XX選考高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 考點(diǎn)強(qiáng)化練 機(jī)械振動(dòng)

PAGE考點(diǎn)強(qiáng)化練30機(jī)械振動(dòng)1.(多選)下列有關(guān)簡諧運(yùn)動(dòng)說法正確的是()A.做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體,受到的回復(fù)力的方向總是指向平衡位置B.平衡位置就是加速度為零的位置C.水平彈簧振子振動(dòng)過程中動(dòng)能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)總機(jī)械能守恒D.彈簧振子振動(dòng)過程中,彈性勢能增加時(shí),彈簧的長度可能變短2.(2018浙江金華十校期末)如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置,在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)。取向右為正方向,振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,下列說法正確的是()甲乙A.t=0.8s時(shí),振子的速度方向向左B.t=0.2s時(shí),振子在O點(diǎn)右側(cè)6cm處C.t=0.4s和t=1.2s時(shí),振子的加速度完全相同D.t=0.4s到t=0.8s的時(shí)間內(nèi),振子的速度逐漸減小3.(多選)某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng),其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x=Asint,則質(zhì)點(diǎn)()A.第1s末與第3s末的位移相同B.第1s末與第3s末的速度相同C.3s末至5s末的位移方向都相同D.3s末至5s末的速度方向都相同4.在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段,飛機(jī)上天后不久,機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來,而且越抖越厲害,后來人們經(jīng)過了艱苦的探索,利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法,解決了這一問題。在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置配重桿的主要目的是()A.加大飛機(jī)的慣性 B.使機(jī)體更加平衡C.使機(jī)翼更加牢固 D.改變機(jī)翼的固有頻率5.江蘇衛(wèi)視《最強(qiáng)大腦》曾經(jīng)播出過呂飛龍用“獅吼功”震碎玻璃杯的表演,該表演引起了眾多網(wǎng)友的熱議。有關(guān)人員在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬。用手指輕彈一只玻璃杯,可以聽到清脆的聲音,測得這聲音的頻率為500Hz,將這只玻璃杯放在一個(gè)大功率的聲波發(fā)聲器前,操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波,能使玻璃杯碎掉。下列說法中正確的是()A.操作人員只要把聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到最大B.操作人員只要把聲波發(fā)生器輸出的功率調(diào)到最大C.操作人員必須同時(shí)把聲波發(fā)生器輸出的功率和發(fā)出聲波的頻率調(diào)到最大D.操作人員必須將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到約為500Hz,且適當(dāng)增大其輸出功率6.如圖所示,振子在AA'之間做簡諧運(yùn)動(dòng),O是平衡位置,B是OA'的中點(diǎn)。已知振子經(jīng)O向右第一次運(yùn)動(dòng)到B所用的時(shí)間為t1,經(jīng)B向右第一次運(yùn)動(dòng)到A'所用的時(shí)間為t2,以下說法正確的是()A.t1>t2 B.t1<t2C.t1=t2 D.周期為2(t1+t2)7.(多選)如圖所示,下列說法正確的是()A.振動(dòng)圖象上的A、B兩點(diǎn)振動(dòng)物體的速度相同B.在t=0.1s和t=0.3s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的加速度大小相等,方向相反C.振動(dòng)圖象上A、B兩點(diǎn)的速度大小相等,方向相反D.質(zhì)點(diǎn)在t=0.2s和t=0.3s時(shí)的動(dòng)能相等8.如圖所示,為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖線,下列說法中正確的是()A.甲、乙兩單擺的擺長不相等B.甲擺的振幅比乙擺大C.甲擺的機(jī)械能比乙擺大D.在t=0.5s時(shí)乙擺擺線張力最大9.(多選)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在a、b兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)。若從質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過3s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)(如圖所示);再繼續(xù)運(yùn)動(dòng),又經(jīng)過2s它第二次經(jīng)過M點(diǎn);則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時(shí)間是 ()A.8s B.4s C.14s D.s10.(多選)如圖為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線,下列說法中正確的是()A.若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長相同,則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線B.