（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十四章 第一講 機(jī)械振動練習(xí)（含解析）

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1、機(jī)械振動A組基礎(chǔ)題1擺長為L的單擺做簡諧運(yùn)動，若從某時刻開始計(jì)時(取t0)，當(dāng)運(yùn)動至t時，擺球具有負(fù)向最大速度，則單擺的振動圖象為下圖中的( D )2一個單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則( B )A此單擺的固有周期約為0.5 sB此單擺的擺長約為1 mC若擺長增大，單擺的固有頻率增大D若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動3(多選)某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為xAsin t，則質(zhì)點(diǎn)( AD )A第1 s末與第3 s末的位移相同B第1 s末與第3 s末的速度相同C3 s末至5 s末的位移方向相同D3 s末至5 s末的速度方向相同4(多選)

2、細(xì)長輕繩下端拴一小球構(gòu)成單擺，在懸掛點(diǎn)正下方二分之一擺長處有一個能擋住擺線的釘子A，如圖所示現(xiàn)將單擺向左方拉開一個小角度，然后無初速地釋放對于以后的運(yùn)動，下列說法中正確的是( AB )A單擺往返運(yùn)動一次的周期比無釘子時的單擺周期小B擺球在左右兩側(cè)上升的最大高度一樣C擺球在平衡位置左右兩側(cè)走過的最大弧長相等D擺線在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍5(多選) 如圖所示，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(diǎn)間做機(jī)械振動，可以在白紙上留下痕跡已知彈簧的勁度系數(shù)為k10 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(dá)式Epky

3、2，不計(jì)一切摩擦在一次彈簧振子實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的圖線，則下列說法中正確的是( BC )A該彈簧振子的振幅為1 mB該彈簧振子的周期為1 sC該彈簧振子的最大加速度為10 m/s2D該彈簧振子的最大速度為2 m/s6(多選)(2018長春模擬)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是( ABD )A甲、乙兩單擺的擺長相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機(jī)械能比乙擺大D在t0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺E由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣冉馕觯簭膱D中可得兩單擺的周期相同，所以根據(jù)單擺周期公式T2可得兩單擺的擺長相同，A正確；從圖中可得甲的振幅為10 cm，乙的振幅為7 cm，

4、故B正確；由于兩者質(zhì)量未知，所以無法判斷機(jī)械能大小，C錯誤；在t0.5 s時，甲擺經(jīng)過平衡位置，振動的加速度為零，而乙擺的位移為負(fù)且最大，則乙擺具有正向最大加速度，故D正確；由于不知道擺長，只知道擺長相同，所以無法求解重力加速度，E錯誤B組能力題7. (多選)(2019蘭州一中期中)一根不可伸長的細(xì)線上端懸掛在O點(diǎn)，下端系一個小球，如圖甲所示，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(xì)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(xì)線的長度，測得對應(yīng)的周期T，得到該裝置的lT2圖象如圖乙所示利用所學(xué)單擺相關(guān)知識，選擇下列說法正確的選項(xiàng)(取29.86)( BCD )AT

5、2 s時擺長為1 mBT2 s時擺長為0.994 mC擺球半徑為0.006 mD當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.80 m/s2解析：設(shè)擺長為l，由單擺的周期公式T2(ll0.006 m)并結(jié)合圖乙推導(dǎo)得：l0.006T2，可知為lT2圖象的斜率，所以有：，解得：g9.80 m/s2，故D正確；由單擺的周期公式有：lT2220.994 m，故B正確，A錯誤；由圖乙可知，lT2圖象沒有經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)，同時由l0.006T2可知，縱軸的截距為球的半徑，故半徑為r0.006 m，選項(xiàng)C正確8(多選) (2018河南豫北名校月考)如圖所示，一質(zhì)量為M的木質(zhì)框架放在水平桌面上，框架上懸掛一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧下

6、端拴接一質(zhì)量為m的鐵球用手向下拉一小段距離后釋放鐵球鐵球便上下做簡諧運(yùn)動，則( BCE )A彈簧處于原長時的位置是鐵球做簡諧運(yùn)動的平衡位置B在鐵球向平衡位置運(yùn)動的過程中，鐵球的位移、回復(fù)力、加速度都逐漸減小，速度增大C若鐵球的振動周期恰好等于以鐵球平衡時彈簧的伸長量為擺長的單擺周期，則該鐵球的周期T2D若彈簧振動過程的振幅可調(diào)，則當(dāng)框架對桌面的壓為零時，彈簧的壓縮量為E若彈簧振動過程的振幅可調(diào)，且保證木質(zhì)框架不會離開桌面，則鐵球的振幅最大是解析：平衡位置是振子處于平衡狀態(tài)時所處的位置，鐵球處于平衡位置時，其所受的重力大小與彈簧的彈力大小相等，即mgkx，此時彈簧處于拉伸狀態(tài)，故選項(xiàng)A錯誤；振動

