《（課標(biāo)通用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十四章 01 第1講 機(jī)械振動精練（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（課標(biāo)通用版）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十四章 01 第1講 機(jī)械振動精練（含解析）（9頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講機(jī)械振動(實(shí)驗(yàn):探究單擺的運(yùn)動、用單擺測定重力加速度)A組基礎(chǔ)過關(guān)1.一游客在千島湖邊欲乘坐游船,當(dāng)日風(fēng)浪較大,游船上下浮動?？砂延未雍喕韶Q直方向的簡諧運(yùn)動,振幅為20cm,周期為3.0s。當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時,甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板間的高度差不超過10cm時,游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi),游客能舒服登船的時間是()A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s答案C由于游船在豎直方向做簡諧運(yùn)動,振幅A為20cm,振動方程為y=Asint(從游船位于平衡位置時開始計(jì)時,=2T),由于地面與甲板間的高度差不超過10cm時,游客能舒服登船,代入數(shù)據(jù)可知,在一個振動周期內(nèi)

2、,臨界時刻為t1=T12,t2=5T12,所以在一個周期內(nèi)能舒服登船的時間為t=t2-t1=T3=1.0s,選項(xiàng)C正確。2.如圖所示的裝置,彈簧振子的固有頻率是4Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手,給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力,測得彈簧振子振動達(dá)到穩(wěn)定時的頻率為1Hz,則把手轉(zhuǎn)動的頻率為()A.1HzB.3HzC.4HzD.5Hz答案A因把手每轉(zhuǎn)動一周,驅(qū)動力完成一次周期性變化,把手轉(zhuǎn)動頻率即驅(qū)動力的頻率。彈簧振子做受迫振動,而受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,與振動系統(tǒng)的固有頻率無關(guān),故A正確。3.如圖所示,彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動。以平衡位置O為原點(diǎn),建立Ox軸。向右為x軸正方向。若振子位于N點(diǎn)時開始

3、計(jì)時,則其振動圖像為()答案A振子在N點(diǎn)時開始計(jì)時,其位移為正向最大,并按正弦規(guī)律變化,故選項(xiàng)A正確。4.做簡諧運(yùn)動的單擺,其擺長不變,若擺球的質(zhì)量增加為原來的94倍,擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的23,則單擺振動的()A.周期不變,振幅不變B.周期不變,振幅變小C.周期改變,振幅不變D.周期改變,振幅變大答案B本題考查單擺。由單擺的周期公式T=2Lg可知,當(dāng)擺長L不變時,周期不變,故C、D錯誤;由能量守恒定律可知12mv2=mgh,其擺動的高度與質(zhì)量無關(guān),因平衡位置的速度減小,則最大高度減小,即振幅減小,選項(xiàng)B正確、A錯誤。5.(多選)如圖,房頂上固定一根長2.5m的細(xì)線沿豎直墻壁垂到窗沿

4、下,細(xì)線下端系了一個小球(可視為質(zhì)點(diǎn))。打開窗子,讓小球在垂直于窗子的豎直平面內(nèi)小幅擺動,窗上沿到房頂?shù)母叨葹?.6m,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2,則小球從最左端運(yùn)動到最右端的時間不可能為()A.0.2sB.0.4sC.0.6sD.0.8sE.1.2s答案ACD小球開始擺動時的擺長為2.5m,碰到窗上沿后擺動的擺長為0.9m,現(xiàn)在小球以兩個擺長各擺動了14個周期,小球在右邊運(yùn)動14周期的時間為t1=1422.510s=0.25s,小球在左邊運(yùn)動14周期的時間t2=1420.910s=0.15s,所以小球擺動的周期為0.8s,故小球從最左端運(yùn)動到最右端的可能時間為0.8ns+0.4s(n=0

5、,1,2,),代入得B、E項(xiàng)可能,A、C、D項(xiàng)不可能。6.(多選)如圖所示為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線,則下列說法正確的是()A.若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長相同,則圖線表示月球上單擺的共振曲線B.若兩次受迫振動是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的,則兩次擺長之比LL=254C.圖線若是在地面上完成的,則該單擺擺長約為1mD.圖線若是在地面上完成的,則該單擺擺長約為0.5mE.若擺長均為1m,則圖線是在地面上完成的答案ABC圖線中振幅最大處對應(yīng)的頻率應(yīng)與做受迫振動的單擺的固有頻率相等,從圖線上可以看出,兩次運(yùn)動中單擺的固有頻率f=0.2Hz,f=0.5Hz。當(dāng)單擺在月球和地球上分別做