若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩次單擺的擺長之比l1∶l2=25∶4C.圖線Ⅱ若是在地球表面上完成的,則該擺擺長約為1mD.若擺長均為1m,則圖線Ⅰ是在地球上完成的11.有一彈簧振子,振幅為0.8cm,周期為0.5s,初始時(shí)具有負(fù)方向的最大加速度,則它的振動(dòng)方程是()A.x=8×10-3sinm B.x=8×10-3sinmC.x=8×10-1sinm D.x=8×10-1sinm12.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,則固有頻率最有可能的是()驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz304050607080受迫振動(dòng)振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固=60HzB.60Hz<f固<70HzC.50Hz<f固<60HzD.以上三項(xiàng)都不對13.如圖所示,曲面AO是一段半徑為2m的光滑圓弧面,圓弧與水平面相切于O點(diǎn),AO弧長10cm。現(xiàn)將一小球先后從曲面的頂端A和AO弧的中點(diǎn)B由靜止釋放,到達(dá)底端O的速度分別為v1和v2,所經(jīng)歷的時(shí)間分別是t1和t2,那么()A.v1>v2,t1>t2 B.v1=v2,t1>t2C.v1>v2,t1=t2 D.v1=v2,t1=t214.(2018浙江寧波適應(yīng)性)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖(1)所示的裝置研究單擺的運(yùn)動(dòng)。將單擺掛在力傳感器的下端,通過計(jì)算機(jī)來記錄力傳感器測定單擺擺動(dòng)過程中擺線受到拉力大小的變化情況,以及單擺擺動(dòng)的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)過程中,保持單擺的最大擺角小于5°。圖(1)圖(2)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用20分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑,示數(shù)如圖(2)甲所示,該擺球的直徑d=mm;

(2)實(shí)驗(yàn)測得擺長為L,傳感器測得擺線的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖(2)乙所示,則重力加速度的表達(dá)式為g=(用題目中物理量的字母表示)。

15.如圖所示,光滑圓弧槽半徑為R,A為最低點(diǎn),B球位于圓孤的圓心處,C到A的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R,若同時(shí)釋放小球B、C,小球B和C均視為質(zhì)點(diǎn),問:(1)BC兩小球中哪個(gè)小球先到達(dá)A處?(2)上下移動(dòng)小球B,使兩小球B和C在A點(diǎn)相遇,小球B到A點(diǎn)的距離h應(yīng)滿足什么條件?16.兩根質(zhì)量均可不計(jì)的彈簧,勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們與一個(gè)質(zhì)量為m的小球組成彈簧振子,靜止時(shí),兩彈簧均處于原長,如圖所示。試證明彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)。

考點(diǎn)強(qiáng)化練30機(jī)械振動(dòng)1.ACD根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)的概念可知,做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體,受到的回復(fù)力的方向總是指向平衡位置,選項(xiàng)A正確;回復(fù)力為零的位置是簡諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置,不一定就是加速度為零的位置,例如單擺在平衡位置時(shí)加速度不為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;水平彈簧振子振動(dòng)過程中動(dòng)能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)總機(jī)械能守恒,選項(xiàng)C正確;彈簧振子振動(dòng)過程中,彈性勢能增加時(shí),彈簧的長度可能變短,選項(xiàng)D正確。2.A從t=0.8s時(shí)起,再過一段微小時(shí)間,振子的位移為負(fù)值,因?yàn)槿∠蛴覟檎较?故t=0.8s時(shí),速度方向向左,A正確;由題中圖象得振子的位移x=12sintcm,故t=0.2s時(shí),x=6cm,故B錯(cuò)誤;t=0.4s和t=1.2s時(shí),振子的位移方向相反,由a=知,加速度方向相反,C錯(cuò)誤;t=0.4s到t=0.8s的時(shí)間內(nèi),振子的位移逐漸變小,故振子逐漸靠近平衡位置,其速度逐漸變大,故D錯(cuò)誤。3.AD由x=Asint知,周期T=8s。第1s末、第3s末、第5s末分別相差2s,恰好個(gè)周期。根據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)圖象中的對稱性可知A、D選項(xiàng)正確。4.D飛機(jī)飛上天后,在氣流周期性驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng),機(jī)翼越抖越厲害說明氣流驅(qū)動(dòng)力頻率與機(jī)翼的固有頻率非常接近或相等。在機(jī)翼前緣處裝置配重桿,目的是通過改變機(jī)翼的質(zhì)量來改變其固有頻率,使驅(qū)動(dòng)力頻率與固有頻率相差較大,從而實(shí)現(xiàn)減震的目的,選項(xiàng)D正確。5.D由題知,用手指輕彈一只酒杯,測得這聲音的頻率為500Hz,就是酒杯的固有頻率。