高考物理一轮复习 课时跟踪检测（四十二）第十三章 波与相对论 第1节 机械振动（选修34）.doc

课时跟踪检测（四十二） 机械振动对点训练：简谐运动1(2017北京西城区模拟)弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时()a速度最大b回复力最大c加速度最大 d弹性势能最大解析：选a弹簧振子在做简谐运动的过程中，振子通过平衡位置时，弹性势能最小，动能最大，故速度最大，选项a正确，d错误；弹簧振子通过平衡位置时，位移为零，根据fkx，a，可知回复力为零，加速度为零，故选项b、c错误。2(2017大庆模拟)弹簧振子在做简谐运动时，若某一过程中振子的速率在减小，则此时振子的()a速度与位移方向一定相反b加速度与速度方向可能相同c位移可能在减小d回复力一定在增大解析：选d弹簧振子的速率在减小，则动能减小，弹性势能增大，故振子必定从平衡位置向最大位移处运动，速度与位移方向相同，则加速度与速度方向必定相反，故选项a、b错误；由上述分析可知，弹簧振子的位移大小在增大，回复力的大小与位移大小成正比，故回复力一定增大，故选项c错误，d正确。3做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量减小为原来的，摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍，则单摆振动的()a频率、振幅都不变b频率、振幅都改变c频率不变、振幅改变 d频率改变、振幅不变解析：选c由单摆的周期公式t2 ，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅a是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，据动能公式可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，但质量减小，所以摆动最大高度增加，因此振幅改变，故a、b、d错误，c正确。4.(2017漳州模拟)如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为a的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中()a弹簧的最大弹性势能等于2mgab弹簧的弹性势能和物体动能总和不变c物体在最低点时的加速度大小应为2gd物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mg解析：选a因物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，此时弹簧弹力等于零，物体的重力 mgf回ka，当物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大等于2mga，a对；在最低点，由f回mgma知，c错；由f弹mgf回得f弹2mg，d错；由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，b错。对点训练：简谐运动的图像5.(2017南昌模拟)如图所示的简谐运动图像中，在t1和t2时刻，运动质点具有相同的物理量为()a加速度b位移c速度d回复力解析：选c由题图可知，在t1和t2时刻，质点的位移大小相等，方向相反，根据简谐运动的回复力fkx可知，回复力大小相等，方向相反，根据简谐运动的加速度a可知，加速度大小相等，方向相反；xt图像上某点的切线的斜率表示速度，根据简谐运动的对称性可知，在t1和t2时刻质点的速度相同，故选项c正确。6(2017武汉模拟)如选项图所示为一个弹簧振子做简谐运动的图像，以某时刻为计时零点(t0)，经过周期时，振子具有沿正方向的最大加速度，则其振动图像是()解析：选d根据fkx和a，有a，以某时刻为计时零点(t0)，经过周期时，根据振子具有沿正方向的最大加速度，可知位移达到负向最大，故选项d正确。7.劲度系数为20 n/cm的弹簧振子，它的振动图像如图所示，则()a在图中a点对应的时刻，振子所受的弹力大小为0.5 n，方向指向x轴的负方向b在图中a点对应的时刻，振子的速度方向指向x轴的正方向c在04 s内振子做了1.75次全振动d在04 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为0解析：选b由题图可知a在t轴上方，位移x0.25 cm，所以弹力fkx5 n，即弹力大小为5 n，方向指向x轴的负方向，选项a错误；由题图可知此时振子的速度方向指向x轴的正方向，选项b正确；由题图可看出，t0、t4 s 时刻振子的位移都是最大，且都在t轴的上方，在04 s内振子完成两次全振动，选项c错误；由于t0时刻和t4 s时刻振子都在最大位移处，所以在04 s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5 cm，在04 s内振子完成了2次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为240.5 cm4 cm，故选项d错误。8.(多选)(2017河南洛阳模拟)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像，下列说法正确的是()a甲、乙两单摆的摆长相等b甲摆的振幅比乙摆大c甲摆的机械能比乙摆大d在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆e由图像可以求出当地的重力加速度解析：选abd由题图可知，两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式t2 ，可知甲、乙两单摆的摆长l相等，选项a正确；甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，则甲摆的振幅比乙摆大，选项b正确；由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小，选项c错误；在t0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，选项d正确；由单摆的周期公式t2 得g，由于单摆的摆长未知，所以无法求出当地的重力加速度，选项e错误。9(多选)(2017茂名模拟)简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔p，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔p在纸带上画出的就是小球的振动图像。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示。则下列说法正确的是()a弹簧振子的周期为4 sb弹簧振子的振幅为10 cmct17 s时振子相对平衡位置的位移是10 cmd若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是4 cme2.5 s时振子正在向x轴正方向运动解析：选abd由题图知，弹簧振子的周期为t4 s，振幅为10 cm，选项a、b正确；由周期性知，t17 s时振子相对平衡位置的位移与t1 s时振子相对平衡位置的位移相同，均为0，选项c错误；若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离svt2 cm/s2 s4 cm，选项d正确；xt图像的斜率表示速度，斜率的正负表示速度的方向，则2.5 s时振子的速度为负，正在向x轴负方向运动，选项e错误。对点训练：受迫振动和共振10(2017银川模拟)在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是()a加大飞机的惯性b使机体更加平衡c使机翼更加牢固 d改变机翼的固有频率解析：选d当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，物体的振幅较大，因此为了减弱机翼的振动，必须改变机翼的固有频率，选d。11.(多选)如图所示为两单摆分别在受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是()a若两摆的受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线表示月球上单摆的共振曲线b若两摆的受迫振动是在地球上同一地点进行，则两摆摆长之比ll254c若图线表示在地球上完成的，则该单摆摆长约为1 md若摆长均为1 m，则图线表示在地球上完成的解析：选abc图线中振幅最大处对应的频率与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率f0.2 hz，f0.5 hz。当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据关系式f 可知，g越大，f越大，所以gg，因为g地g月，因此可推知图线表示月球上单摆的共振曲线，a正确；若在地球上同一地点进行两次受迫振动，g相同，摆长长的f小，且有，所以，b正确；f0.5 hz，若图线表示在地球上完成的， 根据g9.8 m/s2，可计算出l约为1 m，c正确，d错误。考点综合训练12(多选)(2016海南高考)下列说法正确的是()a在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比b弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变c在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小d系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率e已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向解析：选abd在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式t2 可知，周期的平方与摆长成正比，故选项a正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能相互转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项b正确；根据单摆周期公式t2 可知，单摆的周期与质量无关，故选项c错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项d正确；若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置，则无法确定任意时刻运动的方向，故选项e错误。13.(多选)(2017三亚中学月考)如图所示两木块a和b叠放在光滑水平面上，质量分别为m和 m，a与b之间的最大静摩擦力为fm，b与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子，为使a和b在振动过程中不发生相对滑动，则()a它们的振幅不能大于ab它们的振幅不能大于ac它们的最大加速度不能大于d它们的最大加速度不能大于解析：选bd当a和b在振动过程中恰好不发生相对滑动时，a、b间静摩擦力达到最大。根据牛顿第二定律，以a为研究对象：a；以整体为研究对象：ka(mm)a；联立两式得，a，故b、d正确。14(2017温州十校联考)弹簧振子以o点为平衡位置，在b、c两点间做简谐运动，在t0时刻，振子从o、b间的p点以速度v向b点运动；在t0.2 s时，振子速度第一次变为v；在t0.5 s时，振子速度第二次变为v。(1)求弹簧振子振动周期t；(2)若b、c之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程；(3)若b、c之间的距离为25 cm，从平衡位置计时，写出弹簧振子