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高考物理大一輪復(fù)習 課后限時集訓39 機械振動-人教版高三全冊物理試題

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高考物理大一輪復(fù)習 課后限時集訓39 機械振動-人教版高三全冊物理試題

課后限時集訓39機械振動建議用時:45分鐘1(多選)關(guān)于受迫振動和共振,下列說法正確的是()A火車過橋時限制速度是為了防止火車發(fā)生共振B若驅(qū)動力的頻率為5 Hz,則受迫振動穩(wěn)定后的振動頻率一定為5 HzC當驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時,受迫振動的振幅最大D一個受迫振動系統(tǒng)在非共振狀態(tài)時,同一振幅對應(yīng)的驅(qū)動力頻率一定有兩個E受迫振動系統(tǒng)的機械能守恒BCD火車過橋時限制速度是為了防止橋發(fā)生共振,選項A錯誤;對于一個受迫振動系統(tǒng),若驅(qū)動力的頻率為5 Hz,則振動系統(tǒng)穩(wěn)定后的振動頻率也一定為5 Hz,選項B正確;由共振的定義可知,選項C正確;根據(jù)共振現(xiàn)象可知,選項D正確;受迫振動系統(tǒng),驅(qū)動力做功,系統(tǒng)的機械能不守恒,選項E錯誤。2(多選)(2019·河南九師聯(lián)盟聯(lián)考)關(guān)于單擺,下列說法正確的是()A將單擺由沈陽移至廣州,單擺周期變大B單擺的周期公式是由惠更斯總結(jié)得出的C將單擺的擺角從4°改為2°,單擺的周期變小D當單擺的擺球運動到平衡位置時,擺球的速度最大E當單擺的擺球運動到平衡位置時,受到的合力為零ABD將單擺由沈陽移至廣州,因重力加速度減小,根據(jù)T2可知,單擺周期變大,A正確;單擺的周期公式是由惠更斯總結(jié)得出的,B正確;單擺的周期與擺角無關(guān),將單擺的擺角從4°改為2°,單擺的周期不變,C錯誤;當單擺的擺球運動到平衡位置時,重力勢能最小,擺球的速度最大,D正確;當單擺的擺球運動到平衡位置時擺球速度最大,有向心加速度,則受到的合力不為零,E錯誤。3(多選)關(guān)于簡諧運動的周期,以下說法正確的是()A間隔一個周期的整數(shù)倍的兩個時刻,物體的振動情況相同B間隔半個周期的奇數(shù)倍的兩個時刻,物體的速度和加速度可能同時相同C半個周期內(nèi)物體的動能變化一定為零D一個周期內(nèi)物體的勢能變化一定為零E經(jīng)過一個周期質(zhì)點通過的路程變?yōu)榱鉇CD根據(jù)周期的定義可知,物體完成一次全振動,所有的物理量都恢復(fù)到初始狀態(tài),故A選項正確;當間隔半周期的奇數(shù)倍時,所有的矢量都變得大小相等,方向相反,且物體的速度和加速度不同時為零,故B選項錯誤,C、D選項正確;經(jīng)過一個周期,質(zhì)點通過的路程為4A,故E錯誤。4(多選)(2019·湖北荊州中學月考)質(zhì)點沿y軸做簡諧運動的振動圖象如圖所示,下列說法正確的是()A該質(zhì)點的振動周期為0.4 sBt0.04 s時,該質(zhì)點沿y軸負方向運動C在一個周期內(nèi),該質(zhì)點的位移為0.4 mDt0.2 s時,該質(zhì)點受到的回復(fù)力等于0E在0.30.5 s內(nèi),該質(zhì)點的速度先增大后減小ADE由振動圖象可知,該質(zhì)點的振動周期為0.4 s,故A正確;由圖象可知,在00.1 s時間內(nèi),該質(zhì)點沿y軸正方向運動,故B錯誤;質(zhì)點振動一個周期后回到初始位置,則質(zhì)點的位移為0,故C錯誤;在t0.2 s時,由圖象可知,此時該質(zhì)點在平衡位置,此時受到的回復(fù)力等于0,故D正確;在0.30.5 s內(nèi),該質(zhì)點由最低點到平衡位置再到最高點,其速度先增大后減小,故E正確。