高考物理一轮复习 第十三单元 选考部分 题组层级快练59 固体、液体与气体 新人教版选修33.doc

题组层级快练(五十九)一、选择题1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回复力答案b解析做简谐振动的物体，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项正确2(2017潍坊二模)(多选)关于振动，下列说法正确的是()a简谐振动中，经半个周期，振子一定回到初位置b简谐振动中，加速度的方向总是由平衡位置指向振子所在处c水平放置的弹簧振子，相差半个周期的两时刻弹簧的形变量一定相等d扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期e驱动力周期等于物体的固有周期时，受迫振动的振幅最大答案cde解析a项，若从平衡位置开始计时，经过半个周期，弹簧恰好回到平衡位置，除平衡位置外，经过半个周期，质点位于起始点相对平衡位置对称的地方；故a项错误；b项，质点的回复力方向总是指向平衡位置，根据牛顿第二定律分析得知，加速度方向总是指向平衡位置；故b项错误；c项，水平放置的弹簧振子，经过半个周期，质点位于起始点相对平衡位置对称的地方，所以相差半个周期的两时刻弹簧的形变量一定相等；故c项正确；d项，扬声器纸盆的振动是受迫振动，受迫振动的周期等于驱动力的周期；故d项正确；e项，当驱动力频率等于物体的固有频率时，物体的振幅最大，产生共振现象；故e项正确3.(2017海淀区)如图是光滑水平面上的一个弹簧振子把振子由平衡位置o拉到右方位置b，再放开，它就沿着水平面在b、c之间不停地振动，振动周期是0.4 s若在振子由c向b运动经o点时开始计时，则t0.15 s时()a振子正从c向o运动 b振子正从o向b运动c振子正从o向c运动 d振子正从b向o运动答案d解析振子的周期是0.4 s，则四分之一周期是0.1 s，0.15 st，ttt，在振子由c向b运动经o点时开始计时，则tt时间内正在从b向o运动，故a、b、c三项错误，d项正确4(2016北京)如图所示，弹簧振子在m、n之间做简谐运动以平衡位置o为原点，建立ox轴向右为x轴正方向若振子位于n点时开始计时，则其振动图像为()答案a解析由于向右为正方向，振子位于n点时开始计时，所以0时刻位移为正，在正向最大位移处，将向左运动，即向负方向运动，故a项正确5(2017顺德区一模)(多选)弹簧振子在光滑水平面上振动，其位移时间图像如图所示，则下列说法正确的是()a10秒内振子的路程为2 mb动能变化的周期为2.0 sc在t0.5 s时，弹簧的弹力最大d在t1.0 s时，振子的速度反向e振动方程是x0.10sint(m)答案ace解析a项，根据振动图像可知周期t2.0 s，振幅a10 cm，t10 s5t，一个周期通过的路程为4a，则10 s内通过的路程为s54a2010 cm200 cm2 m，故a项正确；b项，每次经过平衡位置动能最大，在最大位移处动能为0，在振子完成一个周期的时间内，动能完成2个周期的变化，故动能变化的周期为1 s，故b项错误；c项，t0.5 s时，振子处于最大位移处，弹簧的弹力最大，故c项正确；d项，在t0.5 s到t1.5 s时间内振子沿x负方向运动，在t1.0 s时，振子的速度未反向，故d项错误；e项，由振动图像知t2.0 s，角速度 rad/s rad/s，振动方程x0.10sint(m)，故e项正确6(2017西城区模拟)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x5sint(cm)，则下列关于质点运动的说法中正确的是()a质点做简谐运动的振幅为10 cmb质点做简谐运动的周期为4 sc在t4 s时质点的速度最大d在t4 s时质点的加速度最大答案c解析a项，由位移的表达式x5sint(cm)，可知质点做简谐运动的振幅为5 cm.故a项错误；b项，由位移的表达式读出角频率 rad/s，则周期为t8 s故b项错误；c项，在t4 s时质点的位移x5sint cm5sin4 cm0 cm，说明物体通过平衡位置，速度最大故c项正确；d项，在t4 s时质点通过平衡位置，加速度最小故d项错误7(多选)图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示不计空气阻力，g取10 m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是()a单摆的位移x随时间t变化的关系式为x8sin(t)cmb单摆的摆长约为1.0 mc从t2.5 s到t3.0 s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大d从t2.5 s到t3.0 s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小答案abd解析a项，由振动图像读出周期t2 s，振幅a8 cm，由得到角频率rad/s，则单摆的位移x随时间t变化的关系式为asint8sin(t)cm.故a项正确；b项，由公式t2，代入得到l1 m故b项正确；c项，从t2.5 s到t3.0 s的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小故c项错误；d项，从t2.5 s到t3.0 s的过程中，摆球的位移减小，回复力减小故d项正确8如图所示，弹簧振子在振动过程中，振子从a到b历时0.2 s，振子经a、b两点时速度相同，若它从b再回到a的最短时间为0.4 s，则该振子的振动频率为()a1 hz b1.25 hzc2 hz d2.5 hz答案b解析由简谐运动的对称性可知，tob0.1 s，tbc0.1 s，故0.2 s，解得t0.8 s，频率f1.25 hz.b项正确9(2017洛阳二模)(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图线若表示在地面上完成的，则该单摆摆长约为1 md若摆长均为1 m，则图线表示在地面上完成的答案abc解析图线中振幅最大处对应的频率应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，根据公式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项正确；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项正确；f0.5 hz，若图线表示在地面上完成的，根据g9.8 m/s2，可计算出l约为1 m，c项正确，d项错误10.