7、中的位移是由平衡位置指向振動物體所在位置的有向線段，因而鐵球向平衡位置運(yùn)動時位移逐漸減小，而回復(fù)力與位移成正比，故回復(fù)力也減小，由牛頓第二定律a得，加速度也減小，鐵球向平衡位置運(yùn)動時，回復(fù)力與速度方向一致，故小球的速度逐漸增大，故選項(xiàng)B正確；單擺周期公式T2，根據(jù)平衡條件有kLmg，聯(lián)立解得T2，故選項(xiàng)C正確；當(dāng)框架對桌面壓力為零瞬間，彈簧對框架向上的作用力等于框架重力Mg，則輕彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力FMgkx，解得彈簧的壓縮量為x，故選項(xiàng)D錯誤；框架重力為Mg，當(dāng)鐵球處在最高位置，即彈簧被壓縮時，框架受到豎直向上的彈力等于Mg，此時框架對桌面的壓力恰好減小為零，根據(jù)胡克定律，這時彈簧被壓縮l

8、，鐵球處于平衡位置時，彈簧被拉長l0，振幅是鐵球離開平衡位置的最大距離，最大振幅Amll0，因此鐵球的振幅只要不大于，框架就不會離開桌面，故選項(xiàng)E正確9(多選)(2018合肥八中模擬)某同學(xué)在做“用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，先測得擺線長為l，擺球直徑為d，然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間為t.他測得的g值偏小，可能的原因是( BCD )A測擺線長時擺線拉得過緊B擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了C開始計(jì)時，秒表過早按下D實(shí)驗(yàn)中誤將51次全振動數(shù)記為50次E實(shí)驗(yàn)中誤將49.5次全振動數(shù)記為50次解析：本實(shí)驗(yàn)測量g的原理是單擺的周期公式T2，根據(jù)此公式變形得到g.

9、測擺線時擺線拉得過緊，則擺長的測量值偏大，則測得的重力加速度偏大故A錯誤；擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了，而測得的擺長偏小，則測得重力加速度偏小，故B項(xiàng)正確；開始計(jì)時，秒表過早按下，測得單擺的周期偏大，則測得的重力加速度偏小故C項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)中誤將51次全振動數(shù)為50次，測得單擺的周期偏大，則測得的重力加速度偏小故D項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)中誤將49.5次全振動數(shù)為50次測得周期偏小，則測得的重力加速度偏大故E項(xiàng)錯誤10甲、乙兩個學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測量重力加速度(1)甲組同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置A該組同學(xué)先測出懸點(diǎn)到小球球心的距離L，然后用秒表測出單擺完成n次全振動所用的時間

10、t.請寫出重力加速度的表達(dá)式g (用所測物理量表示)B在測量擺長后，測量周期時，擺球振動過程中懸點(diǎn)O處擺線的固定出現(xiàn)松動，擺長略微變長，這將會導(dǎo)致所測重力加速度的數(shù)值 (填“偏大”“偏小”或“不變”)(2)乙組同學(xué)在圖甲所示裝置的基礎(chǔ)上再增加一個速度傳感器，如圖乙所示將擺球拉開一小角度使其做簡諧運(yùn)動，速度傳感器記錄了擺球振動過程中速度隨時間變化的關(guān)系，得到如圖丙所示的vt圖線A由圖丙可知，該單擺的周期T s；B更換擺線長度后，多次測量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)作出T2L(周期平方擺長)圖線，并根據(jù)圖線擬合得到方程T24.04L0.035.由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 m /s2.(取29.8

11、6，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：(1)A.根據(jù)T2，T可得g.測量周期時，擺球振動過程中懸點(diǎn)O處擺線的固定出現(xiàn)松動，擺長略微變長，則擺長的測量值偏小，測得的重力加速度偏小(2)根據(jù)簡諧運(yùn)動的圖線知，單擺的周期T2.0 s；根據(jù)T2得T2L，知圖線的斜率k4.04，解得g9.76 m/s2.答案：(1)偏小(2)2.09.7611. 有一彈簧振子在水平方向上的B、C之間做簡諧運(yùn)動，已知B、C間的距離為20 cm，振子在2 s內(nèi)完成了10次全振動若從某時刻振子經(jīng)過平衡位置時開始計(jì)時(t0)，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；(2)在圖中作出該振子的位移時間圖象；(3)寫出振子的

12、振動方程解析：(1) 振幅A10 cm，T s0.2 s.(2)振子在周期時具有正的最大加速度，故有負(fù)向最大位移，其位移時間圖象如圖所示(3)設(shè)振動方程為yAsin(t) 當(dāng)t0時，y0，則sin 0得0或，當(dāng)再過較短時間，y為負(fù)值，所以所以振動方程為y10sin(10t) cm.答案：(1)10 cm0.2 s(2)圖見解析(3)y10sin(10t) cm12(2018長沙模擬)如圖所示，有一個擺長為l的單擺，現(xiàn)將擺球A拉離平衡位置一個很小的角度，然后由靜止釋放，A擺至平衡位置P時，恰與靜止在P處的B球發(fā)生正碰，碰后A繼續(xù)向右擺動，B球以速度v沿光滑水平面向右運(yùn)動，與右側(cè)的墻壁碰撞后以原速率返回，當(dāng)B球重新回到位置P時恰與A再次相遇，求位置P與墻壁間的距離d.解析：擺球A做簡諧運(yùn)動，當(dāng)其與B球發(fā)生碰撞后速度改變，但是擺動的周期不變而B球做勻速直線運(yùn)動，這樣，再次相遇的條件為B球來回所需要的時間為單擺半周期的整數(shù)倍，n(n1,2,3，)由單擺周期公式T2，解得d (n1,2,3，)答案： (n1,2,3，)7