2021版高考物理大復(fù)習(xí)通用版課后限時(shí)集訓(xùn)：機(jī)械振動(dòng)含解析.doc

教學(xué)資料范本2021版高考物理大復(fù)習(xí)通用版課后限時(shí)集訓(xùn)：機(jī)械振動(dòng)含解析編 輯：_時(shí) 間：_建議用時(shí)：45分鐘1(多選)關(guān)于受迫振動(dòng)和共振、下列說法正確的是()A火車過橋時(shí)限制速度是為了防止火車發(fā)生共振B若驅(qū)動(dòng)力的頻率為5 Hz、則受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的振動(dòng)頻率一定為5 HzC當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)、受迫振動(dòng)的振幅最大D一個(gè)受迫振動(dòng)系統(tǒng)在非共振狀態(tài)時(shí)、同一振幅對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力頻率一定有兩個(gè)E受迫振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒BCD火車過橋時(shí)限制速度是為了防止橋發(fā)生共振、選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)于一個(gè)受迫振動(dòng)系統(tǒng)、若驅(qū)動(dòng)力的頻率為5 Hz、則振動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定后的振動(dòng)頻率也一定為5 Hz、選項(xiàng)B正確；由共振的定義可知、選項(xiàng)C正確；根據(jù)共振現(xiàn)象可知、選項(xiàng)D正確；受迫振動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)力做功、系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒、選項(xiàng)E錯(cuò)誤。2(多選)(20xx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(dāng)單擺的擺球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)、擺球的速度最大E當(dāng)單擺的擺球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)、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(cuò)誤；當(dāng)單擺的擺球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)、重力勢(shì)能最小、擺球的速度最大、D正確；當(dāng)單擺的擺球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)擺球速度最大、有向心加速度、則受到的合力不為零、E錯(cuò)誤。3(多選)關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期、以下說法正確的是()A間隔一個(gè)周期的整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻、物體的振動(dòng)情況相同B間隔半個(gè)周期的奇數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻、物體的速度和加速度可能同時(shí)相同C半個(gè)周期內(nèi)物體的動(dòng)能變化一定為零D一個(gè)周期內(nèi)物體的勢(shì)能變化一定為零E經(jīng)過一個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)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(dòng)、所有的物理量都恢復(fù)到初始狀態(tài)、故A選項(xiàng)正確；當(dāng)間隔半周期的奇數(shù)倍時(shí)、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(shí)為零、故B選項(xiàng)錯(cuò)誤、C、D選項(xiàng)正確；經(jīng)過一個(gè)周期、質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4A、故E錯(cuò)誤。4(多選)(20xx湖北荊州中學(xué)月考)質(zhì)點(diǎn)沿y軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖所示、下列說法正確的是()A該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為0.4 sBt0.04 s時(shí)、該質(zhì)點(diǎn)沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C在一個(gè)周期內(nèi)、該質(zhì)點(diǎn)的位移為0.4 mDt0.2 s時(shí)、該質(zhì)點(diǎn)受到的回復(fù)力等于0E在0.30.5 s內(nèi)、該質(zhì)點(diǎn)的速度先增大后減小ADE由振動(dòng)圖象可知、該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為0.4 s、故A正確；由圖象可知、在00.1 s時(shí)間內(nèi)、該質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)、故B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)一個(gè)周期后回到初始位置、則質(zhì)點(diǎn)的位移為0、故C錯(cuò)誤；在t0.2 s時(shí)、由圖象可知、此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)在平衡位置、此時(shí)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(diǎn)由最低點(diǎn)到平衡位置再到最高點(diǎn)、其速度先增大后減小、故E正確。5(多選)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體、其位移隨時(shí)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(dòng)的BCD對(duì)照簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的一般表達(dá)式xAsin知A2 cm、T0.04 s、故A錯(cuò)誤、B、C正確；由表達(dá)式可以看出振動(dòng)物體從t到t時(shí)在周期內(nèi)通過路程為A2 cm、故D正確；由表達(dá)式可以看出振動(dòng)物體的初相位、故選項(xiàng)E錯(cuò)誤。6(多選)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)不變、若擺球質(zhì)量減小為原來的、擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度增大為原來的2倍、則單擺振動(dòng)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(dòng)能改變ABD由單擺的周期公式T2、單擺擺長(zhǎng)不變、則周期不變、頻率不變；振幅A是反映單擺運(yùn)動(dòng)過程中的能量大小的物理量、據(jù)動(dòng)能公式可知、擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的動(dòng)能不變、但質(zhì)量減小、所以擺動(dòng)幅度增加、因此振幅改變、故A、B、D正確、C、E錯(cuò)誤。7(多選)(20xx濟(jì)寧模擬)如圖甲所示的彈簧振子(以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C間振動(dòng))、取水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移的正方向、得到如圖乙所示的振動(dòng)曲線、由曲線所給的信息可知、下列說法正確的是()甲乙At0時(shí)、振子處在B位置B振子運(yùn)動(dòng)的周期為4 sCt4 s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移為10 cmDt2.5 s時(shí)振子對(duì)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(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅為10 cm、其周期T4 s、t0和t4 s時(shí)、振子在負(fù)的最大位置、即圖甲中的B位置。