《2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第十二章 第一講 每課一測(cè)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第十二章 第一講 每課一測(cè)(8頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、[每課一測(cè)]
1.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖1所示,質(zhì)點(diǎn)的速度與加速度方向相同的時(shí)間段是( )
A.0~0.3 s B.0.3~0.6 s
C.0.6~0.9 s D.0.9~1.2 s 圖 1
解析:質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向與回復(fù)力方向相同,與位移方向相反,總是指向平衡位置;位移增加時(shí)速度與位移方向相同,位移減小時(shí)速度與位移方向相反。
答案:BD
2.下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系,若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固,則( )
驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz
30
40
50
60
70
80
受迫振動(dòng)振幅/cm
10.2
2、
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
A.f固=60 Hz B.60 Hz<f固<70 Hz
C.50 Hz<f固<60 Hz D.以上三個(gè)都不對(duì)
解析:從如圖所示的共振曲線,可判斷出f驅(qū)與f固相差越大,受迫振動(dòng)的振幅越??;f驅(qū)與f固越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大。并從中看出f驅(qū)越接近f固,振幅的變化越慢。比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在50 Hz~60 Hz范圍內(nèi)時(shí),振幅變化最小,因此,50 Hz<f固<60 Hz,即C正確。
答案:C
3.有一個(gè)在y方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體,其振動(dòng)圖像如圖2所示。下列關(guān)于圖3中(1)~(4)的判斷正確的是(選項(xiàng)中
3、v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復(fù)力和加速度)( )
圖 2
圖 3
A.圖(1)可作為該物體的速度—時(shí)間圖像
B.圖(2)可作為該物體的回復(fù)力—時(shí)間圖像
C.圖(3)可作為該物體的回復(fù)力—時(shí)間圖像
D.圖(4)可作為該物體的回復(fù)加速度—時(shí)間圖像
解析:因?yàn)镕=-kx,a=-,故圖(3)可作為F-t、a-t圖像;而v隨x增大而減小,故v-t圖像應(yīng)為圖(2)。
答案:C
4.(2020·上海高考)兩個(gè)相同的單擺靜止于平衡位置,使擺球分別以水平初速v1、v2(v1>v2)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng),它們的頻率與振幅分別為f1、f2和A1、A2,則( )
A.f1>f
4、2,A1=A2 B.f1A2 D.f1=f2,A1
5、2π B.2π
C.2π( +) D.π( +)
解析:根據(jù)T=2π ,該單擺有周期擺長(zhǎng)為L(zhǎng),周期擺長(zhǎng)為L(zhǎng),故T=π +π ,故D正確。
答案:D
6.圖5甲是利用沙擺演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的裝置。當(dāng)盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí),做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的沙在板上顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。已知木板被水平拉動(dòng)的速度為0.20 m/s,圖乙所示的一段木板的長(zhǎng)度為0.60 m,則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的擺長(zhǎng)大約為(g=π2 m/s2)( )
圖 5
A.0.56 m B.0.65 m
C.1.00 m D.2.25 m
6、
解析:木板勻速運(yùn)動(dòng)的位移L=0.60 m,所需時(shí)間t==3 s,則沙擺振動(dòng)周期T==1.5 s,由單擺的周期公式T=2π 知沙擺的擺長(zhǎng)l==0.56 m。故選A。
答案:A
7.一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),它所受的回復(fù)力F隨時(shí)間t變化的圖像為正弦曲線,如圖6所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.在t從0到2 s時(shí)間內(nèi),彈簧振子做加速運(yùn)動(dòng)
B.在t1=3 s和t2=5 s時(shí),彈簧振子的速度大小相等,方向相反
C.在t2=5 s和t3=7 s時(shí),彈簧振子的位移大小相等,方向相同 圖 6
D.在t從0到4 s時(shí)間內(nèi),t=2 s時(shí)刻彈簧振子所受回復(fù)力做功的功率最大
解析:在t從0到2 s時(shí)間
7、內(nèi),彈簧振子所受的回復(fù)力增大,說(shuō)明位移在增大,振子做減速運(yùn)動(dòng),A說(shuō)法錯(cuò)誤;從圖中可以看出,在t1=3 s和t2=5 s時(shí),振子所受的回復(fù)力大小相等,可知振子的速度大小相等,在這段時(shí)間內(nèi)振子是從負(fù)向最大位移向正向最大位移運(yùn)動(dòng),速度方向相同,B說(shuō)法錯(cuò)誤;從圖中可以看出,在t2=5 s和t3=7 s時(shí),回復(fù)力大小相等,方向相同,則有彈簧振子的位移大小相等,方向相同,C說(shuō)法正確;從圖中可以看出,t=2 s時(shí)刻彈簧振子所受的回復(fù)力最大,振子的速度為零,則回復(fù)力做功的功率為零,D說(shuō)法錯(cuò)誤。
答案:C
8.如圖7是一個(gè)單擺的共振曲線,此單擺的固有周期T是________ s,若將此單擺的擺長(zhǎng)增大,共振曲
8、線的最大值將________ (填“向左”或“向右”)移動(dòng)。
圖 7
解析:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率和單擺的固有頻率接近或相等時(shí)單擺的振幅最大。由單擺的共振曲線可知,單擺的固有頻率是0.4 Hz,則單擺的固有周期是2.5 s,單擺的擺長(zhǎng)增大時(shí),單擺的固有頻率減小,共振時(shí)則驅(qū)動(dòng)力的頻率也變小,故共振曲線的最大值將向左移動(dòng)。