6、受迫振動且擺長相等時,根據(jù)公式f=12gL可知,g越大,f越大,由圖像知gg,又g地g月,因此可推知圖線表示月球上單擺的共振曲線,A正確;若在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行兩次受迫振動,g相同,擺長長的f小,且由f=12gL得LL=f2f2=254,B正確;由題圖知f=0.5Hz,若圖線是在地面上完成的,根據(jù)g=9.8m/s2,可計(jì)算出L約為1m,C正確,D、E錯誤。7.(多選)(2018遼寧鞍山模擬)彈簧振子做簡諧運(yùn)動,O為平衡位置,當(dāng)它經(jīng)過點(diǎn)O時開始計(jì)時,經(jīng)過0.3s,第一次到達(dá)點(diǎn)M,再經(jīng)過0.2s第二次到達(dá)點(diǎn)M,則彈簧振子的周期不可能為()A.0.53sB.1.4sC.1.6sD.2sE.3s答案B

7、DE如圖甲所示,O為平衡位置,OB(OC)代表振幅,振子從OC所需時間為T4。因?yàn)楹喼C運(yùn)動具有對稱性,所以振子從MC所用時間和從CM所用時間相等,故T4=0.3s+0.2s2=0.4s,解得T=1.6s;如圖乙所示,若振子一開始從平衡位置向點(diǎn)B運(yùn)動,設(shè)點(diǎn)M與點(diǎn)M關(guān)于點(diǎn)O對稱,則振子從點(diǎn)M經(jīng)過點(diǎn)B到點(diǎn)M所用的時間與振子從點(diǎn)M經(jīng)過點(diǎn)C到點(diǎn)M所需時間相等,即0.2s,振子從點(diǎn)O到點(diǎn)M、從點(diǎn)M到點(diǎn)O及從點(diǎn)O到點(diǎn)M所需時間相等,為0.3s-0.2s3=130s,故周期為T=0.5s+130s0.53s。所以周期不可能為選項(xiàng)B、D、E。8.(多選)下列說法正確的是()A.在同一地點(diǎn),單擺做簡諧運(yùn)動的周期的

8、平方與其擺長成正比B.彈簧振子做簡諧運(yùn)動時,振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變C.在同一地點(diǎn),當(dāng)擺長不變時,擺球質(zhì)量越大,單擺做簡諧運(yùn)動的周期越小D.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時,系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率E.已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期,就可知振子在任意時刻運(yùn)動速度的方向答案ABD在同一地點(diǎn),重力加速度g為定值,根據(jù)單擺周期公式T=2Lg,可得T2=42Lg,則知單擺做簡諧運(yùn)動的周期的平方與其擺長成正比,故選項(xiàng)A正確;彈簧振子做簡諧運(yùn)動時,只有動能和勢能參與相互轉(zhuǎn)化,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知,振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變,故選項(xiàng)B正確;根據(jù)單擺周期公式T=2Lg可知,單擺的周期

9、與擺球質(zhì)量無關(guān),故選項(xiàng)C錯誤;當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時,系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率,故選項(xiàng)D正確;振子在同一位置(除最大位移處)的振動方向有兩種可能,所以已知彈簧振子初始時刻的位移,不知道初始時刻振子的振動方向,根據(jù)振動周期則無法確定振子在任意時刻運(yùn)動速度的方向,故選項(xiàng)E錯誤。9.一個做簡諧運(yùn)動的彈簧振子,周期為T,振幅為A,已知振子從平衡位置第一次運(yùn)動到x=A2處所用的最短時間為t1,從最大的正位移處第一次運(yùn)動到x=A2處所用的最短時間為t2,那么t1與t2的大小關(guān)系是()A.t1=t2B.t1t2D.無法判斷答案B振子從平衡位置到最大位移處,速度減小,振子從平衡位置第一次運(yùn)動到x=A2處的平均速度大于從最大的正位移處第一次運(yùn)動到x=A2處的平均速度,由t=xv可知,t10,所以圖像為c,因截距d2=0.6cm,則d=1.2cm。測量周期時,擺球擺動過程中懸點(diǎn)O處擺線的固定點(diǎn)出現(xiàn)松動,擺長略微變長,則擺長的測量值偏小,測得的重力加速度偏小。(2)根據(jù)簡諧運(yùn)動的圖線知,單擺的周期T=2.0s;根據(jù)T=2l-d2g得T2=42gl+22dg,對比圖線方程知圖線的斜率k=42g=4.04,解得g=9.76m/s2。9