的______倍；该行星的半径与地球半径之比为______．

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几个登山运动员登上一座地图上没有标明高度的山峰，他们只带了一些轻质细绳子、钢卷尺、可当作停表用的手表，山顶上还有形状不规则的石子和矮树，他们知道地球半径为R0，海平面处的重力加速度为g0.请根据以上条件，为他们设计测量山峰海拔高度的方法．

(1)写出操作步骤和需要直接测量的物理量(物理量用字母符号表示)．

(2)推导出用以上直接测出的物理量表示山峰海拔高度的计算式(要求写出推导过程)．

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如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，mA=100g，mB=500g，系统静止时弹簧伸长x=15cm，未超出弹性限度．若剪断A、B间的细绳，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10m/s2）

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将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．图甲中O点为单摆的固定悬点，现将小摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、B、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，∠AOB＝∠COB＝θ，θ小于5°且是未知量．图乙表示由计算机得到的小球对摆线的拉力大小F随时间t变化的曲线，且图中t＝0时刻为摆球从A点开始运动的时刻．试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息求：(g取10 m/s2)

(1)单摆的振动周期和摆长；

(2)摆球的质量；

(3)摆球运动过程中的最大速度．

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