2022屆高考物理一輪復習 第十四章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第一節(jié) 機械振動課后達標 新人教版

2022屆高考物理一輪復習 第十四章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第一節(jié) 機械振動課后達標 新人教版一、選擇題1(2018·江西重點中學聯(lián)考)如圖所示，曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2 Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240 r/min.則()A當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是0.5 sB當振子穩(wěn)定振動時，它的振動頻率是4 HzC當轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大D當轉(zhuǎn)速減小時，彈簧振子的振幅增大E振幅增大的過程中，外界對彈簧振子做正功解析：選BDE.搖把勻速轉(zhuǎn)動的頻率fn Hz4 Hz，周期T0.25 s，當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期及頻率均與驅(qū)動力的周期及頻率相等，A錯誤，B正確當轉(zhuǎn)速減小時，其頻率將更接近振子的固有頻率2 Hz，彈簧振子的振幅將增大，C錯誤，D正確外界對彈簧振子做正功，系統(tǒng)機械能增大，振幅增大，故E正確2(2018·蘭州一中高三質(zhì)檢)如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是()A甲、乙兩單擺的擺長相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機械能比乙擺大D甲擺的周期比乙擺大E在t0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺解析：選ABE.可從題圖上看出甲擺振幅大，B正確；由題圖知兩擺周期相等，則擺長相等，因兩擺球質(zhì)量關(guān)系不明確，無法比較它們的機械能的大小，A正確，C、D錯誤；t0.5 s時乙擺球在負的最大位移處，故有正向最大加速度，E正確3.如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點，相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t0時刻到達質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動，t3 s時a第一次到達最高點下列說法正確的是()A在t6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處B在t5 s時刻質(zhì)點c恰好到達最高點C質(zhì)點b開始振動后，其振動周期為4 sD在4 s<t<6 s的時間間隔內(nèi)質(zhì)點c向上運動E當質(zhì)點d向下運動時，質(zhì)點b一定向上運動解析：選ACD.由波的傳播知t6 s時波傳播的距離svt2×6 m12 m，即傳到d點，選項A正確；t0時a由平衡位置開始向下振動，t3 s時第一次到達最高點，則T3 s，得T4 s；各質(zhì)點振動周期相同，選項C正確；波傳到c點所需時間t s3 s，此時c點由平衡位置開始向下振動，1 s后到達最低點，所以4 s<t<6 s內(nèi)質(zhì)點c向上運動，選項D正確；5 s時c點正在平衡位置，選項B錯誤；由v得vT2×4 m8 m，bd間距x10 m1，其振動方向并不始終相反，選項E錯誤4如圖甲所示為以O(shè)點為平衡位置，在A、B兩點間做簡諧運動的彈簧振子，圖乙為這個彈簧振子的振動圖象，由圖可知下列說法中正確的是()A在t0.2 s時，彈簧振子的加速度為正向最大B在t0.1 s與t0.3 s兩個時刻，彈簧振子在同一位置C從t0到t0.2 s時間內(nèi)，彈簧振子做加速度增大的減速運動D在t0.6 s時，彈簧振子有最小的彈性勢能E在t0.2 s與t0.6 s兩個時刻，振子速度都為零解析：選BCE.t0.2 s時，彈簧振子的位移為正向最大值，而彈簧振子的加速度與位移大小成正比，方向與位移方向相反，A錯誤；在t0.1 s與t0.3 s兩個時刻，彈簧振子的位移相同，B正確；從t0到t0.2 s時間內(nèi)，彈簧振子從平衡位置向最大位移處運動，位移逐漸增大，加速度逐漸增大，加速度方向與速度方向相反，彈簧振子做加速度增大的減速運動，C正確；在t0.6 s時，彈簧振子的位移為負向最大值，即彈簧的形變量最大，彈簧振子的彈性勢能最大，D錯誤；t0.2 s與t0.6 s，振子在最大位移處，速度為零，E正確5(2018·溫州八校聯(lián)考)如圖所示，把能在絕緣光滑水平面上做簡諧運動的彈簧振子放在水平向右的勻強電場中，小球在O點時，彈簧處于原長，A、B為關(guān)于O對稱的兩個位置，現(xiàn)在使小球帶上負電，并讓小球從B點靜止釋放，那么下列說法不正確的是()A小球仍然能在A、B間做簡諧運動，O點是其平衡位置B小球從B運動到A的過程中，動能一定先增大后減小C小球仍然能做簡諧運動，但其平衡位置不在O點D小球不可能再做簡諧運動E小球從B點運動到A點，其動能的增加量一定等于電勢能的減少量解析：選ABD.