(2017天津模拟)(多选)如图所示，一个弹簧振子在a、b两点之间做简谐运动，某时刻物体正经过c点向上运动，速度大小为vc，已知oca，物体的质量为m振动周期为t，则从此时刻开始的半个周期内()a重力做功2mga b重力冲量为c回复力做功为零 d回复力的冲量为0答案abc解析a项，经过半个周期后，到达平衡位置下方a处，物体的位移向下，为2a，故重力做功为2mga，故a项正确；b项，时间为t，故重力的冲量为mgt，故b项正确；c项，合力充当回复力，根据动能定理，合力做功等于动能的增加量，为零，故回复力做功为零，故c项正确；d项，根据动量定理，合力冲量等于动量的变化，由于动量的变化为2mvc，故合力的冲量为2mvc，合力充当回复力，故d项错误11(2017保定一模)(多选)一根不可伸长的细线上端悬挂在o点，下端系一个小球，如图(1)所示，某同学利用此装置来探究周期与摆长的关系该同学用米尺测得细线两端的长度，用卡尺测量小球的直径，二者相加为l，通过改变细线的长度，测得对应的周期t，得到该装置的lt2图像如图(2)所示利用所学单摆相关知识，选择下列说法正确的选项(取29.86)()at2 s时摆长为1 mbt2 s时摆长为0.994 mc摆球半径为0.006 md当地重力加速度为9.80 m/s2e当地重力加速度为9.86 m/s2答案bcd解析设摆长为l，由单摆的周期公式t2 (l1 m0.006 m)并结合图(2)推导得：l0.006t2，可知为lt2图像的斜率，所以有：，解得：g0.980 m/s2，故d项正确，e项错误；由单摆的周期公式有：lt222 m0.994 m，故b项正确，a项错误由图(2)可知，lt2图像没有经过坐标原点，同时由l0.006t2可知，纵轴的截距为球的半径，故半径为r0.006 m.12(2017深圳一模)(多选)装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示把玻璃管向下缓慢按压4 cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5 s竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中a为振幅对于玻璃管，下列说法正确的是()a回复力等于重力和浮力的合力b振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒c位移满足函数式x4sin(4t) cmd振动频率与按压的深度有关e在t1t2时间内，位移减小，加速度减小，速度增大答案ace解析a项，装有一定量液体的玻璃管只受到重力和液体的浮力，所以装有一定量液体的玻璃管做简谐振动的回复力等于重力和浮力的合力故a项正确；b项，玻璃管在做简谐振动的过程中，液体的浮力对玻璃管做功，所以振动的过程中玻璃管的机械能不守恒故b项错误；c项，振动的周期为0.5 s，则角频率：4 rad/s，由图可知振动的振幅为a，由题可知，a4 cm；t0时刻：x0aasin0，结合t0时刻玻璃管振动的方向向下，可知0(舍去)，则玻璃管的振动方程为：xasin(t0)4sin(4t)cm4sin(4t)cm.故c项正确；d项，由于玻璃管做简谐振动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐振动的特点可知，该振动的周期与振幅无关故d项错误；e项，由图可知，在t1t2时间内，位移减小，回复力：fkx，加速度a减小；在t1t2时间内，玻璃管向着平衡位置做加速运动，所以速度增大故e项正确二、非选择题13(2017四川雅安中学模拟)用单摆测重力加速度时：(1)摆球应采用直径较小，密度尽可能_的小球，摆线长度要在1米左右，用细而不易断的尼龙线(2)摆线偏离竖直方向的最大角度应_(3)要在摆球通过_位置时开始计时并计为零次，摆线每经过此位置两次才完成一次全振动，摆球应在_面内摆动，利用单摆测重力加速度的实验中，摆长的测量应在摆球自然下垂的状况下从悬点量至_(4)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为l97.50 cm；用50分度的游标卡尺(测量值可准确到0.02 mm)测得摆球直径为d2.100 cm；然后用停表记录了单摆振动n50次全振动所用的时间为t99.9 s则该摆摆长为_ cm，周期为_ s，计算重力加速度的表达式为_答案(1)大(2)小于5(3)平衡同一竖直摆球球心(4)98.5501.998g22n2(2ld)/t2解析(1)用单摆测重力加速度时，由于存在空气阻力对实验的影响，为了减小这种影响，所以采用体积小、密度大的摆球(2)当角度很小时，单摆运动可以看成是简谐运动，所以最大角度应小于5.(3)本实验偶然误差主要来自于时间(单摆周期)的测量上，因此，要注意测准时间，从摆球通过平衡位置开始计时，为了防止振动是圆锥摆，要在竖直平面内摆动，摆长是悬线的长度和小球半径之和(4)真正的摆长为ll97.50 cm cm98.550 cm，周期t s1.998 s根据周期公式t2得出g，代入摆长和周期计算可得g.14(2016温州质检)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