2019屆高三物理一輪復(fù)習(xí)作業(yè)59 機械振動

1、(題組層級快練 五十九)一、選擇題1做簡諧振動的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時，可能不同的物理量是()A位移C加速度B速度D回復(fù)力答案B解析做簡諧振動的物體，經(jīng)過同一位置時，相對平衡位置的位移 x 相同，回復(fù)力(Fkx)相同，由牛頓第二定律(Fma)知加速度 a 相同，物體可能以方向相反的速度經(jīng)過同一位置，故 B 項正確2(2017·濰坊二模)(多選)關(guān)于振動，下列說法正確的是()A簡諧振動中，經(jīng)半個周期，振子一定回到初位置B簡諧振動中，加速度的方向總是由平衡位置指向振子所在處C水平放置的彈簧振子，相差半個周期的兩時

2、刻彈簧的形變量一定相等D揚聲器紙盆的振動是受迫振動，受迫振動的周期等于驅(qū)動力的周期E驅(qū)動力周期等于物體的固有周期時，受迫振動的振幅最大答案CDE解析A 項，若從平衡位置開始計時，經(jīng)過半個周期，彈簧恰好回到平衡位置，除平衡位置外，經(jīng)過半個周期，質(zhì)點位于起始點相對平衡位置對稱的地方；故 A 項錯誤；B 項，質(zhì)點的回復(fù)力方向總是指向平衡位置，根據(jù)牛頓第二定律分析得知，加速度方向總是指向平衡位置；故 B 項錯誤；C 項，水平放置的彈簧振子，經(jīng)過半個周期，質(zhì)點位于起始點相對平衡位置對稱的地方，所以相差半個周期的兩時刻彈簧的形變量一定相

3、等；故 C 項正確；D 項，揚聲器紙盆的振動是受迫振動，受迫振動的周期等于驅(qū)動力的周期；故 D項正確；E 項，當(dāng)驅(qū)動力頻率等于物體的固有頻率時，物體的振幅最大，產(chǎn)生共振現(xiàn)象；故 E 項正確3.(2017·海淀區(qū))如圖是光滑水平面上的一個彈簧振子把振子由平衡方位置 B，再放開，它就沿著水平面在B、C 之間不停地振動，振動周期在振子由 C 向 B 運動經(jīng) O 點時開始計時，則 t0.15 s 時()位置

4、0;O 拉到右是 0.4 s若A振子正從 C 向 O 運動C振子正從 O 向 C 運動B振子正從 O 向 B 運動D振子正從 B 向 O 運動解析振子的周期是 0.4  s，則四分之一周期是 0.1  s，0.15  s  T，  T  T  T，在

5、振子由 C 向 B 運動4  2答案D3131848211經(jīng) O 點時開始計時，則 T T 時間內(nèi)正在從 B 向 O 運動，故 A、B、C 三項錯誤，D 項正確4(2016·北京)如圖所示，彈簧振子在 M、N 之間做簡諧運動以平衡位置 O 為原點，建立 Ox 軸向右為 x 軸正方向若振子位于 N 點時開始計時

6、，則其振動圖像為()答案A解析由于向右為正方向，振子位于 N 點時開始計時，所以 0 時刻位移為正，在正向最大位移處，將向左運動，即向負方向運動，故 A 項正確5(2017·順德區(qū)一模)(多選)彈簧振子在光滑水平面上振動，其位移時間圖像如圖所示，則下列說法正確的是()A10 秒內(nèi)振子的路程為 2 mC在 t0.5 s 時，彈簧的彈力最大B動能變化的周期為 2.0 sD在 t1.0 s 時，振子的速度反向動圖像知T2.

7、0  s，角速度 2   rad/s   rad/s，振動方程x0.10sin t(m)，故 E 項正確4E振動方程是 x0.10sin t(m)答案ACEC 故DxtDE解析A 項，根據(jù)振動圖像可知周期 T2.0 s，振幅 A10 cm，t10 s5T，一個周期通過的路程為 4A，則 10 s 內(nèi)通過的路程為 s5×4A20&

8、#215;10 cm200 cm2 m，故 A 項正確；B 項，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(nèi)，動能完成 2 個周期的變化，故動能變化的周期為 1 s，故 B 項錯誤；C 項，t0.5 s 時，振子處于最大位移處，彈簧的彈力最大，項正確； 項，在 t0.5 s到 t1.5 s時間內(nèi)振子沿 負方向運動，在1.0 s時，振子的

9、速度未反向，故項錯誤； 項，由振2T26(2017·西城區(qū)模擬)某質(zhì)點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為 x5sint(cm)，則下列關(guān)于質(zhì)點運動的說法中正確的是()A質(zhì)點做簡諧運動的振幅為 10 cmC在 t4 s 時質(zhì)點的速度最大B質(zhì)點做簡諧運動的周期為 4 sD在 t4 s 時質(zhì)點的加速度最大4由位移的表達式讀出角頻率    rad/s，則周期為 T  8 s故 B&

