2020版高考物理大一輪復習 基礎(chǔ)課1 機械振動訓練(含解析)教科版選修3-4.doc
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基礎(chǔ)課1 機械振動 一、選擇題(以下每小題均為多項選擇題) 1.(2016河北衡水中學模擬)如圖1甲所示,一單擺做小角度擺動,從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計時,相對平衡位置的位移x隨時間t變化的圖像如圖乙所示。不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。對于這個單擺的振動過程,下列說法正確的是( ) 圖1 A.單擺的擺長約為1.0 m B.單擺的位移x隨時間t變化的關(guān)系式為x=8sin(πt) cm C.從t=0.5 s到t=1.0 s的過程中,擺球的重力勢能逐漸增大 D.從t=1.0 s到t=1.5 s的過程中,擺球所受回復力逐漸減小 E.從t=1.0到t=1.5 s的過程中,擺球所受回復力逐漸增大 解析 由題圖乙可知單擺的周期T=2 s,振幅A=8 cm。由單擺的周期公式T=2π,代入數(shù)據(jù)可得l=1 m,選項A正確;由ω=可得ω=π rad/s,則單擺的位移x隨時間t變化的關(guān)系式為x=Asin ωt=8sin(πt) cm,選項B正確;從t=0.5 s到t=1.0 s的過程中,擺球從最高點運動到最低點,重力勢能減小,選項C錯誤;從t=1.0 s到t=1.5 s的過程中,擺球的位移增大,回復力增大,選項D錯誤,E正確。 答案 ABE 2.如圖2所示,在光滑桿下面鋪一張可沿垂直桿方向勻速移動的白紙,一帶有鉛筆的彈簧振子在B、C兩點間做機械振動,可以在白紙上留下痕跡。已知彈簧的勁度系數(shù)為k=10 N/m,振子的質(zhì)量為0.5 kg,白紙移動速度為2 m/s,彈簧彈性勢能的表達式Ep=ky2,不計一切摩擦。在一次彈簧振子實驗中得到如圖所示的圖線,則下列說法中正確的是( ) 圖2 A.該彈簧振子的振幅為1 m B.該彈簧振子的周期為1 s C.該彈簧振子的最大加速度為10 m/s2 D.該彈簧振子的最大速度為2 m/s E.該彈簧振子的最大速度為 m/s 解析 彈簧振子的振幅為振子偏離平衡位置的最大距離,所以該彈簧振子的振幅為A=0.5 m,選項A錯誤;由題圖所示振子振動曲線可知,白紙移動x=2 m,振動一個周期,所以彈簧振子的周期為T==1 s,選項B正確;該彈簧振子所受最大回復力F=kA=100.5 N=5 N,最大加速度為a==10 m/s2,選項C正確;根據(jù)題述彈簧彈性勢能的表達式為Ep=ky2,彈簧振子振動過程中機械能守恒,由mv=kA2可得該彈簧振子的最大速度為vm=A= m/s,選項D錯誤,E正確。 答案 BCE 3.(2016徐州模擬)甲、乙兩彈簧振子的振動圖像如圖3所示,則可知( ) 圖3 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 從圖像中可以看出,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;彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān),周期不同,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,從圖像中可以看出,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位置,一個是最大位移處,一個是平衡位置,E正確。 答案 CDE 二、非選擇題 4.[2016北京理綜]用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖4所示。 圖4 (1)組裝單擺時,應在下列器材中選用________(選填選項前的字母)。 A.長度為1 m左右的細線 B.長度為30 cm左右的細線 C.直徑為1.8 cm的塑料球 D.直徑為1.8 cm的鐵球 (2)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t,則重力加速度g=__________(用L、n、t表示)。 (3)下表是某同學記錄的3組實驗數(shù)據(jù),并做了部分計算處理。 組次 1 2 3 擺長L/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振動時間t/s 90.0 95.5 100.5 振動周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/(ms-2) 9.74 9.73 請計算出第3組實驗中的T=________s,g=________m/s2。 (4)用多組實驗數(shù)據(jù)作出T2-L圖像,也可以求出重力加速度g。已知三位同學作出的T2-L圖線的示意圖如圖5中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過原點,圖線b對應的g值最接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹担畡t相對于圖線b,下列分析正確的是________(選填選項前的字母)。 圖5 A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L B.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次 C.圖線c對應的g值小于圖線b對應的g值 (5)某同學在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖,制成一個單擺,如圖6所示,由于家里只有一根量程為30 cm的刻度尺,于是他在細線上的A點做了一個標記,使得懸點O到A點間的細線長度小于刻度尺量程。保持該標記以下的細線長度不變,通過改變O、A間細線長度以改變擺長。實驗中,當O、A間細線的長度分別為l1、l2時,測得相應單擺的周期為T1、T2。由此可得重力加速度g=________(用l1、l2、T1、T2表示)。 圖6 解析 (1)單擺模型需要滿足的兩個基本條件是:擺線長遠大于小球的直徑和小球的密度越大越好.所以應選A、D。 (2)由T=,T=2π得g= (3)T== s=2.01 s g== m/s2≈9.76 m/s2, (4)b圖線為正確圖線,a圖線與b圖線相比,測量的周期相同時,擺長短,說明測量擺長偏小,A錯誤;c圖線與b圖線相比,測量擺長相同時,周期偏小,可能出現(xiàn)的原因是多記了全振動次數(shù),所以B正確;由T=2π得T2=L,圖線斜率小,說明g偏大,故C錯誤。 (5)設(shè)A到鐵鎖重心的距離為l,有T1=2π T2=2π 聯(lián)立消去l解得g= 答案 (1)AD (2) (3)2.01 9.76 (4)B (5)- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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