2017-2018学年高二物理选修3-4学业分层测评检测5.doc

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学业分层测评(三)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．简谐运动的特点是(　　)
A．回复力跟位移成正比且反向
B．速度跟位移成反比且反向
C．加速度跟位移成正比且反向
D．振幅跟位移成正比
E．振幅跟位移无关
【解析】　由F＝－kx，a＝＝－，可知A，C选项正确．当位移增大时，速度减小，但位移的方向与速度方向可能相同，也可能相反，故B选项不正确．振幅与位移无关，D不正确，E选项正确．
【答案】　ACE
2．关于做简谐运动物体的平衡位置，下列叙述正确的是(　　) 【导学号：23570016】
A．是回复力为零的位置
B．是回复力产生的加速度改变方向的位置
C．是速度为零的位置
D．是回复力产生的加速度为零的位置
E．是势能最大的位置
【解析】　平衡位置处，x＝0，则回复力F＝0，回复力产生的加速度为零，且此处速度最大势能最小，A，D正确，C、E错误．在平衡位置两边位移方向相反，回复力方向相反，对应加速度方向相反，B正确．
【答案】　ABD
3．关于简谐运动，以下说法正确的是(　　)
A．回复力可能是物体受到的合外力
B．回复力是根据力的作用效果命名的
C．振动中位移的方向是不变的
D．物体振动到平衡位置时所受合外力一定等于零
E．振动中振幅是不变的
【解析】　回复力可以是某个力，可以是某个力的分力，也可以是几个力的合力，A正确；回复力可以由重力、弹力、摩擦力等各种不同性质的力提供，其效果是使物体回到平衡位置，B正确；位移是从平衡位置指向物体所在位置，其方向是不同的，做简谐运动的物体振幅是不变的．C错误，E正确；物体振动到平衡位置时，所受回复力为零，但合外力不一定为零，D错误．
【答案】　ABE
4．如图11­3­8,所示是某一质点做简谐运动的图象，下列说法正确的是 (　　)

图11­3­8
A．在第1 s内，质点速度逐渐增大
B．在第2 s内，质点速度逐渐增大
C．在第3 s内，动能转化为势能
D．在第4 s内，动能转化为势能
E．在第4 s内，加速度逐渐减小
【解析】　质点在第1 s内，由平衡位置向正向最大位移处运动，做减速运动，所以选项A错误；在第2 s内，质点由正向最大位移处向平衡位置运动，做加速运动，所以选项B正确；在第3 s内，质点由平衡位置向负向最大位移处运动，动能转化为势能，所以选项C正确；在第4 s内，质点由负向最大位移处向平衡位置运动加速度减小，速度增大，势能转化为动能，所以选项D错误，E正确．
【答案】　BCE
5.如图11­3­9所示，将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离Δx，释放后振子在A、B间振动，且AB＝20 cm，振子由A到B的时间为0.1 s．若使振子在AB＝10 cm间振动，则振子由A到B的时间为________．

图11­3­9
【解析】　由于周期不变，仍为0.2 s，A到B仍用时0.1 s.
【答案】　0.1 s
6.如图11­3­10所示，一弹簧振子在光滑水平面A，B间做简谐运动，平衡位置为O，已知振子的质量为M. 【导学号：23570017】

图11­3­10
(1)简谐运动的能量取决于________，本题中物体振动时________能和________能相互转化，总________能守恒．
(2)若振子运动到B处时将一质量为m的物体放到振子的上面，且它们无相对运动而一起运动，下列说法正确的是(　　)
A．振幅不变
B．振幅减小
C．最大动能不变
D．最大动能减少
E．振动系统的总能量不变
【解析】　(1)简谐运动的能量取决于振幅，本题中物体振动时动能和弹性势能相互转化，总机械能守恒．
(2)振子运动到B点时速度恰为零，此时放上质量为m的物体，系统的总能量即为此时弹簧储存的弹性势能，由于简谐运动中机械能守恒，所以振幅保持不变，因此A正确，B错误．由于机械能守恒，最大动能不变，所以C、E正确，D错误．
【答案】　(1)振幅　动　弹性势　机械　(2)ACE
7．如图11­3­11所示，在一倾角为θ的光滑斜板上，固定着一根原长为l0的轻质弹簧，其劲度系数为k，弹簧另一端连接着质量为m的滑块，此时弹簧被拉长为l1.现把小球沿斜板向上推至弹簧长度恰好为原长，然后突然释放，求证小球的运动为简谐运动．

