課時跟蹤檢測（四十四） 機械振動

PAGE第4頁共4頁課時跟蹤檢測（四十四）機械振動1．(2019·江蘇高考)(多選)一單擺做簡諧運動，在偏角增大的過程中，擺球的()A．位移增大 B．速度增大C．回復力增大 D．機械能增大解析：選AC在單擺的偏角增大的過程中，擺球遠離平衡位置，故位移增大，速度減小，回復力增大，機械能保持不變，選項A、C正確。2．做簡諧運動的單擺，其擺長不變，若擺球的質量增加為原來的eq\f(9,4)倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的eq\f(2,3)，則單擺振動的()A．周期不變，振幅不變 B．周期不變，振幅變小C．周期改變，振幅不變 D．周期改變，振幅變大解析：選B由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，當擺長l不變時，周期不變，故C、D錯誤；由機械能守恒定律可知eq\f(1,2)mv2＝mgh，其擺動的高度與質量無關，因擺球經(jīng)過平衡位置的速度減小，則最大高度減小，故振幅變小，選項B正確，A錯誤。3．(2021·莆田質檢)(多選)下列關于機械振動的有關說法正確的是()A．簡諧運動的回復力是按效果命名的力B．振動圖像描述的是振動質點的軌跡C．受迫振動的頻率等于驅動力的頻率D．當驅動力的頻率等于受迫振動系統(tǒng)的固有頻率時，振幅最大解析：選ACD做簡諧運動的物體所受到的回復力是按力的作用效果命名的，故選項A正確；振動圖像描述的是振動質點在不同時刻的位移，而不是其實際的運動軌跡，故選項B錯誤；物體在周期性驅動力作用下做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅動力的頻率，與固有頻率無關，當驅動力的頻率等于受迫振動系統(tǒng)的固有頻率時，發(fā)生共振，振幅達到最大，故選項C、D正確。4．(2020·北京海淀區(qū)模擬)如圖甲所示，彈簧振子在豎直方向做簡諧運動。以其平衡位置為坐標原點、豎直向上為正方向建立坐標軸，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是()A．振子的振幅為4cmB．振子的振動周期為1sC．t＝1s時，振子的速度為正的最大值D．t＝1s時，振子的加速度為正的最大值解析：選C由振動圖像可知，該彈簧振子的振幅為2cm，周期為2s，t＝1s時，振子正經(jīng)過平衡位置沿y軸正方向運動，速度為正的最大值，加速度為零，故C正確。5．(2021·浙江1月選考)(多選)為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則()A．針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同B．隨著振動器頻率的增加，樹干振動的幅度一定增大C．打擊桿對不同粗細樹干打擊結束后，樹干的振動頻率相同D．穩(wěn)定后，不同粗細樹干的振動頻率始終與振動器的振動頻率相同解析：選AD不同樹木的固有頻率不同，因此針對不同樹木，要使之發(fā)生共振需要的振動頻率不同，選項A正確；根據(jù)共振曲線，小于固有頻率時，逐漸增加驅動力頻率，振動的幅度會增大，而在大于固有頻率時增加驅動力頻率，振動的幅度會減小，選項B錯誤；穩(wěn)定后，不同粗細的樹干的振動為受迫振動，因此與振動器的振動頻率相同，選項D正確；打擊桿打擊樹干后，樹干做阻尼振動，阻尼振動頻率取決于固有頻率，粗細不同的樹干固有振動頻率不同，選項C錯誤。6．(多選)彈簧振子做簡諧運動，O為平衡位置，當它經(jīng)過點O時開始計時，經(jīng)過0.3s，第一次到達點M，再經(jīng)過0.2s第二次到達點M，則彈簧振子的周期不可能為()A．0.53sB．1.4sC．1.6sD．2s解析：選BD如圖甲所示，設O為平衡位置，OB(OC)代表振幅，振子從O→C所需時間為eq\f(T,4)。因為簡諧運動具有對稱性，所以振子從M→C所用時間和從C→M所用時間相等，故eq\f(T,4)＝0.3s＋eq\f(0.2,2)s＝0.4s，解得T＝1.6s；如圖乙所示，若振子一開始從平衡位置向點B運動，設點M′與點M關于點O對稱，則振子從點M′經(jīng)過點B到點M′所用的時間與振子從點M經(jīng)過點C到點M所用時間相等，即0.2s。