（江苏专用）高考物理总复习 课时跟踪检测（三十五）机械振动.doc

课时跟踪检测(三十五)机械振动一、单项选择题1(2014南京模拟)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2. (2013江苏高考)如图1所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 hz。现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 hz，则把手转动的频率为()图1a1 hz b3 hzc4 hz d5 hz3如图2所示是弹簧振子的振动图像，由此图像可得，该弹簧振子做简谐运动的公式是()图2ax2sin(2.5t) cmbx2sin(2.5t) cmcxsin(2.5t) cmdx2sin 2.5t cm4劲度系数为20 n/cm的弹簧振子，它的振动图像如图3所示，在图中a点对应的时刻()图3a振子所受的弹力大小为0.5 n，方向指向x轴的负方向b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05.如图4所示，物体a和b用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，a的质量为m，b的质量为m，弹簧的劲度系数为k。当连接a、b的绳突然断开后，物体a将在竖直方向上做简谐运动，则a振动的振幅为()图4a. b.c. d.6.装有砂粒的试管竖直静止浮于水面，如图5所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下图6中描述试管振动的图像中可能正确的是()图5图6二、多项选择题7甲、乙两人观察同一单摆的振动，甲每经过3.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在其平衡位置处；乙每经过4.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在平衡位置右侧的最高处，由此可知该单摆的周期可能的是()a0.5 s b1.0 sc1.5 s d2.0 s8(2014山西太原期末)某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为xasin t，振动图像如图7所示，下列说法正确的是()图7a弹簧在第1 s末与第3 s末的长度相同b简谐运动的圆频率是 rad/sc第3 s末振子的位移大小为ad从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向发生变化9弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中()a振子所受的回复力逐渐减小b振子离开平衡位置的位移逐渐增大c振子的速度逐渐增大d振子的加速度逐渐减小10. (2014青岛模拟)弹簧振子做简谐运动的图像如图8所示，下列说法正确的是()图8a在第5秒末，振子的速度最大且沿x方向b在第5秒末，振子的位移最大且沿x方向c在第5秒末，振子的加速度最大且沿x方向d在0到5秒内，振子通过的路程为10 cm三、非选择题11一物体沿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。12(2014无锡质检)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 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。答 案1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。2选a弹簧振子做受迫振动，因此振动频率等于驱动力的频率，即为1 hz，a项正确。3选d由图像可知：a2 cm， rad/s2.5 rad/s，0 rad/s。所以x2sin 2.5t cm，d正确。4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轴负方向，选项a错误；过a点作图像的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故选项b正确；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。综上，应选b。5选a在物体a振动的平衡位置处，弹簧弹力和a物体重力相等。物体b将a拉至平衡位置以下最大位移x处，故物体a振动的振幅为，a正确。6选d装有砂粒的试管受到重力和浮力作用，竖直提起少许时，浮力小于重力，合力向下。试管释放时，试管处于最高点(正方向最大位移处)，将在合力作用下向下(负方向)做加速运动 ，之后试管将做简谐运动，故试管的振动图像中0时刻位移为正方向最大值，只有选项d正确。7选abd根据甲每经过3.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在其平衡位置处，可知3.0 s是半周期的整数倍，即n1t/23.0 s；说明周期t s(n11,2,3)。根据乙每经过4.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在平衡位置右侧的最高处可知4.0 s是周期的整数倍，即n2t4.0 s；说明周期t s(n21,2,3)。综合上述可知，说明周期可能是2 s,1 s,0.5 s，不可能的是1.5 s。8选abc由振动图像可知，弹簧在第1 s末与第3 s末的位移相同，弹簧长度相同，选项a正确；由振动图像可知，振动周期为8 s，简谐运动的圆频率是 rad/s，选项b正确；第3 s末振子的位移大小为xasin tasin(3)a，选项c正确；从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向不发生变化，选项d错误。9选acd在振子向着平衡位置运动的过程中，振子离开平衡位置的位移逐渐减小，所受的回复力逐渐减小，加速度逐渐减小，在此过程中弹簧的弹性势能部分转化为振子的动能，振子的速度增大，动能增大。故a、c、d正确，b错误。10选bcd由题图可知第5秒末时，振子处于正的最大位移处，此时有负方向的最大加速度，速度为零，故b、c正确，a错误；在0到5 s内，振子经过个全振动，路程为5a10 cm，位移为a2 cm，故d正确。11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x0.08sin(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x0.08sin(t) m，对应的振动图像如图所示。答案：x0.08sin(t)m图见解析12解析：(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示，由对称性可得：t0.52 s1