由于振子做變速運(yùn)動(dòng)、故t2.5 s時(shí)、振子的位移應(yīng)大于5 cm、故選項(xiàng)A、B正確、C、D錯(cuò)誤；由a可知、振子的最大加速度為400 m/s2、選項(xiàng)E正確。8.(多選)如圖所示、房頂上固定一根長(zhǎng)2.5 m的細(xì)線沿豎直墻壁垂到窗沿下、細(xì)線下端系了一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))。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(dòng)、窗上沿到房頂?shù)母叨葹?.6 m、不計(jì)空氣阻力、g取10 m/s2、則小球從最左端運(yùn)動(dòng)到最右端的時(shí)間可能為()A0.2 s B0.4 s C0.6 sD1.2 s E2.0 sBDE小球的擺動(dòng)可視為單擺運(yùn)動(dòng)、擺長(zhǎng)為線長(zhǎng)時(shí)對(duì)應(yīng)的周期：T12 s、擺長(zhǎng)為線長(zhǎng)減去墻體長(zhǎng)時(shí)對(duì)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(shí)間為t0.4 s、B、D、E正確。9(多選)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)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(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng)、筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動(dòng)圖象。取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置位移的正方向、紙帶運(yùn)動(dòng)的距離代表時(shí)間、得到的振動(dòng)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(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移是10 cmD若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2 cm/s、振動(dòng)圖線上1、3兩點(diǎn)間的距離是4 cmE2.5 s時(shí)振子正在向x軸正方向運(yùn)動(dòng)ABD周期是振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)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(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移與t1 s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移相同、為0、故C錯(cuò)誤；若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2 cm/s、振動(dòng)圖線上1、3兩點(diǎn)間的距離是svt2 cm/s2 s4 cm、故D正確；圖象的斜率表示速度、斜率正、負(fù)表示速度的方向、則知2.5 s時(shí)振子的速度為負(fù)、正在向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)、故E錯(cuò)誤。10.(多選)如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線、則下列說法正確的是()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(zhǎng)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(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行、則兩次擺長(zhǎng)之比ll254C圖線若是在地面上完成的、則該單擺擺長(zhǎng)約為1 mD圖線若是在地面上完成的、則該單擺擺長(zhǎng)約為0.5 mE若擺長(zhǎng)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(duì)應(yīng)的頻率應(yīng)與做受迫振動(dòng)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(dāng)兩擺在月球和地球上分別做受迫振動(dòng)且擺長(zhǎng)相等時(shí)、根據(jù)公式f可知、g越大、f越大、由圖象知gg、又因?yàn)間地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(diǎn)進(jìn)行兩次受迫振動(dòng)、g相同、擺長(zhǎng)長(zhǎng)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(jì)算出l約為1 m、C正確、D、E錯(cuò)誤。11在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：(1)擺動(dòng)時(shí)偏角滿足的條件是偏角小于5、為了減小測(cè)量周期的誤差、計(jì)時(shí)開始時(shí)、擺球應(yīng)是經(jīng)過最_(選填“高”或“低”)點(diǎn)的位置、且用停表測(cè)量單擺完成多次全振動(dòng)所用的時(shí)間、求出周期。圖甲中停表示數(shù)為一單擺全振動(dòng)50次所用的時(shí)間、則單擺振動(dòng)周期為_。甲乙(2)用最小刻度為1 mm的刻度尺測(cè)擺長(zhǎng)、測(cè)量情況如圖乙所示。O為懸掛點(diǎn)、從圖乙中可知單擺的擺長(zhǎng)為_ m。(3)若用L表示擺長(zhǎng)、T表示周期、那么重力加速度的表達(dá)式為g_。(4)考慮到單擺振動(dòng)時(shí)空氣浮力的影響后、學(xué)生甲說：“因?yàn)榭諝飧×εc擺球重力方向相反、它對(duì)球的作用相當(dāng)于重力加速度變小、因此振動(dòng)周期變大?！睂W(xué)生乙說：“浮力對(duì)擺球的影響好像用一個(gè)輕一些的擺球做實(shí)驗(yàn)、因此振動(dòng)周期不變”、這兩個(gè)學(xué)生中_。A甲的說法正確B乙的說法正確C兩學(xué)生的說法都是錯(cuò)誤的解析(1)擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)小球速度最大、容易觀察和計(jì)時(shí)；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(diǎn)到球心的距離即為擺長(zhǎng)、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(dāng)于小球所受重力減小、即等效重力加速度減小、因而振動(dòng)周期變大、選項(xiàng)A正確。答案(1)低2.05 s(3)0.998 0(3)(4)A12(20xx無錫模擬)(1)如圖甲所示、在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺。當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候、通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力、使其余各擺也振動(dòng)起來、此時(shí)b擺的振動(dòng)周期_(選填“大于”“等于”或“小于”)d擺的周期。圖乙是a擺的振動(dòng)圖象、重力加速度為g、則a擺的擺長(zhǎng)為_。甲乙(2)一物體沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、振幅為8 cm、頻率為0.5 Hz、在t0時(shí)、位移是4 cm、且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)、試寫出用正弦函數(shù)表示的振動(dòng)方程并畫出相應(yīng)的振動(dòng)圖象。解析(1)a擺動(dòng)起來后、通過水平繩子對(duì)b、c、d三個(gè)擺施加周期性的驅(qū)動(dòng)力、使b、c、d三擺做受迫振動(dòng)、三擺做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率、由于驅(qū)動(dòng)力頻率相同、則三擺的周期相同。據(jù)題圖乙可知：T