《2019高考物理大一輪復習 第14章 第1講 機械振動精練（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019高考物理大一輪復習 第14章 第1講 機械振動精練（含解析）（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1講　機械振動 ◎基礎鞏固練 1．(多選)如圖所示，圖甲為以O點為平衡位置，在A、B兩點間做簡諧運動的彈簧振子，圖乙為該彈簧振子的振動圖象，由圖可知下列說法中正確的是________。 A．在t＝0.2 s時，彈簧振子可能運動到B位置 B．在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個時刻，彈簧振子的速度相反 C．從t＝0到t＝0.2 s的時間內，彈簧振子的動能持續(xù)地增加 D．在t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個時刻，彈簧振子的加速度相同 E．在t＝0.4 s和t＝0.8 s時彈簧振子動能最大 解析：　t＝0.2 s時，振子的位移為正的最大，但由于沒有規(guī)定正方向，所以此時振子的位置

2、可能在A點也可能在B點，A正確。t＝0.1 s時速度為正，t＝0.3 s時速度為負，兩者方向相反，B正確。從t＝0到t＝0.2 s的時間內，彈簧振子遠離平衡位置，速度減小，動能減小，C錯。t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個時刻，位移大小相等，方向相反，故加速度大小相等，方向相反，D錯。振子在平衡位置動能最大，E正確。 答案：　ABE 2. (多選)(2018·福建漳州模擬)如圖所示，彈簧下面掛一質量為m的物體，物體在豎直方向上做振幅為A的簡諧運動，當物體振動到最高點時，彈簧正好為原長，彈簧在彈性限度內，則物體在振動過程中________。 A．彈簧的最大彈性勢能等于2mgA B．

3、彈簧的彈性勢能和物體動能總和不變 C．物體在最低點時的加速度大小應為g D．物體在最低點時的彈力大小應為mg E．物體在最低點時的彈力大小應為2mg 解析：　因物體振動到最高點時，彈簧正好為原長，此時彈簧彈力等于零，物體的重力mg＝F回＝kA，當物體在最低點時，彈簧的彈性勢能最大等于2mgA，A對；在最低點，由F回＝mg＝ma知，C對；由F彈－mg＝F回得F彈＝2mg，D錯，E對；由能量守恒知，彈簧的彈性勢能和物體的動能、重力勢能三者的總和不變，B錯。 答案：　ACE 3．(多選) 一單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅動力頻率f的關系)如圖所示，則下列說法正確的是

4、________。 A．此單擺的周期約為0.5 s B．此單擺的擺長約為1 m C．若擺長增加，共振曲線的峰將向左移動 D．若把該單擺從福建移到北京，要使其固有頻率不變，應增加擺長 E．列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振 解析：　單擺做受迫振動，振動頻率與驅動力頻率相等；當驅動力頻率等于固有頻率時，發(fā)生共振，由題圖知固有頻率為0.5 Hz，周期為2 s，故A錯誤；由公式T＝2π ，可得L≈1 m，故B正確；若擺長增加，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，C正確；該單擺從福建移到北京、重力加速度變大，要使其固有頻率不變，需增加擺長，D正確；列車過橋時需減速，是為了使驅動

5、力頻率遠小于橋的固有頻率，防止橋發(fā)生共振，而不是防止列車發(fā)生共振，E錯誤。 答案：　BCD 4. (多選)如圖所示，房頂上固定一根長2.5 m的細線沿豎直墻壁垂到窗沿下，細線下端系了一個小球(可視為質點)。打開窗子，讓小球在垂直于窗子的豎直平面內小幅度擺動，窗上沿到房頂?shù)母叨葹?.6 m，不計空氣阻力，g取10 m/s2，則小球從最左端運動到最右端的時間為________。 A．0.2π s　　　　　　　　　 B．0.4π s C．0.6π s D．1.2π s E．2.0 π s 解析：　小球的擺動可視為單擺運動，擺長為線長時對應的周期：T1＝2π ＝π s，擺長為線長減

6、去墻體長時對應的周期T2＝2π ＝0.6π s，故小球從最左端到最右端所用的最短時間為t＝＝0.4π s，B、D、E正確。 答案：　BDE 5. (多選)(2018·廣東順德一模)彈簧振子在光滑水平面上振動，其位移時間圖象如圖所示，則下列說法正確的是________。 A．10秒內振子的路程為2 m B．動能變化的周期為2.0 s C．在t＝0.5 s時，彈簧的彈力最大 D．在t＝1.0 s時，振子的速度反向 E．振動方程是x＝0.10sin πt(m) 解析：　根據(jù)振動圖象可知周期T＝2.0 s，振幅A＝10 cm，t＝10 s＝5T，一個周期通過的路程為4A，則10

7、s內通過的路程s＝5×4A＝20×10 cm＝200 cm＝2 m，故A正確；每次經(jīng)過平衡位置動能最大，在最大位移處動能為0，在振子完成一個周期的時間內，動能完成2個周期的變化，故動能變化的周期為1 s，故B錯誤；t＝0.5 s時，振子處于最大位移處，彈簧的彈力最大，故C正確；在t＝0.5 s到t＝1.5 s時間內振子沿x負方向運動，在t＝0.1 s時，振子的速度未反向，故D錯誤；由振動圖象知T＝2.0 s，角速度ω＝＝ rad/s＝π rad/s，振動方程x＝0.10sin πt(m)，故E正確。故選A、C、E。 答案：　ACE 6．(2018·安徽合肥模擬)(1)在用單擺測定當?shù)氐闹亓?/p>