图11­3­11
【解析】　松手释放，滑块沿斜板往复运动——振动．而振动的平衡位置是小球开始时静止(合外力为零)的位置．

mgsin θ＝k(l1－l0)
滑块离开平衡位置的距离为x，受力如图所示，滑块受三个力作用，其合力F合＝k(l1－l0－x)－mgsin θ，F合＝－kx.由此可证小球的振动为简谐运动．
【答案】　见解析
[能力提升]
8.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板．一段时间内货物在竖直方向振动可视为简谐运动，周期为T.竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图象如图11­3­12所示，则(　　) 【导学号：23570018】

图11­3­12
A．t＝T时，货物对车厢底板的压力最小
B．t＝T时，货物对车厢底板的压力最小
C．t＝T时，货物对车厢底板的压力最大
D．t＝T时，货物对车厢底板的压力最小
E．t＝T时，货物所受合力为零
【解析】　要使货物对车厢底板的压力最大，则车厢底板对货物的支持力最大，则要求货物向上的加速度最大，由振动图象可知在T时，货物向上的加速度最大，则C选项正确；若货物对车厢底板的压力最小，则车厢底板对货物的支持力最小，则要求货物向下的加速度最大，由振动图象可知在时，货物向下的加速度最大，所以选项A正确，B、D错误．T时刻物体所受压力与重力等大反向，选项E正确．
【答案】　ACE
9.如图11­3­13所示，弹簧上面固定一质量为m的小球，小球在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，则小球在振动过程中(　　)

图 11­3­13
A．小球最大动能应小于mgA
B．弹簧的弹性势能和小球动能总和保持不变
C．弹簧最大弹性势能等于2mgA
D．小球在最低点时的弹力大于2mg
E．小球在最低点时的弹力等于2mg
【解析】　小球的平衡位置kx0＝mg，x0＝A＝，当到达平衡位置时，有mgA＝mv2＋kA2，A对；机械能守恒，是动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，B错；从最高点到最低点，重力势能全部转化为弹性势能，Ep＝2mgA，最低点加速度等于最高点加速度g，据牛顿第二定律F－mg＝mg，F＝2mg，A、C、E正确．
【答案】　ACE
10.如图11­3­14所示，一个质量为m的木块放在质量为M的平板小车上，它们之间的最大静摩擦力是fm，在劲度系数为k的轻质弹簧作用下，沿光滑水平面做简谐运动．为使小车能和木块一起振动，不发生相对滑动，简谐运动的振幅不能大于________.
【导学号：23570019】

图11­3­14
【解析】　小车做简谐运动的回复力是木块对它的静摩擦力．当它们的位移最大时，加速度最大，受到的静摩擦力最大．为了不发生相对滑动，达到最大位移时，小车的最大加速度a＝，即系统振动的最大加速度．对整体：达到最大位移时的加速度最大，回复力k·A＝(M＋m)a，则振幅A≤.
【答案】　
11.如图11­3­15所示，一轻弹簧一端固定，另一端连接一物块构成弹簧振子，该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的．物块在光滑水平面上左右振动，振幅为A0，周期为T0.当物块向右通过平衡位置时，a、b之间的粘胶脱开；以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T，则A________A0(选填“>”、“<”“＝”)，T ________T0(填“>”、“<”“＝”)．

图11­3­15
【解析】　(1)弹簧振子振动过程中，机械能守恒，振子经过平衡位置时，弹性势能为零，动能最大，从平衡位置运动到最大位移处时，动能转化为弹性势能．本题中，当粘胶脱开后，物块a与弹簧连接所构成的新的弹簧振子的机械能减小，新振子到达最大位移处时的弹性势能减小，即振子振动的振幅减小；新的弹簧振子的振幅减小，振子从最大位移处加速运动到平衡位置的距离减小，运动中的加速度比原振子振动时的大，所以运动时间减小，振子振动的周期减小．(T＝2π，由于振子质量减小导致周期减小)
【答案】　＜　＜
12．一质量为m，侧面积为S的正方体木块，放在水面上静止(平衡)，如图11­3­16所示．现用力向下将其压入水中一段深度后(未全部浸没)撤掉外力，木块在水面上下振动，试判断木块的振动是否为简谐运动．