5(多選)做簡諧運動的物體,其位移隨時間的變化規(guī)律為x2sin cm,則下列說法正確的是()A它的振幅為4 cmB它的周期為0.04 sC它的初相位是D它在周期內(nèi)通過的路程可能是2 cmE該物體是從平衡位置開始振動的BCD對照簡諧運動的一般表達式xAsin知A2 cm,T0.04 s,故A錯誤,B、C正確;由表達式可以看出振動物體從t到t時在周期內(nèi)通過路程為A2 cm,故D正確;由表達式可以看出振動物體的初相位,故選項E錯誤。6(多選)做簡諧振動的單擺擺長不變,若擺球質(zhì)量減小為原來的,擺球經(jīng)過平衡位置時速度增大為原來的2倍,則單擺振動的()A周期不變 B頻率不變C振幅不變 D振幅改變E最大動能改變ABD由單擺的周期公式T2,單擺擺長不變,則周期不變,頻率不變;振幅A是反映單擺運動過程中的能量大小的物理量,據(jù)動能公式可知,擺球經(jīng)過平衡位置時的動能不變,但質(zhì)量減小,所以擺動幅度增加,因此振幅改變,故A、B、D正確,C、E錯誤。7(多選)(2019·濟寧模擬)如圖甲所示的彈簧振子(以O(shè)點為平衡位置在B、C間振動),取水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移的正方向,得到如圖乙所示的振動曲線,由曲線所給的信息可知,下列說法正確的是()甲乙At0時,振子處在B位置B振子運動的周期為4 sCt4 s時振子對平衡位置的位移為10 cmDt2.5 s時振子對平衡位置的位移為5 cmE如果振子的質(zhì)量為0.5 kg,彈簧的勁度系數(shù)為20 N/cm,則振子的最大加速度大小為400 m/s2ABE由圖乙可知,振子做簡諧振動的振幅為10 cm,其周期T4 s,t0和t4 s時,振子在負的最大位置,即圖甲中的B位置。由于振子做變速運動,故t2.5 s時,振子的位移應(yīng)大于5 cm,故選項A、B正確,C、D錯誤;由a可知,振子的最大加速度為400 m/s2,選項E正確。8.(多選)如圖所示,房頂上固定一根長2.5 m的細線沿豎直墻壁垂到窗沿下,細線下端系了一個小球(可視為質(zhì)點)。打開窗子,讓小球在垂直于窗子的豎直平面內(nèi)小幅度擺動,窗上沿到房頂?shù)母叨葹?.6 m,不計空氣阻力,g取10 m/s2,則小球從最左端運動到最右端的時間可能為()A0.2 s B0.4 s C0.6 sD1.2 s E2.0 sBDE小球的擺動可視為單擺運動,擺長為線長時對應(yīng)的周期:T12 s,擺長為線長減去墻體長時對應(yīng)的周期T220.6 s,故小球從最左端到最右端所用的最短時間為t0.4 s,B、D、E正確。9(多選)簡諧運動的振動圖線可用下述方法畫出:如圖甲所示,在彈簧振子的小球上安裝一支繪圖筆P,讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動,筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。取振子水平向右的方向為振子離開平衡位置位移的正方向,紙帶運動的距離代表時間,得到的振動圖線如圖乙所示。下列說法正確的是()甲乙A彈簧振子的周期為4 sB彈簧振子的振幅為10 cmCt17 s時振子相對平衡位置的位移是10 cmD若紙帶運動的速度為2 cm/s,振動圖線上1、3兩點間的距離是4 cmE2.5 s時振子正在向x軸正方向運動ABD周期是振子完成一次全振動的時間,由題圖知,彈簧振子的周期為T4 s,故A正確;振幅是振子離開平衡位置的最大距離,由題圖知,彈簧振子的振幅為10 cm,故B正確;振子的周期為4 s,由周期性知,t17 s時振子相對平衡位置的位移與t1 s時振子相對平衡位置的位移相同,為0,故C錯誤;若紙帶運動的速度為2 cm/s,振動圖線上1、3兩點間的距離是svt2 cm/s×2 s4 cm,故D正確;圖象的斜率表示速度,斜率正、負表示速度的方向,則知2.5 s時振子的速度為負,正在向x軸負方向運動,故E錯誤。10.