答案:2.5 向左
9.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置O,在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),如圖8甲所示,它的振動(dòng)圖像如圖乙所示,設(shè)向右為正方向,則
圖 8
(1)OB=________cm;
(2)第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向是________,加速度大小為________;
(3
9、)第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是________;
(4)第0.7 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)位置在________點(diǎn)與________點(diǎn)之間;
(5)質(zhì)點(diǎn)從O經(jīng)B運(yùn)動(dòng)到A所需時(shí)間t=________s;
(6)在4 s內(nèi)完成________次全振動(dòng)。
解析:(1)OB=5 cm
(2)在第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)沿-x方向運(yùn)動(dòng),即向左,此時(shí)正處在平衡位置,加速度大小為0。
(3)第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)處在負(fù)最大位移處,加速度方向沿+x方向,即向右。
(4)第0.7 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)正處于由平衡位置向正向最大位移運(yùn)動(dòng),即在O點(diǎn)與B點(diǎn)之間。
(5)由圖像知,由O到B需0.2 s,由對(duì)稱性可知總時(shí)間t=0.6 s
10、。
(6)頻率f==1.25 Hz。
4 s內(nèi)成全振動(dòng)n=1.25×4=5 次。
答案:(1)5 (2)向左 0 (3)向右 (4)O B (5)0.6 (6)5
10.(2020·盤綿模擬)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其位移和時(shí)間關(guān)系如圖9所示。
(1)求t=0.25×10-2 s時(shí)的位移;
(2)在t=1.5×10-2 s到2×10-2 s的振動(dòng)過程中,質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、速度、動(dòng)能、勢(shì)能如何變化?
(3)在t=0至8.5×10-2 s時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的路程、位移各多大? 圖 9
解析:(1)由題圖可知A=2 cm,T=2×10-2 s,
振動(dòng)方程為x=Asin(ωt-)=
11、-Acosωt
=-2cost cm=-2cos(100πt) cm
當(dāng)t=0.25×10-2 s時(shí)
x=-2cos cm=- cm。
(2)由圖可知在1.5×10-2s~2×10-2s內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的位移變大,回復(fù)力變大,速度變小,動(dòng)能變小,勢(shì)能變大。
(3)從t=0至8.5×10-2 s的時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程為
s=17A=34 cm,位移為2 cm。
答案:(1)- cm (2)位移變大,回復(fù)力變大,速度變小,動(dòng)能變小,勢(shì)能變大 (3)34 cm 2 cm
11.有一彈簧振子在水平方向上的BC之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),已知BC間的距離為20 cm,振子在2 s內(nèi)完成了10次全振動(dòng)。若從某時(shí)刻
12、振子經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)(t=0),經(jīng)過周期振子有正向最大加速度。
(1)求振子的振幅和周期; 圖 10
(2)在圖10中做出該振子的位移—時(shí)間圖像;
(3)寫出該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式。
解析:(1)由題設(shè)所給的已知條件可知,彈簧振子的振幅為10 cm,周期T==0.2 s,則ω==10π rad/s;
(2)由振子從平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)振子具有正向最大加速度可知,時(shí),振子在負(fù)的最大位移處,即t=時(shí),x=-10 cm,則其位移—時(shí)間圖像為:
(3)由公式x=Asin(ωt+φ0)得φ0=π,所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式為x=0.1sin(10πt+π)m(或x=-0.
13、1sin10πt m)。
答案:(1)10 cm 0.2 s (2)見解析圖
(3)x=0.1sin(10πt+π)m(或x=-0.1sin 10πt m)
12.將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力。圖11甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn),現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C點(diǎn)之間來(lái)回?cái)[動(dòng),其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置,∠AOB=∠COB=α,α小于5°且是未知量。圖乙表示由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線,且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息求:(g取10 m/s2)
圖11
(1)單擺的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng);
(2)擺球的質(zhì)量;
(3)擺球在運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度。
解析:(1)由圖可知T=0.4π s,由T=2π 得l==0.4 m
(2)在B點(diǎn)拉力的最大值為Fmax=0.510 N,F(xiàn)max-mg=;在A、C兩點(diǎn)Fmin=0.495 N,F(xiàn)min=mgcos α,由A到B的過程中機(jī)械能守恒,即mgl(1-cos α)=mv2
解得m=0.05 kg
(3)由Fmax-mg=,解得vmax=0.283 m/s
答案:(1)0.4πs 0.4 m (2)0.05 kg (3)0.283 m/s