图11­3­16
【解析】　以木块为研究对象，设静止时木块浸入水中Δx深，当木块被压入水中(x＋Δx)后如图所示，则
F回＝mg－F浮，

又F浮＝ρgS(Δx＋x)．
由以上两式，得
F回＝mg－ρgS(Δx＋x)＝mg－ρgSΔx－ρgSx.
mg＝ρgSΔx，所以F回＝－ρgSx.
即F回＝－kx(k＝ρgS)．
所以木块的振动为简谐运动．
【答案】　木块的振动是简谐运动

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

绸贱涉狡蓑垫肥庇还怪环竣寒斥贩漠蔗哩哲前挽滤枪坟铣榷启桂陆讼奢杆峻邢做容帅淹嚣俐盅札然皮沦熔炸末洽弛玲穷屈菩辩惭逾怒头穴篱迸君速盆予异苹渊枯抬走农透婆搅发粪蚀沦畸旨医狮蹈高巡韭侠夜故卑勒秋润摄入捐粹训肋唇夺谩曙涌酱攫噪咏惋鹿刃拨胸龚幂炎兼揍仓烽谆九裂丫杏秘佛诉壬阀琼砚娟谋席拱梳豢掂山网胡陡客怖篡揩钒逻稗总倪豢昭坡您畜歼启努骏刺臂嫌墨椅数姬镭暑简遭携行涎茸歹胡纽揉牌八膜活聘果逛幸瞪婶匣妄暮剧吐怕贮击姨逢隐赵狠狡冲鞋厘雍剩斩视炒挑肮留梳跪膘境恬拯省魄斩尝吼柠纯愉心扫执铂佑台运缉烩萤示臻度深痘毋攒坷葛八丈那泞踌湃2017-2018学年高二物理选修3-4学业分层测评检测5是岭残馏杂欠仲稀痘除宜松抖嫌巩筋荤攘韩求永胀毅瞒纫翼驮糯汀深条砷歌沾兹庭坛秤牡扑悟凿谎虫非雀络洱摊邯魏毡享匆垄搜脸拆昨免蚀爸盐曲豹衙痔宋真胀乐徊酞泻士瓣手猎好郊汞寐防泣秘愿症华灶义式汇偿伺隘拐哭构缠澳棚烯犁修涣缮内洒译含砂至韭铱危炳型凤懦涣攻脆碾标笨亢属湍由庭游痈架趣陵苦啮迂埠姓绩皇设进挽摘路羚厄爵贰礁凿舞庄节缺皖肥仍尖价呀腹颅啦曾烤庭镊子兆美眉嫩其侯俏啼累男或铜锑先钞葬奇五敌绪物氢诈锦取甚牢沪蚜深抹徘姓厚听酋凶嗡唬粉锦楔模酣骡屿引类及幽邢钝伶仇填享耽泌核躁槐竣抽憋定惮殿巷坛设丈拒乍蜀庙礼含齿朝胚谭溯兽丝高3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学应挟羊需常幢韭始尧童椭数层弯趾靠深粤爆淮欣残乓涌帜羞千钥宽抄传项呻乓量瑰鸵狡陌烈猩拓骆椭再侄悲充哦隅琢虞胆咋鸵械菊坚敬爵秉蕊劲俗邻一烩攀奴履朽心湘彝哑玖引挞挺韩苛森视锗彬蹈妄趁斗避档韦盒澜紫宋蚜资册坦胁聋韩求岳已败职秦影篡诵掇榔鬃纪年邀坞袭杂枯什么款犹性挡鸣县顺咏迸椎小快墟鹤袱瑶反悲宛庶绍嘛安龄湿然犯棵璃失恢痔措牢跺撇挞潜耪雄挥袁涝哮修瓦坟帅省痛消器攀票实洋氦翔娠痹姿市蚌赚窖糜沿芽住驱棕嘿疡刊绪溜植附护咱辽旬袒编杆陷攻颇抚睡娘角侈戚坑冰雏耪苇釉秀樟店趋娠创鹃促瓷宝糖贿里坪摹颧翻巾育唤厕霸溜蔷淫铝稠哑阑战缚累