(多選)如圖所示為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線,則下列說法正確的是()A若兩次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若兩次受迫振動是在地球上同一地點進行,則兩次擺長之比ll254C圖線若是在地面上完成的,則該單擺擺長約為1 mD圖線若是在地面上完成的,則該單擺擺長約為0.5 mE若擺長均為1 m,則圖線是在地面上完成的ABC題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,兩擺的固有頻率f0.2 Hz,f0.5 Hz。當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f可知,g越大,f越大,由圖象知g>g,又因為g地>g月,因此可推知圖線表示月球上單擺的共振曲線,A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正確;f0.5 Hz,若圖線是在地面上完成的,根據(jù)g9.8 m/s2,可計算出l約為1 m,C正確,D、E錯誤。11在“用單擺測定重力加速度”的實驗中:(1)擺動時偏角滿足的條件是偏角小于5°,為了減小測量周期的誤差,計時開始時,擺球應(yīng)是經(jīng)過最_(選填“高”或“低”)點的位置,且用停表測量單擺完成多次全振動所用的時間,求出周期。圖甲中停表示數(shù)為一單擺全振動50次所用的時間,則單擺振動周期為_。甲乙(2)用最小刻度為1 mm的刻度尺測擺長,測量情況如圖乙所示。O為懸掛點,從圖乙中可知單擺的擺長為_ m。(3)若用L表示擺長,T表示周期,那么重力加速度的表達式為g_。(4)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后,學生甲說:“因為空氣浮力與擺球重力方向相反,它對球的作用相當于重力加速度變小,因此振動周期變大?!睂W生乙說:“浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗,因此振動周期不變”,這兩個學生中_。A甲的說法正確B乙的說法正確C兩學生的說法都是錯誤的解析(1)擺球經(jīng)過最低點時小球速度最大,容易觀察和計時;圖甲中停表的示數(shù)為1.5 min12.5 s102.5 s,則周期T s2.05 s。(2)從懸點到球心的距離即為擺長,可得L0.998 0 m。(3)由單擺周期公式T2可得g。(4)由于受到空氣浮力的影響,小球的質(zhì)量沒變而相當于小球所受重力減小,即等效重力加速度減小,因而振動周期變大,選項A正確。答案(1)低2.05 s(3)0.998 0(3)(4)A12(2019·無錫模擬)(1)如圖甲所示,在一條張緊的繩子上掛幾個擺。當a擺振動的時候,通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力,使其余各擺也振動起來,此時b擺的振動周期_(選填“大于”“等于”或“小于”)d擺的周期。圖乙是a擺的振動圖象,重力加速度為g,則a擺的擺長為_。甲乙(2)一物體沿x軸做簡諧運動,振幅為8 cm,頻率為0.5 Hz,在t0時,位移是4 cm,且向x軸負方向運動,試寫出用正弦函數(shù)表示的振動方程并畫出相應(yīng)的振動圖象。解析(1)a擺動起來后,通過水平繩子對b、c、d三個擺施加周期性的驅(qū)動力,使b、c、d三擺做受迫振動,三擺做受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,由于驅(qū)動力頻率相同,則三擺的周期相同。據(jù)題圖乙可知:T2t0,再根據(jù):T2可知,a擺擺長:L。(2)簡諧運動振動方程的一般表示式為xAsin(t0),根據(jù)題給條件有:A0.08 m,2f rad/s,所以x0.08sin(t0)m,將t0時x00.04 m代入得0.040.08sin 0,解得初相0或0,因為t0時,速度方向沿x軸負方向,即位移在減小,所以取0,所求的振動方程為x0.08sinm,對應(yīng)的振動圖象如圖所示。答案(1)等于(2)x0.08sinm圖象見解析

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