小球在勻強電場中受到水平向左的電場力，設(shè)該電場力大小為F0，小球合力為零的位置應(yīng)該在O點左側(cè)，設(shè)為O1，設(shè)O1、O點的間距為x0，彈簧勁度系數(shù)為k，則F0kx0；取水平向右為正方向，當小球從O1點向右運動的位移為x時，回復力FF0k(x0x)kx，所以小球會以O(shè)1點為平衡位置做簡諧運動，選項A、D錯誤，C正確；因為不知道A點與平衡位置O1點的位置關(guān)系，所以不能確定小球從B運動到A的過程中，動能如何變化，選項B錯誤；小球做簡諧運動的過程中，小球的動能和電勢能及彈簧的彈性勢能之和守恒，小球從B點運動到A點，彈簧的彈性勢能不變，所以小球動能的增加量一定等于電勢能的減少量，選項E正確6(2018·湖北襄陽四中模擬)如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(即做簡諧運動)時的位移隨時間變化的圖象，圖乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動時的位移隨時間變化的圖象，則下列說法中正確的是()A由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4 sB由圖乙可知彈簧振子的固有周期為8 sC由圖乙可知外力的周期為8 sD如果改變外力的周期，在接近4 s的附近該彈簧振子的振幅較大E如果改變外力的周期，在接近8 s的附近該彈簧振子的振幅較大解析：選ACD.圖甲是彈簧振子自由振動時的圖象，由圖甲可知，其振動的固有周期為4 s，A正確、B錯誤；圖乙是彈簧振子在驅(qū)動力作用下的振動圖象，彈簧振子的振動周期等于驅(qū)動力的周期，即8 s，C正確；當固有周期與驅(qū)動力的周期相等時，其振幅最大，驅(qū)動力的周期越接近固有周期，彈簧振子的振幅越大，D正確、E錯誤7(高考浙江卷)一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當日風浪很大，游船上下浮動可把游船浮動簡化成豎直方向的簡諧運動，振幅為20 cm，周期為3.0 s當船上升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊地面與甲板的高度差不超過10 cm時，游客能舒服地登船在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是()A0.5 sB0.75 sC1.0 s D1.5 s解析：選C.由振動周期T3.0 s、A20 cm知，游船做簡諧運動的振動方程xAsin t20sin t(cm)在一個周期內(nèi)，當x10 cm時，解得t10.25 s，t21.25 s游客能舒服登船的時間tt2t11.0 s，選項C正確，選項A、B、D錯誤8(2018·濟南月考)甲、乙兩彈簧振子，振動圖象如圖所示，則可知()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21C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12E振子甲加速度為零時，振子乙速度最大解析：選CDE.從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲T乙21，得頻率之比f甲f乙12，D選項正確；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(Fkx)的最大值之比F甲F乙不一定為21，所以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，從圖象中可以看出，在振子甲到達最大位移處時，振子乙恰好到達平衡位置，所以C正確，同理E也正確二、非選擇題9有兩個同學利用假期分別去參觀北大和南大的物理實驗室，各自在那里利用先進的DIS系統(tǒng)較準確地探究了“單擺的周期T與擺長l的關(guān)系”，他們通過校園網(wǎng)交換實驗數(shù)據(jù)，并由計算機繪制了T2l圖象，如圖甲所示，去北大的同學所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是_(選填“A”或“B”)另外，在南大做探究的同學還利用計算機繪制了a、b兩個擺球的振動圖象(如圖乙所示)，由圖可知，兩單擺擺長之比_在t1 s時，b球振動的方向是_解析：由單擺的周期公式T2 得：T2l，即圖象的斜率k，重力加速度越大，斜率越小，我們知道北京的重力加速度比南京的大，所以去北大的同學所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是B；從題圖乙可以得出Tb1.5Ta，由T2 知，兩單擺擺長之比；從題圖乙可以看出，t1 s時b球正在向負最大位移處運動，所以b球的振動方向沿y軸負方向答案：B沿y軸負方向10如圖所示為一彈簧振子的振動圖象，試完成以下問題：(1)寫出該振子簡諧運動的表達式；(2)在第2 s末到第3 s末這段時間內(nèi)，彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的？(3)該振子在前100 s的總位移是多少？路程是多少？解析：(1)由振動圖象可得A5 cm，T4 s，0則 rad/s故該振子簡諧運動的表達式為x5sin t cm.(2)由題圖可知，在t2 s時，振子恰好通過平衡位置，此時加速度為零，隨著時間的延續(xù)，位移不斷變大，加速度也變大，速度不斷變小，動能不斷減小，彈性勢能逐漸增大，當t3 s時，加速度達到最大值，速度等于零，動能等于零，彈性勢能達到最大值(3)振子經(jīng)過一個周期位移為零，路程為4×5 cm20 cm，前100 s剛好經(jīng)過了25個周期，所以前100 s振子的位移x0，振子的路程s25×20 cm500 cm5 m.答案：見解析