物理大一輪復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練第章第節(jié)機(jī)械振動(dòng)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練［基礎(chǔ)鞏固題組]1．?dāng)[長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),若從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)(取t＝0），當(dāng)振動(dòng)至t＝eq\f（3π，2)eq\r（\f（L，g）)時(shí),擺球具有負(fù)向最大速度,則單擺的振動(dòng)圖象是圖中的(）解析：選C.單擺周期為T＝2πeq\r（\f（L，g）），當(dāng)t＝eq\f（3π，2）eq\r(\f(L,g))＝eq\f（3T，4)時(shí)擺球具有負(fù)向最大速度，知擺球經(jīng)過平衡位置向負(fù)方向振動(dòng),選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．2．在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問題．在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是（)A．加大飛機(jī)的慣性 B．使機(jī)體更加平衡C．使機(jī)翼更加牢固 D．改變機(jī)翼的固有頻率解析：選D。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，振幅較大，因此要減弱機(jī)翼的振動(dòng),必須改變機(jī)翼的固有頻率,選D。3．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)不變，若擺球質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度減小為原來的eq\f（1，2），則單擺振動(dòng)的（）A．頻率、振幅都不變 B．頻率、振幅都改變C．頻率不變、振幅改變 D．頻率改變、振幅不變解析：選C.由單擺周期公式T＝2πeq\r（\f（l,g）)知周期只與l、g有關(guān)，與m和v無關(guān)，周期不變，其頻率不變；在沒改變質(zhì)量前，設(shè)單擺最低點(diǎn)與最高點(diǎn)高度差為h，最低點(diǎn)速度為v,則mgh＝eq\f（1，2）mv2，質(zhì)量改變后有4mgh′＝eq\f(1，2）×4m·eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1（\f(v,2)))2，可知h′≠h，振幅改變,C正確．4．一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則下列說法正確的是(）A．此單擺的固有周期約為0.5sB．此單擺的擺長(zhǎng)約為1mC．若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng)解析:選B。由共振曲線知此單擺的固有頻率為0.5Hz，固有周期為2s;再由T＝2πeq\r(\f(l，g）),得此單擺的擺長(zhǎng)約為1m；若擺長(zhǎng)增大，則單擺的固有周期增大，固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移動(dòng),B正確,A、C、D錯(cuò)誤．5．（多選）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（）A．t＝0時(shí)，振子處在B位置B．振子運(yùn)動(dòng)的周期為4sC．t＝4s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移為10cmD．t＝2.5s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移為5cmE．如果振子的質(zhì)量為0。5kg，彈簧的勁度系數(shù)20N/cm,則振子的最大加速度大小為400m/s2解析：選ABE。由圖乙可知,振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅為10cm，其周期T＝4s，t＝0和t＝4s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t＝2。5s時(shí)，振子的位移應(yīng)大于5cm，故選項(xiàng)A、B正確，C、D錯(cuò)誤，由a＝－eq\f（kx,m)可知,振子的最大加速度為400m/s2,選項(xiàng)E正確．6．（多選)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置O，在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，如圖(a)所示，它的振動(dòng)圖象如圖（b）所示，設(shè)向右為正方向,下列說法正確的是(）A．OB＝5cmB．第0.2s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向是A→OC．第0。4s末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是A→OD．第0。7s末時(shí)質(zhì)點(diǎn)位置在O點(diǎn)與A點(diǎn)之間E．在4s內(nèi)完成5次全振動(dòng)解析：選ACE.由圖（b)可知振幅為5cm，則OB＝OA＝5cm，A項(xiàng)正確；由圖可知0～0.2s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)從B向O運(yùn)動(dòng),第0.2s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向是B→O，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知第0。4s末質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)處，則此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是A→O，C項(xiàng)正確；由圖可知第0.7s末時(shí)質(zhì)點(diǎn)位置在O與B之間，D項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖（b)可知周期T＝0。8s，則在4s內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)為eq\f（4s,0。8s）＝5，E項(xiàng)正確．7．（1)在利用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中．若測(cè)得的g值偏大,可能的原因是（）A．?dāng)[球質(zhì)量過大B．單擺振動(dòng)時(shí)振幅較小C．