《2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第1講 機(jī)械振動(dòng)(實(shí)驗(yàn):探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度)課時(shí)作業(yè)(含解析)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第1講 機(jī)械振動(dòng)(實(shí)驗(yàn):探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度)課時(shí)作業(yè)(含解析)(5頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、機(jī)械振動(dòng)(實(shí)驗(yàn):探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度)
一、選擇題
1.下列說(shuō)法正確的是( )
A.?dāng)[鐘走時(shí)快了必須調(diào)短擺長(zhǎng),才可能使其走時(shí)準(zhǔn)確
B.挑水時(shí)為了防止水從桶中蕩出,可以加快或減慢走路的步頻
C.在連續(xù)均勻的海浪沖擊下,停在海面的小船上下振動(dòng),是共振現(xiàn)象
D.部隊(duì)要便步通過(guò)橋梁,是為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌
E.較弱聲音可震碎玻璃杯,是因?yàn)椴AПl(fā)生了共振
解析:擺鐘走時(shí)快了,說(shuō)明擺鐘的周期變小了,根據(jù)T=2π可知增大擺長(zhǎng)L可以增大擺鐘的周期,A錯(cuò)誤;挑水時(shí)為了防止水從桶中蕩出,可以改變走路的步頻,B正確;在連續(xù)均勻的海浪沖擊下,停在海面的小船上下振動(dòng),是受迫振動(dòng)
2、,C錯(cuò)誤;部隊(duì)便步通過(guò)橋梁,不能產(chǎn)生較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力,就避免橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象,故D正確;當(dāng)聲音頻率等于玻璃杯頻率時(shí),杯子發(fā)生共振而破碎,E正確.
答案:BDE
2.下列說(shuō)法正確的是( )
A.在同一地點(diǎn),單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長(zhǎng)成正比
B.彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變
C.在同一地點(diǎn),當(dāng)擺長(zhǎng)不變時(shí),擺球質(zhì)量越大,單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小
D.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率
E.已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期,就可知振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向
解析:在同一地點(diǎn),重力加速度g為定值,根據(jù)單擺周期公式T=2π可
3、知,周期的平方與擺長(zhǎng)成正比,故選項(xiàng)A正確;彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),只有動(dòng)能和勢(shì)能參與轉(zhuǎn)化,根據(jù)機(jī)械能守恒條件可知,振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變,故選項(xiàng)B正確;根據(jù)單擺周期公式T=2π可知,單擺的周期與質(zhì)量無(wú)關(guān),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率,故選項(xiàng)D正確;若彈簧振子初始時(shí)刻在波峰或波谷位置,知道周期后,可以確定任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向,若彈簧振子初始時(shí)刻不在波峰或波谷位置,則無(wú)法確定任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的方向,故選項(xiàng)E錯(cuò)誤.
答案:ABD
3.(2019·四川攀枝花診斷)甲、乙兩水平彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示,則可知( )
A.兩彈簧振子完全相
4、同
B.兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙=2∶1
C.振子甲速度為零時(shí),振子乙速度最大
D.兩振子的振動(dòng)頻率之比f(wàn)甲∶f乙=1∶2
E.振子乙速度為最大時(shí),振子甲速度不一定為零
解析:從圖象中可以看出,兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1,則頻率之比f(wàn)甲∶f乙=1∶2,D正確;彈簧振子周期與彈簧振子的組成有關(guān),說(shuō)明兩彈簧振子不同,A錯(cuò)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(fù)力(F=-kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1,B錯(cuò)誤;由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知,在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零,速度最大,在振子到達(dá)最大位移處時(shí),速度為零,從圖象中可以看出,在振子甲到達(dá)最大
5、位移處時(shí),振子乙恰好到達(dá)平衡位置,C正確;當(dāng)振子乙到達(dá)平衡位置時(shí),振子甲有兩個(gè)可能的位置,一個(gè)是最大位移處,一個(gè)是平衡位置,E正確.
答案:CDE
4.如圖所示為同一地點(diǎn)的兩個(gè)單擺甲、乙的振動(dòng)圖象,下列說(shuō)法正確的是( )
A.甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等
B.甲擺的振幅比乙擺的大
C.甲擺的機(jī)械能比乙擺的大
D.在t=0.5 s時(shí)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?