當(dāng)物體發(fā)生共振時(shí),物體振動(dòng)的振幅最大,甚至可能造成物體解體,將這只酒杯放在兩只大功率的聲波發(fā)生器之間,操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波,將酒杯震碎是共振現(xiàn)象,而發(fā)生共振的條件是驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率,而酒杯的固有頻率為500Hz,故操作人員要將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz,使酒杯產(chǎn)生共振,從而能將酒杯震碎。故D正確。6.B根據(jù)振子遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)速度減小,靠近平衡位置時(shí)速度增大可知,振子第一次從平衡位置運(yùn)動(dòng)到x=A處的平均速度大于第一次從x=A處到最大正位移處運(yùn)動(dòng)的平均速度,而路程相等,則有t1<t2,故B正確,A、C錯(cuò)誤;周期為4(t1+t2),故D錯(cuò)誤。7.BCA、B兩處位移相同,速度大小相等,但方向相反,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;t=0.1s和t=0.3s質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移最大,方向相反,由F=-kx,a=-可知,選項(xiàng)B正確;t=0.2s時(shí),物體通過平衡位置,速度最大,動(dòng)能最大;而t=0.3s時(shí),速度為零,動(dòng)能最小,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.B由圖看出,兩單擺的周期相同,同一地點(diǎn),g相同,由單擺的周期公式T=2π得知,甲、乙兩單擺的擺長L相等,故A錯(cuò)誤;甲擺的振幅為10cm,乙擺的振幅為7cm,則甲擺的振幅比乙擺大,故B正確;盡管甲擺的振幅比乙擺大,兩擺的擺長也相等,但由于兩擺的質(zhì)量未知,所以無法比較機(jī)械能的大小,故C錯(cuò)誤;在t=0.5s時(shí),乙擺的位移為負(fù)向最大,速度為零,可知乙擺擺線張力最小,故D錯(cuò)誤。9.CD若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng),O→M過程歷時(shí)3s,M→b→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)2s,顯然,=4s,T=16s,質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時(shí)間Δt3=(T-2)s=(16-2)s=14s,C正確;若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng),O→a→O→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)3s,M→b→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)2s,顯然,=4s,T=s,質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時(shí)間Δt3'=(T-2)s=-2s=s,D正確。10.ABC若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行,因?yàn)閳D線Ⅰ單擺的固有頻率較小,則固有周期較大,根據(jù)T=2π知,周期大的地方重力加速度小,則圖線Ⅰ是月球上單擺的共振曲線,故A正確。若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的,則重力加速度相等,因?yàn)楣逃蓄l率比為2∶5,則固有周期比為5∶2,根據(jù)T=2π,知擺長比為25∶4,故B正確。圖線Ⅱ若是在地球表面上完成的,則固有頻率為0.5Hz,則T=2π=2s,解得l≈1m。故C正確,D錯(cuò)誤。11.A解析振幅A=0.8cm=8×10-3m,ω==4πrad/s。由題知初始時(shí)(即t=0時(shí))振子在正向最大位移處,即sinφ0=1,得φ0=,故振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的方程為x=8×10-3sinm,選項(xiàng)A正確。12.C根據(jù)共振曲線,可判斷出f驅(qū)與f固相差越大,受迫振動(dòng)的振幅越小;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50~60Hz范圍內(nèi)時(shí),振幅變化最小,因此,50Hz<f固<60Hz,即選項(xiàng)C正確。13.C球的運(yùn)動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng)(單擺運(yùn)動(dòng)),根據(jù)周期公式T=2π,知小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)釋放,運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間相等,都等于T,根據(jù)動(dòng)能定理有:mgΔh=mv2-0,知A點(diǎn)的Δh大,所以從A點(diǎn)釋放到達(dá)O點(diǎn)的速度大。故C正確,ABD錯(cuò)誤。14.答案(1)14.50(2)解析(1)由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知,小球直徑:d=1.4×10mm+10×0.05mm=14.50mm;(2)單擺每隔半個(gè)周期,拉力F會(huì)達(dá)到最大,則有T=2t0,解得:T=4t0,根據(jù)單擺周期公式得:T=2π,解得:g=。15.答案(1)B球先到達(dá)A點(diǎn)(2)h=π2(2n+1)2R(n=0,1,2,3,4,…)解析(1)C球可視為單擺,第一次到達(dá)A處所用的時(shí)間為,則tC=T=×2πB球做自由落體運(yùn)動(dòng),則R=則tB=因?yàn)?t