10、#160;項錯誤；C 項，在 t4 s 時質(zhì)點答案C解析A 項，由位移的表達式 x5sint(cm)，可知質(zhì)點做簡諧運動的振幅為 5 cm.故 A 項錯誤；B 項，24的位移 x5sint  cm5sin×4  cm0  cm，說明物體通過平衡位置，速度最大故 C 項正確；D 項，44在 t4 s 時質(zhì)點通過平衡位置，加速度最小故 D&#

11、160;項錯誤7(多選)圖甲所示，一個單擺做小角度擺動，從某次擺球由左向右通過平衡位置時開始計時，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，g 取 10 m/s2.對于這個單擺的振動過程，下列說法中正確的是()解析A 項，由振動圖像讀出周期 T2 s，振幅 A8 cm，由    得到角頻率   rad/s，則單擺的A單擺的位移 x 隨時間 t

12、0;變化的關(guān)系式為 x8sin( t)cmB單擺的擺長約為 1.0 mC從 t2.5 s 到 t3.0 s 的過程中，擺球的重力勢能逐漸增大D從 t2.5 s 到 t3.0 s 的過程中，擺球所受回復(fù)力逐漸減小答案ABD2T位移 x 隨時間 t 變化的關(guān)系式為 Asin t8sin( t)cm.故 A 項正確；B 項，由公式 T

13、2   Lg，代入得到 L1 m故 B 項正確；C 項，從 t2.5 s 到 t3.0 s 的過程中，擺球從最高點運動到最低點，重力勢能減小故 C 項錯誤；D 項，從 t2.5 s 到 t3.0 s 的過程中，擺球的位移減小，回復(fù)力減小故 D 項正確8如圖所示，彈簧振子在振動過程中，振子從 a 到 b 歷時&

14、#160;0.2 s，振子經(jīng) a、b 兩點時速度相同，若它從b 再回到 a 的最短時間為 0.4 s，則該振子的振動頻率為()A1 HzC2 HzB1.25 HzD2.5 Hz答案BT1解析由簡諧運動的對稱性可知，tOb0.1 s，tbc0.1 s，故40.2 s，解得 T0.8 s，頻率 fT1.25Hz.B 項正確9(2017·洛陽二模)(多選)如圖所示為兩單擺分別在受迫振動線，則下列說法正確

15、的是()中的共振曲A若兩擺的受迫振動分別在月球上和地球上進行，且擺長相同，則圖線表示月球上單擺的共振曲線B若兩擺的受迫振動是在地球上同一地點進行，則兩擺擺長之比 LL254C圖線若表示在地面上完成的，則該單擺擺長約為 1 mD若擺長均為 1 m，則圖線表示在地面上完成的答案ABC解析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，兩擺的1f固有頻率 f0.2 Hz， 0.5 Hz.當(dāng)兩擺在月球和地球上分別做受迫振動且擺長相等時，根據(jù)公式 f2gL可知，g 

16、;越大，f 越大，所以 gg，因為 g 地g 月，因此可推知圖線表示月球上單擺的共振曲線，f0.5    L 4f0.2L25A 項正確；若在地球上同一地點進行兩次受迫振動，g 相同，擺長長的 f 小，且有 ，所以 ，B 項正確；f0.5 Hz，若圖線表示在地面上完成的，根據(jù) g9.8 m/s2，可計算出 L約為 1 m，C 項正確，D 項錯誤10

17、.(2017·天津模擬)(多選)如圖所示，一個彈簧振子在 A、B 兩點之間做簡刻物體正經(jīng)過 C 點向上運動，速度大小為 vc，已知 OCa，物體的質(zhì)量為 M 振則從此時刻開始的半個周期內(nèi)()諧運動，某時動周期為 T，2A重力做功 2mgaC回復(fù)力做功為零mgTB重力沖量為D回復(fù)力的沖量為 0A 項正確；B 項，時間為  T，故重力的沖量為 mg·  T，故 B 項正確；C

18、60;項，合力充當(dāng)回復(fù)力，根據(jù)動能定答案ABC解析A 項，經(jīng)過半個周期后，到達平衡位置下方a 處，物體的位移向下，為 2a，故重力做功為 2mga，故1122理，合力做功等于動能的增加量，為零，故回復(fù)力做功為零，故 C 項正確；D 項，根據(jù)動量定理，合力沖量等于動量的變化，由于動量的變化為 2mvc，故合力的沖量為 2mvc，合力充當(dāng)回復(fù)力，故 D 項錯誤11(2017·保定一模)(多選)一根不可伸長的細線上端懸掛在 O 點，下端系一個小球，如圖(1)所示

19、，某同學(xué)利用此裝置來探究周期與擺長的關(guān)系該同學(xué)用米尺測得細線兩端的長度，用卡尺測量小球的直徑，二者相加為 l，通過改變細線的長度，測得對應(yīng)的周期 T，得到該裝置的 lT2 圖像如圖(2)所示利用所學(xué)單擺相關(guān)知識，選擇下列說法正確的選項(取 29.86)()AT2 s 時擺長為 1 mBT2 s 時擺長為 0.994 mC擺球半徑為 0.006 mE當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?#160;9.86 m/s2答案BCDD當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?#160;9.

