物理人教版高考復(fù)習(xí)精練與解析-物理選修3-4

1.(簡諧振動的周期)(2019年云南大理月考)一個彈簧振子做簡諧振動,若從平衡位置開始計(jì)時,經(jīng)過3s時,振子第一次到達(dá)P點(diǎn),又經(jīng)過2s第二次經(jīng)過P點(diǎn)。則該彈簧振子的振動周期可能為()。A.32sB.16sC.8s D.4s【解析】根據(jù)題意,彈簧振子經(jīng)3s第一次到達(dá)P點(diǎn),再經(jīng)1s到達(dá)最大位移處,再經(jīng)1s第二次到達(dá)P點(diǎn),所以4s=14T或T=5s+3-23s=163s,即振動周期為16s或16【答案】B2.(簡諧運(yùn)動的圖象)(2019年遼寧沈陽檢測)(多選)如圖所示是質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖象,由此可知()A.t=0時,質(zhì)點(diǎn)的位移、速度均為零B.t=1s時,質(zhì)點(diǎn)的位移最大,速度為零,加速度最大C.t=2s時,質(zhì)點(diǎn)的位移為零,速度負(fù)向最大,加速度為零D.t=4s時,質(zhì)點(diǎn)停止運(yùn)動E.質(zhì)點(diǎn)的周期為4s,頻率為0.25Hz【解析】當(dāng)t=0時,質(zhì)點(diǎn)的位移為零,加速度為零,此時質(zhì)點(diǎn)在平衡位置具有沿x軸正方向的最大速度,A項(xiàng)錯誤;當(dāng)t=1s時,質(zhì)點(diǎn)的位移最大,加速度負(fù)向最大,此時質(zhì)點(diǎn)振動到平衡位置正方向的最大位移處,速度為零,B項(xiàng)正確;t=2s時,質(zhì)點(diǎn)的位移為零,加速度為零,速度最大,方向沿x軸負(fù)方向,C項(xiàng)正確;t=4s時,質(zhì)點(diǎn)速度最大,D項(xiàng)錯誤;由題給圖象可以確定周期T=4s,頻率f=1T=0.25Hz,E【答案】BCE3.(受迫振動)(2019年大連模擬)(多選)某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0,它在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動,驅(qū)動力的頻率為f。下列說法正確的是()。A.當(dāng)f<f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小B.當(dāng)f>f0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大C.該振動系統(tǒng)振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于f0D.該振動系統(tǒng)振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于fE.當(dāng)f=f0時,該振動系統(tǒng)一定發(fā)生共振【解析】受迫振動的振幅A隨驅(qū)動力的頻率變化規(guī)律如圖所示,A項(xiàng)錯誤,B項(xiàng)正確;振動穩(wěn)定后系統(tǒng)振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,C項(xiàng)錯誤,D項(xiàng)正確;根據(jù)共振產(chǎn)生的條件可知,當(dāng)f=f0時,該振動系統(tǒng)一定發(fā)生共振,E項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽DE4.(彈簧振子的振動圖象)(2019年四川攀枝花診斷)(多選)甲、乙兩水平彈簧振子的振動圖象如圖所示,則可知()。A.兩彈簧振子完全相同B.兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.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=1∶2E.振子乙速度最大時,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甲∶f乙=1∶2,D項(xiàng)正確;彈簧振子振動周期與彈簧振子的組成有關(guān),說明兩彈簧振子不同,A項(xiàng)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(fù)力(F=-kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1,B項(xiàng)錯誤;由簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)可知,在振子到達(dá)平衡位置時位移為零,速度最大,在振子到達(dá)最大位移處時,速度為零,從圖象中可以看出,在振子甲到達(dá)最大位移處時,振子乙恰好到達(dá)平衡位置,C項(xiàng)正確;當(dāng)振子乙到達(dá)平衡位置時,振子甲有兩個可能的位置,一個是最大位移處,一個是平衡位置,E項(xiàng)正確?！敬鸢浮緾DE5.(振子的振幅和周期)(2019年湖南長沙模擬)(多選)一簡諧振子沿x軸振動,平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn),t=0時刻振子的位移x=-0.1m;t=43s時刻x=0.1m;t=4s時刻x=0.1m。該振子的振幅和周期可能為()A.0.1m,83s B.0.1m,C.0.2m,83s D.0.2m,E.0.2m,10s【解析】若振子的振幅為0.1m,43s=n+12T,4-43s=n1T,則周期最大值為83s,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯誤。若振子的振幅為0.2m,由簡諧運(yùn)動的對稱性可知,當(dāng)振子由x=-0.1m處運(yùn)動到負(fù)向最大位移處再反向運(yùn)動到x=0.1m處,再經(jīng)n個周期時所用時間為43s,則12+nT=43s,所以周期的最大值為83s,且t=4s時刻x=0.1m,C項(xiàng)正確;當(dāng)振子由x=-0.1m經(jīng)平衡位置運(yùn)動到x=0.1m處,再經(jīng)n個周期時所用時間為43s,則16+nT=43s,所以此時周期的最大值為8【答案】ACD6.(共振曲線的分析)(2019年湖北宜昌高三模擬)(多選)如圖所示為兩個單擺的受迫振動的共振曲線,則下列說法正確的是()。A.若兩個受迫振動分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長相同,則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線B.若兩個受迫振動是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩個擺長之比LⅠ∶LⅡ=25∶4C.圖線Ⅱ若是在地面上完成的,則該單擺擺長約為1mD.若擺長均為1m,則圖線Ⅰ是在地面上完成的E.若兩個單擺在同一地點(diǎn)均發(fā)生共振,則圖線Ⅱ表示的單擺的能量一定大于圖線Ⅰ表示的單擺的能量【解析】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fⅠ=0.2Hz,fⅡ=0.5Hz。當(dāng)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=12πg(shù)L可知,g越大,f越大,所以gⅡ>gⅠ,又因?yàn)間地>g月,因此可推知圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線,A項(xiàng)正確;若在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行兩次受迫振動,g相同,擺長長的f小,且有fⅠfⅡ=0.20.5,所以LⅠLⅡ=254,B項(xiàng)正確;fⅡ=0.5Hz,若圖線Ⅱ是在地面上完成的,根據(jù)g=9.8m/s2,可計(jì)算出LⅡ約為1【答案】ABC7.利用單擺測當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中。(1)用游標(biāo)卡尺測得金屬小球直徑如圖1所示,小球直徑d=cm。

