（全国通用）高三物理一轮复习 第十二章 波与相对论 第1节 机械振动课时跟踪检测（选修34）.doc

机械振动对点训练：简谐运动1(2013上海高考)做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是()a位移b速度c加速度 d回复力解析：选b做简谐振动的物体，经过同一位置时，相对平衡位置的位移x相同，回复力(fkx)相同，由牛顿第二定律(fma)知加速度a相同，物体可能以方向相反的速度经过同一位置，故b正确。2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，所以高度增加，因此振幅改变，故a、b、d错误，c正确。3(2016漳州模拟)如图1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，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中()图1a弹簧的最大弹性势能等于2mg ab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，弹簧正好为原长，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4有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动图像如图2所示。下列关于图3中(1)(4)的判断正确的是()图2图3a图(1)可作为该物体的速度时间图像b图(2)可作为该物体的回复力时间图像c图(3)可作为该物体的回复力时间图像d图(4)可作为该物体的加速度时间图像解析：选c因为fkx，a，故图(3)可作为ft、at图像；而v随x增大而减小，故v t图像应为图(2)。5(2015江苏启东中学高三质检)一质点做简谐运动的图像如图4所示，下列说法正确的是()图4a质点振动频率是4 hzb在10 s内质点经过的路程是20 cmc第4 s末质点的速度是零d在t1 s和t3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相同解析：选b由题图可知，该简谐运动的周期为4 s，频率为0.25 hz，在10 s内质点经过的路程是2.54a20 cm。第4 s末的速度最大。在t1 s和t3 s两时刻，质点位移大小相等、方向相反。故b正确。6图5为一弹簧振子的振动图像，由此可知()图5a在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大b在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小c在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹力最小d在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹力最大解析：选bt2和t4是在平衡位置处，t1和t3是在最大位移处，根据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，加速度为零，即弹力为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大，即弹力为最大，所以b正确。7(2015天津二模)如图6所示为某弹簧振子在05 s内的振动图像，由图可知，下列说法中正确的是()图6a振动周期为5 s，振幅为8 cmb第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值c第3 s末振子的速度为正向的最大值d从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动解析：选c根据图像，周期t4 s，振幅a8 cm，a错误。第2 s末振子到达波谷位置，速度为零，加速度为正向的最大值，b错误。第3 s末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，c正确。从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，做减速运动，d错误。8劲度系数为20 n/cm的弹簧振子，它的振动图像如图7所示，则()图7a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。9(2015北京海淀区适应性练习)如图8甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以o点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图像如图乙所示。由振动图像可以得知()图8a振子的振动周期等于t1b在t0时刻，振子的位置在a点c在tt1时刻，振子的速度为零d从t1到t2，振子正从o点向b点运动解析：选d弹簧振子先后经历最短时间到达同一位置时，若速度相同，则这段时间间隔就等于弹簧振子的振动周期，从振动图像可以看出振子的振动周期为2t1，选项a错误；在t0时刻，振子的位移为零，所以振子应该在平衡位置o，选项b错误；在tt1时刻，振子在平衡位置o，该时刻振子速度最大，选项c错误；从t1到t2振子的位移在增加，所以振子正从o点向b点运动，选项d正确。对点训练：受迫振动、共振10(2016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，振幅较大，因此要减弱机翼的振动，必须改变机翼的固有频率，选d。11一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅a与驱动力频率f的关系)如图9所示，则()图9a此单摆的固有周期约为0.5 sb此单摆的摆长约为1 mc若摆长增大，单摆的固有频率增大d若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动解析：选b由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 hz，固有周期为2 s；再由t2 ，得此单摆的摆长约为1 m；若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动。考点综合训练12一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 hz，在t0时，位移是4 cm，且向x轴负方向运动，试写出用正弦函数表示振动方程并画出相应的振动图像。解析：简谐运动振动方程的一般表示式为xasin(t0)，根据题给条件有：a0.08 m，2f，所以x0.08 sin(t0)m，将t0时x00.04 m代入得0.040.08sin 0，解得初相0或0，因为t0时，速度方向沿x轴负方向，即位移在减小，所以取0，所求的振动方程为x0.08sinm，对应的振动图像如图所示。答案：x0.08sinm图像见解析13(2016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，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图像。解析：(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可