振子從點O到點M′、從點M′到點O及從點O到點M所需時間相等，為eq\f(0.3s－0.2s,3)＝eq\f(1,30)s，故周期為T＝0.5s＋eq\f(1,30)s≈0.53s，所以周期不可能的為選項B、D。7.(多選)將一單擺向右拉至水平標志線上，從靜止釋放，當擺球運動到最低點時，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向左擺動，用頻閃照相機拍到如圖所示的單擺運動過程的頻閃照片，擺球從最高點M擺至左邊最高點N時，以下說法正確的是()A．擺線碰到障礙物前后的擺長之比為4∶1B．擺線碰到障礙物前后的擺長之比為2∶1C．擺線經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大D．擺線經(jīng)過最低點時，角速度不變，半徑減小，擺線張力變大解析：選AC頻閃照片拍攝的時間間隔一定，由題圖可知，擺線與障礙物碰撞前后的周期之比為2∶1，根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得，擺長之比為4∶1，故A正確，B錯誤；擺線經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑變小，根據(jù)F－mg＝meq\f(v2,r)知，張力變大，根據(jù)v＝rω，可知角速度增大，故C正確，D錯誤。8.如圖所示，物體A和B用輕繩相連，掛在輕彈簧下靜止不動，A的質量為m，B的質量為M，彈簧的勁度系數(shù)為k。當連接A、B的繩突然斷開后，物體A將在豎直方向上做簡諧運動，則A振動的振幅為()A.eq\f(Mg,k) B.eq\f(mg,k)C.eq\f(M＋mg,k) D.eq\f(M＋mg,2k)解析：選A在物體A振動的平衡位置處，彈簧彈力和A物體重力相等。物體B將A拉至平衡位置以下最大位移Δx＝eq\f(Mg,k)處，故物體A振動的振幅為eq\f(Mg,k)，A正確。9．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·福建卷)(多選)如圖(a)，輕質彈簧下端固定在水平地面上，上端連接一輕質薄板。一物塊從其正上方某處由靜止下落，落至薄板上后和薄板始終粘連。物塊從開始下落到最低點的過程中，位移—時間(x-t)圖像如圖(b)所示，其中t1為物塊剛接觸薄板的時刻，t2為物塊運動到最低點的時刻。彈簧形變在彈性限度內，空氣阻力不計。則()A．t2時刻物塊的加速度大小比重力加速度小B．t1～eq\f(t1＋t2,2)時間內，有一時刻物塊所受合外力的功率為零C．t1～t2時間內，物塊所受合外力沖量的方向先豎直向下后豎直向上D．圖(b)中OA段曲線為拋物線的一部分，AB段曲線為正弦曲線的一部分解析：選BCD若物塊從彈簧上端輕質薄板處由靜止下落，由振動的對稱性可知，物塊在最低點的加速度大小與釋放處的加速度大小相等，大小均等于g，在eq\f(t1＋t2,2)時刻物塊速度最大，合外力的功率為零，現(xiàn)在物塊從輕質薄板正上方某高度下落，到達最低點時的位置比上述位置低，加速度大小一定大于重力加速度大小，合外力為零的時刻一定在t1～eq\f(t1＋t2,2)之間，故A錯誤，B正確；t1～t2時間內，物塊先加速后減速，合外力沖量方向一定先豎直向下，后豎直向上，C正確；物塊在O～t1時間內自由下落，其x-t圖線為拋物線的一部分，t1～t2時間內物塊沿豎直方向向下振動，其x-t圖線應為正弦曲線的一部分，D正確。10．(2020·全國卷Ⅱ)用一個擺長為80.0cm的單擺做實驗，要求擺動的最大角度小于5°，則開始時將擺球拉離平衡位置的距離應不超過__________cm(保留1位小數(shù))。(提示：單擺被拉開小角度的情況下，所求的距離約等于擺球沿圓弧移動的路程。)某同學想設計一個新單擺，要求新單擺擺動10個周期的時間與原單擺擺動11個周期的時間相等。新單擺的擺長應該取為________cm。解析：由弧長公式可知l＝θR，又結合題意所求的距離近似等于弧長，則d＝eq\f(5°,360°)×2π×80.0cm＝6.98cm，結合題中保留