(2)某同學(xué)測得的數(shù)據(jù)如下表,請?jiān)趫D2中畫出L-T2圖象。L/m0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80由圖象可得重力加速度g=m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中,擺長沒有加小球的半徑,其他操作無誤,那么他得到的實(shí)驗(yàn)圖象可能是下列圖象中的。

【解析】(1)小球的直徑d=22mm+0.1mm×6=22.6mm=2.26cm。(2)L-T2圖象如圖所示。由T=2πLg可得L=g4π2T2對應(yīng)圖線可得k=1.200-0解得g=4π2k≈9.86m/s2。(3)在實(shí)驗(yàn)中,若擺長沒有加小球的半徑d2,其他操作無誤,可得L=g4π2T2-d2。故可知B項(xiàng)正確,A【答案】(1)2.26(2)如圖所示9.86(3)B[2019年全國卷Ⅱ,T34(1)]如圖所示,長為l的細(xì)繩下方懸掛一小球a。繩的另一端固定在天花板上O點(diǎn)處,在O點(diǎn)正下方34l的O'處有一固定細(xì)鐵釘。將小球向右拉開,使細(xì)繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放,并從釋放時開始計(jì)時。當(dāng)小球a擺至最低位置時,細(xì)繩會受到鐵釘?shù)淖钃?。設(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為x,向右為正。下列圖象中,能描述小球在開始一個周期