測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)，只考慮了線長(zhǎng)，忽略了小球的半徑D．測(cè)量周期時(shí)，把n個(gè)全振動(dòng)誤認(rèn)為(n＋1)個(gè)全振動(dòng)，使周期偏小E．測(cè)量周期時(shí)，把n個(gè)全振動(dòng)誤認(rèn)為（n－1）個(gè)全振動(dòng)，使周期偏大（2）若單擺是一個(gè)秒擺，將此擺移到月球上eq\b\lc\（\rc\)(\a\vs4\al\co1(g月＝\f（1,6)g地）)，其周期是________．（3)實(shí)驗(yàn)中停表的讀數(shù)如圖，為________s.解析：(1)由單擺周期公式T＝2πeq\r（\f(l,g））可知，重力加速度g＝eq\f(4π2l,T2）,進(jìn)而知重力加速度與擺球質(zhì)量無關(guān)，故A錯(cuò)誤；重力加速度與單擺振動(dòng)的振幅無關(guān)，故B錯(cuò)誤；測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),只考慮了線長(zhǎng)，忽略了小球的半徑，擺長(zhǎng)l偏小,由g＝eq\f(4π2l,T2）可知，所測(cè)重力加速度偏小，故C錯(cuò)誤；測(cè)量周期時(shí)，把n個(gè)全振動(dòng)誤認(rèn)為（n＋1)個(gè)全振動(dòng)，使周期偏小，由g＝eq\f(4π2l，T2)可知，所測(cè)重力加速度偏大，故D正確；測(cè)量周期時(shí)，把n個(gè)全振動(dòng)誤認(rèn)為（n－1）個(gè)全振動(dòng)，使周期偏大，由g＝eq\f（4π2l,T2)可知,所測(cè)重力加速度偏小，故E錯(cuò)誤．(2）在地球上秒擺的周期T＝2s,將秒擺移到月球上，其周期T＝2πeq\r（\f(L,g月））＝eq\r(6)T＝2eq\r（6）s.(3）由圖示停表可知,分針示數(shù)為1min＝60s，秒針示數(shù)為10.8s，則停表示數(shù)為60s＋10.8s＝70.8s.答案：（1）D(2）2eq\r（6）s（3）70。8［綜合應(yīng)用題組］8．(多選)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象,下列說法中正確的是（）A．甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機(jī)械能比乙擺大D．在t＝0。5s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺E．由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣冉馕觯哼xABD.由圖看出，兩單擺的周期相同，同一地點(diǎn)g相同，由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f（l，g））得知，甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)l相等，故A正確；甲擺的振幅為10cm,乙擺的振幅為7cm，則甲擺的振幅比乙擺大，故B正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長(zhǎng)也相等，但由于兩擺的質(zhì)量未知，無法比較機(jī)械能的大小，故C錯(cuò)誤；在t＝0.5s時(shí)，甲擺經(jīng)過平衡位置，振動(dòng)的加速度為零,而乙擺的位移為負(fù)向最大，則乙擺具有正向最大加速度，故D正確；由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f（l，g）)得g＝eq\f（4π2l，T），由于單擺的擺長(zhǎng)未知,所以不能求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，故E錯(cuò)誤．9．如圖甲所示是一個(gè)擺線長(zhǎng)度可調(diào)的單擺振動(dòng)的情景圖,O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到達(dá)的最高位置．小球的質(zhì)量m＝0.4kg,圖乙是擺線長(zhǎng)為l時(shí)小球的振動(dòng)圖象，g取10m/s2。（1)為測(cè)量單擺的擺動(dòng)周期，測(cè)量時(shí)間應(yīng)從擺球經(jīng)過________(填“O”“P”或“Q”）時(shí)開始計(jì)時(shí)；測(cè)出懸點(diǎn)到小球球心的距離（擺長(zhǎng)）L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度g＝________(用L、n、t表示）．（2)由圖乙寫出單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式，并判斷小球在什么位置時(shí)加速度最大？最大加速度為多少？解析:（1）因擺球經(jīng)過最低點(diǎn)的速度大，容易觀察和計(jì)時(shí),所以測(cè)量時(shí)間應(yīng)從擺球經(jīng)過最低點(diǎn)O開始計(jì)時(shí)．單擺周期T＝eq\f(t,n）,再根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g)），可解得g＝eq\f（4π2n2L,t2）.(2）由圖乙可知單擺的振幅A＝5cm,ω＝eq\f（2π,T）＝eq\f（2π,2）rad/s＝πrad/s,所以單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x＝5sinπt（cm）．小球在最大位移處的加速度最大，由圖乙可看出此擺的周期是2s，根據(jù)T＝2πeq\r（\f(L，g）)，可求得擺長(zhǎng)為L(zhǎng)＝1m，加速度最大值am＝eq\f(Fm,m）＝eq\f（mgA，Lm）＝eq\f（10×5×10－2，1）m/s2＝0。5m/s2。答案：（1)Oeq\f(4π2n2L，t2）(2)x＝5sinπt（cm）小球在最大位移處的加速度最大0。5m/s210．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)刻，振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t＝0。20s時(shí)刻,振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0。50s時(shí)刻，振子速度第二次變?yōu)椋璿。（1)求彈簧振子的振動(dòng)周期T；(2）若B、C之間的距離為25cm，求振子在4。00s內(nèi)通過的路程；（3)若B、C之間的距離為25cm，從平衡位置開始計(jì)時(shí)，寫出彈簧振子位移表達(dá)式,并畫出彈簧振子的振動(dòng)圖象．解析:（1)畫出彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示．由對(duì)稱性可得T＝eq\b\lc\（\rc\）（\a\vs4\al\co1(\f（0。2，2）＋\f(0.5－0.2，2)））×4s＝1