（全国通用）高考物理总复习 1.1机械振动考题演练（含解析）.doc

【全程复习方略】（全国通用）2016届高考物理总复习 1.1机械振动考题演练（含解析）1. (2013江苏高考)如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4hz。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()a.1 hzb.3 hzc.4 hzd.5 hz【解题指南】理解物体做受迫振动的特点,即受迫振动的频率等于周期性驱动力的频率。【解析】选a。转动把手后,弹簧振子开始做受迫振动,受迫振动是按照外界驱动力的频率振动的,既然振子稳定后的振动频率为1 hz,则把手转动的频率即为1 hz。2.(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【解题指南】解答本题时应注意理解以下两点：(1)做简谐振动的物体,当它经过同一位置时,速度方向可能不同。(2)回复力f=-kx,加速度a=-kmx。【解析】选b。做简谐振动的物体,当它每次经过同一位置时,位移x相同,回复力相同,加速度相同,可能不同的物理量是速度,选项b正确。3.(2014东城区模拟)如图甲所示,弹簧振子以点o为平衡位置,在a、b两点之间做简谐运动。取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是()a.t=0.8s时,振子的速度方向向左b.t=0.2s时,振子在o点右侧6cm处c.t=0.4s和t=1.2s时,振子的加速度完全相同d.t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的速度逐渐减小【解析】选a。从t=0.8s起,再过一段微小时间,振子的位移为负值,因为取向右为正方向,故t=0.8s时,速度方向向左,a对;由图像得振子的位移x=12sin108t(cm),故t=0.2s时,x=62cm,故b错;t=0.4s和t=1.2s时,振子的位移方向相反,由a=-kxm,知加速度方向相反,c错;t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的位移逐渐变小,故振子逐渐靠近平衡位置,其速度逐渐变大,故d错。4.(多选)某单摆由1m长的摆线连接一个直径2cm的铁球组成,关于单摆周期的说法正确的是()a.用等大的铜球替代铁球,单摆的周期不变b.用大球替代小球,单摆的周期不变c.摆角从5改为3,单摆的周期会变小d.将单摆从赤道移到北极,单摆的周期变小e.将单摆移到月球上,单摆的周期会变大【解析】选a、d、e。根据单摆周期公式和单摆简谐运动的等时性,用等大的铜球替代铁球,单摆的周期不变;摆角从5改为3,单摆的周期不变;用大球替代小球,摆长增大,单摆的周期增大,选项a正确,b、c错误;将单摆从赤道移到北极,重力加速度增大,单摆的周期会变小,选项d正确;将单摆移到月球上重力加速度会变小,选项e正确。5.(多选)质点做简谐运动,下列各物理量中变化周期是振动周期一半的是()a.位移b.回复力c.弹性势能d.动能【解析】选c、d。由简谐运动的动力学特征可知,回复力与位移成正比,方向相反,所以,回复力与位移变化周期相等,都等于振动周期,选项a、b错误。动能关于平衡位置对称,所以动能变化周期是振动周期的一半,选项d正确。弹性势能的变化周期是振动周期的一半,选项c正确。【总结提升】分析简谐运动中各物理量的变化情况的技巧(1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时,一定要以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;反之,则产生相反的变化。另外,各矢量均在其值为零时改变方向。(2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性。位移相同时,回复力、加速度、动能、势能可以确定,但速度可能有两个方向,由于周期性,运动时间也不确定。(3)做简谐运动的物体经过平衡位置时,回复力一定为零,但所受合外力不一定为零。6.(多选)(2014西城区模拟)一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5t,位移y的单位为m,时间t的单位为s。则()a.弹簧振子的振幅为0.2 mb.弹簧振子的周期为0.8 sc.在t=0.2 s时,振子的运动速度为零d.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 me.在任意0.4 s时间内,振子的路程为0.2 m【解析】选b、c、e。根据弹簧振子的位移随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5t,弹簧振子的振幅为0.1m,选项a错误。由2.5=2t,弹簧振子的周期为t=0.8s,选项b正确。在t=0.2s时,振子的位移最大、运动速度为零,选项c正确。在任意0.2s时间内,振子的位移不一定为0.1m,选项d错误。在任意0.4s时间内,振子的路程为2个振幅,选项e正确。