解析:由題圖可知,兩單擺的周期相同,同一地點(diǎn)重力加速度g相同,由單擺的周期公式T=2π可知,甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等,選項(xiàng)A正確;甲擺的振幅為10 cm,乙擺的振幅為7 cm,則甲擺的振幅比乙
6、擺大,選項(xiàng)B正確;盡管甲擺的振幅比乙擺大,兩擺的擺長(zhǎng)相等,但由于兩擺的質(zhì)量未知,故無(wú)法比較機(jī)械能的大小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在t=0.5 s時(shí),甲擺經(jīng)過(guò)平衡位置,擺動(dòng)的加速度為零,而乙擺的位移為負(fù)的最大,則乙擺具有正向最大加速度,選項(xiàng)D正確;由單擺的周期公式T=2π得g=,由于不知道單擺的擺長(zhǎng),所以不能求得重力加速度,選項(xiàng)E錯(cuò)誤.
答案:ABD
5.(2019·湖南長(zhǎng)沙模擬)一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng),平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn),t=0時(shí)刻振子的位移x=-0.1 m;t= s時(shí)刻x=0.1 m;t=4 s時(shí)刻x=0.1 m.該振子的振幅和周期可能為( )
A.0.1 m, s B.0.1 m,8 s
7、
C.0.2 m, s D.0.2 m,8 s
E.0.2 m,10 s
解析:若振子的振幅為0.1 m, s=(n+)T,(4-)s=n1T,則周期最大值為 s,A正確,B錯(cuò)誤.若振子的振幅為0.2 m,由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知,當(dāng)振子由x=-0.1 m處運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處再反向運(yùn)動(dòng)到x=0.1 m處,再經(jīng)n個(gè)周期時(shí)所用時(shí)間為 s,則(+n)T= s,所以周期的最大值為 s,且t=4 s時(shí)刻x=0.1 m,C正確;當(dāng)振子由x=-0.1 m經(jīng)平衡位置運(yùn)動(dòng)到x=0.1 m處,再經(jīng)n個(gè)周期時(shí)所用時(shí)間為 s,則(+n)T= s,所以此時(shí)周期的最大值為8 s,且t=4 s時(shí),x=0.1 m,D正
8、確.
答案:ACD
二、非選擇題
6.利用單擺測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中.
(1)利用游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬小球直徑如圖甲所示,小球直徑d=________cm.
(2)某同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)如表,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出L-T2圖象.
L/m
0.400
0.500
0.600
0.800
1.200
T2/s2
1.60
2.10
2.40
3.20
4.80
由圖象可得重力加速度g=________m/s2(保留三位有效數(shù)字).
(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑,其他操作無(wú)誤,那么他得到的實(shí)驗(yàn)圖象可能是下列圖象中的________.
解析:(
9、1)小球的直徑d=22 mm+0.1 mm×6=22.6 mm=2.26 cm.
(2)L -T2圖象如圖所示.
由T=2π可得L=T2,k=
對(duì)應(yīng)圖象可得k==0.25
可解得g=4π2k≈9.86 m/s2.
(3)在實(shí)驗(yàn)中,若擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑,其他操作無(wú)誤,可得L=T2-.
故可知B正確,A、C、D均錯(cuò)誤.
答案:(1)2.26 (2)圖見解析 9.86 (3)B
7.彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置,在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在t=0時(shí)刻,振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng);在t=0.2 s時(shí)刻,振子速度第一次變?yōu)椋璿;在t=0.5 s時(shí)刻,振子速度第二次變?yōu)椋璿.
10、
(1)求彈簧振子的振動(dòng)周期T;
(2)若B、C之間的距離為25 cm,求振子在4 s內(nèi)通過(guò)的路程;
(3)若B、C之間的距離為25 cm,從平衡位置開始計(jì)時(shí),寫出彈簧振子的位移表達(dá)式,并畫出彈簧振子的振動(dòng)圖象.
解析:(1)畫出彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示.
由對(duì)稱性可得T=0.5×2 s=1 s
(2)若B、C之間距離為25 cm
則振幅A=×25 cm=12.5 cm
振子4 s內(nèi)通過(guò)的路程
s=×4×12.5 cm=200 cm
(3)根據(jù)x=Asin ωt,A=12.5 cm,ω==2π rad/s
得x=12.5sin 2πt cm
振動(dòng)圖象如圖所示.
答案:(1)1 s (2)200 cm (3)見解析
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