20、80 m/s2解析設(shè)擺長為 l，由單擺的周期公式 T2lgl(l1 m0.006 m)并結(jié)合圖(2)推導(dǎo)得：0.0064  24  24  24×0.986      4g g                   

21、60;        g      g     1.0000.006T2，可知 為 lT 2 圖像的斜率，所以有：             ，解得：g0.980 m/s2，4  24×9.864

22、60;2g9.80故 D 項正確，E 項錯誤；由單擺的周期公式有：l·T2×22 m0.994 m，故 B 項正確，Ag項錯誤由圖(2)可知，l T2 圖像沒有經(jīng)過坐標(biāo)原點，同時由l0.006T2 可知，縱軸的截距為球的半徑，故半徑為r0.006 m.12(2017·深圳一模)(多選)裝有一定量液體的玻璃管豎直漂浮在水中，水面足夠大，如圖甲所示把玻璃管向下緩慢按壓 4 cm 后放手，忽略運動阻力，玻璃管的運動可以視為豎直方向的

23、簡諧運動，測得振動周期為 0.5 s豎直向上為正方向，某時刻開始計時，其振動圖像如圖乙所示，其中 A 為振幅對于玻璃管，下列說法正確的是()C位移滿足函數(shù)式 x4sin(4 t  )  cmA回復(fù)力等于重力和浮力的合力B振動過程中動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，玻璃管的機械能守恒56D振動頻率與按壓的深度有關(guān)E在 t1t2 時間內(nèi)，位移減小，加速度減小，速度增大答案ACE解析A 項，裝有一定量液體的玻璃管只受到重力和液體的浮力，所以裝有一定量液體的玻璃管做簡諧振動的回復(fù)力等

24、于重力和浮力的合力故 A 項正確；B 項，玻璃管在做簡諧振動的過程中，液體的浮力對玻璃管做功，所以振動的過程中玻璃管的機械能不守恒故 B 項錯誤；C 項，振動的周期為 0.5 s，則角頻221T  Atx率： 0.54 rad/s，由圖可知振動的振幅為 A，由題可知，4 cm；0 時刻：02AA·sin711 ( 0，結(jié)合 t0 時刻玻璃管振動的方向向下，可知  066

25、0;舍去)，則玻璃管的振動方程為： x75                  A·sin( t 0)4sin(4 t6 )cm4sin(4 t 6D)cm.故 C 項正確； 項，由于玻璃管做簡諧振動，2         

26、   2                      n  502   l得出 g，代入擺長和周期計算可得 g             .與彈簧振子的振

27、動相似，結(jié)合簡諧振動的特點可知，該振動的周期與振幅無關(guān)故 D 項錯誤；E 項，由圖fkx可知，在 t1t2 時間內(nèi)，位移減小，回復(fù)力：fkx，加速度 am m 減??；在 t1t2 時間內(nèi)，玻璃管向著平衡位置做加速運動，所以速度增大故 E 項正確二、非選擇題13(2017·四川雅安中學(xué)模擬)用單擺測重力加速度時：(1)擺球應(yīng)采用直徑較小，密度盡可能_的小球，擺線長度要在 1 米左右，用細而不易斷的尼龍線(2)擺線偏離豎直方向的最大角度 &

28、#160;應(yīng)_(3)要在擺球通過_位置時開始計時并計為零次，擺線每經(jīng)過此位置兩次才完成一次全振動，擺球應(yīng)在_面內(nèi)擺動，利用單擺測重力加速度的實驗中，擺長的測量應(yīng)在擺球自然下垂的狀況下從懸點量至_(4)某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”的實驗中，先測得擺線長為 L97.50 cm；用 50 分度的游標(biāo)卡尺(測量值可準(zhǔn)確到 0.02 mm)測得擺球直徑為 d2.100 cm；然后用停表記錄了單擺振動 n50 次全振動所用的時間為 t99.9 s則該擺擺長為_ cm，周期為_ s，計算重力加速度的表達式為_答案(1)大(2)小于 5°(3)平衡同一豎直擺球球心(4)98.5501.998g2 2n2(2Ld)/t2解析(1)用單擺測重力加速度時，由于存在空氣阻力對實驗的影響，為了減小這種影響，所以采用體積小、密度大的擺球(2)當(dāng)角度很小時，單擺運動可以看成是簡諧運動，所以最大角度  應(yīng)小于 5°.(3)本實驗偶然誤差主要來自于時間(單擺周期)的測量上，因此，要注意