【加固训练】(2015杭州模拟)如图所示,一弹簧振子在b、c两点间做简谐运动,b、c间距为12cm,o是平衡位置,振子从c点第一次运动到b点的时间为0.5s,则下列说法中正确的是()a.该弹簧振子的周期为1sb.该弹簧振子的频率为2hzc.该弹簧振子的振幅为12cmd.振子从o点出发第一次回到o点的过程就是一次全振动【解析】选a。振子从c点第一次运动到b点的时间为0.5s,故该弹簧振子的周期为1s,故a正确;该弹簧振子的周期为1s,故该弹簧振子的频率为f=1t=1hz,故b错误;b、c间距为12cm,故该弹簧振子的振幅为6cm,故c错误;振子从o点出发到再次回到o点的过程是一次全振动的一半,故d错误。7.(多选)甲、乙两弹簧振子,振动图像如图所示,则可知()a.两弹簧振子完全相同b.两弹簧振子所受回复力最大值之比f甲f乙=21c.振子甲速度为零时,振子乙速度最大d.两振子的振动频率之比f甲f乙=12【解析】选c、d。从图像中可以看出,两弹簧振子周期之比t甲t乙=21,得频率之比f甲f乙=12,d选项正确;弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关,周期不同,说明两弹簧振子不同,a错误;由于弹簧的劲度系数k不一定相同,所以两振子所受回复力(f=-kx)的最大值之比f甲f乙不一定为21,所以b错误;由简谐运动的特点可知,在振子到达平衡位置时位移为零,速度最大;在振子到达最大位移处时,速度为零,从图像中可以看出,在振子甲到达最大位移处时,振子乙恰好到达平衡位置,所以c正确。8.如图所示为一单摆的共振曲线,则该单摆的摆长约为多少?共振时摆球的最大速度大小是多少?(g取10m/s2)【解析】由题意知,当单摆共振时频率f=0.5hz,即：f固=f=0.5hz,由t=1f=2得：l=g42f2=1043.1420.52m1m根据单摆运动过程中机械能守恒可得：12mvm2=mgl(1-cosm)。其中：(1-cosm)=2sinm22=(m很小)：最大速度vm=a=0.25m/s答案：1m0.25m/s9.(2014南昌模拟)某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度。实验步骤如下：a.按装置图安装好实验装置。b.用游标卡尺测量小球的直径d。c.用米尺测量悬线的长度l。d.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为0,此后小球每经过最低点一次,依次计数1,2,3当数到20时停止计时,测得时间为t。e.多次改变悬线长度,对应每个悬线长度都重复实验步骤c、d。f.计算出每个悬线长度对应的t2。g.以t2为纵坐标、l为横坐标,作出t2-l图线。结合上述实验,完成下列任务：(1)用游标为10分度(测量值可准确到0.1mm)的卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如图所示,读出小球直径d的值为cm。(2)该同学根据实验数据。利用计算机作出t2-l图线如图所示。根据图线拟合得到方程t2=404.0l+3.5。由此可以得出当地的重力加速度g=m/s2。(取2=9.86,结果保留3位有效数字)(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因,下列分析正确的是。a.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点时开始计时b.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数c.不应作t2-l图线,而应作t-l图线d.不应作t2-l图线,而应作t2-图线【解题指南】由实验数据作出的t2-l图像中图线的斜率、截距的含义可由单摆的周期公式推导出t2与l的函数关系式后确定。【解析】(1)依据游标卡尺读数规则知,d=(15+0.12)mm=15.2mm=1.52cm。(2)根据实验操作可知单摆周期t=t10,由单摆周期公式得t10=2,所以t2=4002gl+2002dg,参考拟合方程得4002g=404.0,所以g=4002404.09.76m/s2。(3)根据实验操作和实验原理可知d说法正确。答案：(1)1.52(2)9.76(3)d【加固训练】在“利用单摆测重力加速度”的实验中。(1)某同学尝试用dis测量周期。如图所示,用一个磁性小球代替原先的摆球,在单摆下方放置一个磁传感器,其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端a应接到。使单摆做小角度摆动,当磁感应强度测量值最大时,磁性小球位于。若测得连续n个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t,则单摆周期的测量值为(地磁场和磁传感器的影响可忽略)。(2)多次改变摆长使单摆做小角度摆动,测量摆长l及相应的周期t。此后,分别取l和t的对数,所得到的lgt-lgl图线为(选填“直线”“对数曲线”或“指数曲线”);读得图线与纵轴交点的纵坐标为c,由此得到该地重力加速度g=。【解析】(1)由于需要记录