浙江省高考物理 能力突破 11.1简谐运动 受迫振动.doc

浙江2013年物理高考能力突破：11.1简谐运动 受迫振动(40分钟 100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，每小题只有一个选项符合题意)1.若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是( )a.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值b.物体通过平衡位置时，所受合外力为零，回复力为零，处于平衡状态c.物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同d.物体的位移增大时，动能增加，势能减少2.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t=4 s时质点的速度最大d.在t=4 s时质点的加速度最大3.(易错题)图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置,当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系曲线，已知木板被水平拉动的速度为0.2 m/s,图乙所示的一段木板的长度为0.60 m,则这次实验砂摆的摆长大约为(取g=2 m/s2)( )a.0.56 mb.0.65 mc.1.00 md.2.25 m4.(易错题)一单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示， 以下说法正确的是( )a.t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小b.t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小c.t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大d.t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大二、不定项选择题(本题共4小题，每小题8分，共32分，每小题至少一个选项符合题意)5.(2012宁波模拟)某振动系统的固有频率为f0,在周期性驱动力的作用下做受迫振动,驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是( )a.当ff0时,该振动系统的振幅随f减小而增大c.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f0d.该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于f6.(预测题)下列说法中正确的是( )a.将单摆从地球赤道移到南(北)极，振动频率将变大b.将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，则其振动周期将变到原来的2倍c.将单摆移至绕地球运转的人造卫星中，其振动频率将不变d.在摆角很小的情况下，将单摆的振幅增大或减小，单摆的振动周期保持不变7.如图所示的装置中，在曲轴ab上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手c，让其上下振动，周期为t1，若使把手以周期t2(t2t1)匀速转动，当运动都稳定后，则( )a.弹簧振子的振动周期为t1b.弹簧振子的振动周期为t2c.弹簧振子发生共振，振幅最大d.要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小8.(创新题)如图所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧，左端固定，右端与一质量为m、带电荷量为q的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上.在施加一个场强为e、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动，那么( ) a.小球到达最右端时，弹簧的形变量为b.小球做简谐运动的振幅为c.运动过程中小球的机械能不守恒d.运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(18分)弹簧振子以o点为平衡位置在b、c间做简谐运动，b、c相距20 cm，某时刻振子处在b点，经0.5 s振子首次达到c点求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s内通过的路程及此时位移的大小10.(18分)图甲是一个单摆振动的情形，o是它的平衡位置，b、c是摆球所能到达的最远位置设摆球向右运动为正方向图乙是这个单摆的振动图象根据图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个单摆的摆长是多少？答案解析1.【解析】选c.如图所示，图线中a、b两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，a错误，c正确物体的位移增大时，动能减少，势能增加，d错误单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，b错误【总结提升】以位移为线索判断简谐运动的物理量变化(1)从力的角度来看位移越大，回复力越大，据牛顿第二定律知加速度越大；回复力方向与位移方向相反，则加速度方向与位移方向相反.(2)从能的角度来看位移越大，势能越大，由于振动系统机械能守恒，动能越小，则速度也越小.(3)判断运动学物理量变化问题应从图象或函数表达式中获取位移变化的信息，从而进行分析判断.2.【解析】选c.由关系式可知振幅为5 cm，a错；由=可得t=8 s，b错；t = 4 s时，x=0，质点的速度最大，加速度为零，c对d错.3.【解题指南】解答本题时应明确以下三点：(1)由木板被水平匀速拉出获得长度为0.60 m的木板所表示的时间.(2)从板上的曲线获得砂摆在相应时间内的振动情况.(3)单摆的周期公式.【解析】选a.由图乙可知t=2t=3 s,t=1.5 s,据t=可得摆长大约为0.56 m,故a正确.4.【解析】选d.由振动图象可知t1和t3时刻摆球偏离平衡位置位移最大，此时摆球速度为0，悬线对摆球拉力最小，a、c错；t2和t4时刻摆球位移为0，正在通过平衡位置，速度最大，悬线对摆球拉力最大，b错d对5.【解析】选b、d.由共振条件及共振曲线可知:驱动力频率f越接近振动系统的固有频率f0,则振幅越大,故知:当ff0时,振幅随f的增大而减小,随f的减小而增大,b正确;系统振动稳定时,振动频率等于驱动力频率f,与固有频率f0无关,d对,c错.故选b、d. 6.【解析】选a、b、d.单摆周期t=南(北)极处的重力加速度比赤道处大，周期变小，频率变大，a正确；由mg=知，从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，重力加速度将变为原来的则周期变为原来的2倍， b正确；人造卫星中的物体处于完全失重状态，单摆不会摆动，故c错误；单摆的周期与振幅无关，d正确.【变式备选】在福州调准的摆钟，随南极考察船到达南极，这个摆钟( ) a.变慢了b.变快了，应减小摆长c.不变d.变快了，应加大摆长【解析】选d.由福州到南极，重力加速度变大，由t=得摆钟的周期变小，摆钟变快了，故应加大摆长再次调准摆钟，故选d.7.【解析】选b.弹簧振子在曲轴作用下做受迫振动，因此弹簧振子的振动周期等于把手转动的周期t2，a错b对.由于t2t1，故欲使振幅增大，应使t2减小，即转速应增大，c、d错 8.【解析】选a、c.加电场后，振子的平衡位置在弹簧伸长为处，由简谐运动的对称性知振子的振幅为，到达最右端时弹簧的形变量为，a对、b错；由于电场力做功，因此运动过程中小球的电势能、弹簧的弹性势能和动能的总量不变，机械能不守恒，c对、d错，故选a、c.9.【解析】(1)设周期为t，则t/20.5 s，t1 s， f1 hz.(4分)(2)设振幅为a，则2a20 cm，a10 cm.(4分)振子在1t内通过的路程为4a，故在t5 s5t内通过的路程s54a20a2010 cm200 cm2 m.(5分)5 s末振子处在b点，所以它相对平衡位置的位移大小为10 cm.(5分)答案：(1