8、加速度的實驗中，除帶橫桿的鐵架臺、鐵夾、停表、游標卡尺、刻度尺之外，還必須選用的器材，正確的一組是________。 A．約1 m的不可伸長的細線，半徑約1 cm的小鐵球 B．約0.1 m的不可伸長的細線，半徑約1 cm的小鐵球 C．約0.1 m的不可伸長的細線，半徑約1 cm的小塑料球 D．約1 m的不可伸長的細線，半徑約1 cm的小塑料球 (2)測量小球直徑時游標卡尺如圖甲所示，讀數(shù)為________cm。 (3)某同學在處理數(shù)據(jù)的步驟中，以為縱坐標，以周期T為橫坐標，作出如圖乙所示的圖象，已知該圖線的斜率為k＝0.500，則重力加速度為________m/s2。(結果保留三位

9、有效數(shù)字，π＝3.14) 解析：　(1)本實驗應選擇細、輕又不易伸長的線，長度一般在1 m左右，小球應選用直徑較小、密度較大的金屬球，故選A。 (2)游標卡尺的讀數(shù)為8 mm＋18×0.05 mm＝8.90 mm＝0.890 cm。 (3)由單擺的周期公式知T＝2π ，所以＝T，可見k＝，將k＝0.500代入知g＝9.86 m/s2。 答案：　(1)A　(2)0.890　(3)9.86 7．如圖甲是一個單擺振動的情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達的最遠位置。設擺球向右運動為正方向。圖乙是這個單擺的振動圖象。根據(jù)圖象回答： (1)單擺振動的頻率是多大？ (2)開始

10、時擺球在何位置？ (3)若當?shù)氐闹亓铀俣葹?0 m/s2，試求這個擺的擺長是多少？(計算結果保留兩位有效數(shù)字) 解析：　(1)由乙圖知周期T＝0.8 s，則頻率 f＝＝1.25 Hz。 (2)由乙圖知，t＝0時刻擺球在負向最大位移處，因向右為正方向，所以開始時擺球在B點。 (3)由T＝2π 得L＝≈0.16 m。 答案：　(1)1.25 Hz　(2)B點　(3)0.16 m ◎能力提升練 8. (多選)甲、乙兩彈簧振子的振動圖象如圖所示，則可知________。 A．兩彈簧振子完全相同 B．兩彈簧振子所受回復力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1 C．振子甲速度為零時，振

11、子乙速度最大 D．兩振子的振動頻率之比f甲∶f乙＝1∶2 E．振子乙速度為最大時，振子甲速度不一定為零 解析：　從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1，則頻率之比f甲∶f乙＝1∶2，D正確；彈簧振子周期與彈簧振子的組成有關，說明兩彈簧振子不同，A錯誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子所受回復力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，B錯誤；由簡諧運動的特點可知，在振子到達平衡位置時位移為零，速度最大，在振子到達最大位移處時，速度為零，從圖象中可以看出，在振子甲到達最大位移處時，振子乙恰好到達平衡位置，C正確；當振子乙到達平衡位置時，振子甲有兩個可能的

12、位置，一個是最大位移處，一個是平衡位置，E正確。 答案：　CDE 9．(2018·溫州十校聯(lián)合體模擬)彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t＝0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t＝0.2 s時，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.5 s時，振子速度第二次變?yōu)椋璿。 (1)求彈簧振子振動周期T； (2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4.0 s內通過的路程； (3)若B、C之間的距離為25 cm，從平衡位置開始計時，寫出彈簧振子位移表達式，并畫出彈簧振子的振動圖象。 解析：　(1)彈簧振子簡諧運動示意圖如圖所示，由對稱性可得T＝0.5×2

13、s＝1.0 s。 (2)若B、C之間距離為25 cm， 則振幅A＝×25 cm＝12.5 cm 振子4.0 s內通過的路程s＝×4×12.5 cm＝200 cm (3)根據(jù)x＝Asin ωt，A＝12.5 cm，ω＝＝2π 得x＝12.5sin 2πt (cm)。振動圖象為 答案：　(1)1.0 s　(2)200 cm　(3)x＝12.5sin 2πt (cm)　圖見解析 10. (2018·綿陽高二檢測)如圖所示，一個輕彈簧與一個質量為m＝0.5 kg的小球所構成的彈簧振子放在光滑金屬桿上，已知該彈簧的勁度系數(shù)k＝200 N/m，O點是彈簧振子靜止時的位置，今將振子向

14、右拉10 cm到A點，此時外力對彈簧振子做功為1 J，然后由靜止釋放，則它在A、B之間運動，不計其他阻力，求： (1)振子在哪點的速度最大？最大速度為多少？ (2)振子在A點的位移。 (3)振子在B點的加速度。 解析：　(1)由于彈簧振子在運動過程中滿足機械能守恒，故在平衡位置O點的速度最大，由題意知：外力做的功轉化為系統(tǒng)的彈性勢能，該勢能又全部轉化成振子的動能，即W＝mv2 解得：v＝＝ m/s＝2 m/s。 (2)振子在A點的位移大小為x＝10 cm，方向由O指向A。 (3)由于振動的振幅為10 cm，故在B點的位移大小是10 cm，即彈簧壓縮10 cm，此時回復力的大小F＝kx＝200×0.1 N＝20 N，即振子所受到的合外力大小為20 N，由牛頓第二定律得：a＝＝ m/s2＝40 m/s2，方向由B指向O。 答案：　(1)O點　2 m/s (2)10 cm　方向由O指向A　(3)40 m/s2，方向向B指向O 7