（浙江专用）高考物理一轮作业手册 第31讲 机械振动 探究单摆周期与摆长的关系（含解析） 新人教版.doc

课时作业(三十一)第31讲机械振动探究单摆周期与摆长的关系 1.2012上海六校联考若单摆的摆长不变，摆球的质量由20 g增加为40 g，摆球离开平衡位置的最大角度由4减为2，则单摆振动的()a频率不变，振幅不变b频率不变，振幅改变c频率改变，振幅不变d频率改变，振幅改变2单摆做简谐振动，在摆动的过程中()a只有在平衡位置时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力b只有在最高点时，回复力才等于重力和细绳拉力的合力c小球在任意位置处，回复力都等于重力和细绳拉力的合力d小球在任意位置处，回复力都不等于重力和细绳拉力的合力32012兰州模拟一个做简谐运动的弹簧振子，周期为t，振幅为a，设振子第一次从平衡位置运动到x处所经最短时间为t1，第一次从最大正位移处运动到x处所经最短时间为t2.关于t1与t2，以下说法正确的是()at1t2 bt1t2 d无法判断42012镇江模拟 如图k311所示是单摆做阻尼振动的位移时间图线，下列说法中正确的是()图k311a摆球在p与n时刻的势能相等b摆球在p与n时刻的动能相等c摆球在p与n时刻的机械能相等d摆球在p时刻的机械能大于在n时刻的机械能52012上海虹口期末在上海走时准确的摆钟，随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，则这个摆钟()a变慢了，重新校准应减小摆长b变慢了，重新校准应增大摆长c变快了，重新校准应减小摆长d变快了，重新校准应增大摆长62012西城期末如图k312所示，长度为l的轻绳上端固定在o点，下端系一小球(小球可以看成质点)，在o点正下方距o点l处的p点固定一颗小钉子现将小球拉到a点处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球b点是小球运动的最低位置，c点(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置已知a点与b点之间的高度差为h，hl，a、b、p、o在同一竖直平面内，当地的重力加速度为g，不计空气阻力下列说法正确的是()图k312ac点与b点的高度差小于hbc点与b点的高度差等于hc小球摆动的周期等于 d小球摆动的周期等于 7如图k313所示，弹簧振子的小球在b、c之间做简谐运动，o为bc间的中点，b、c间的距离为10 cm，则下列说法正确的是()a小球的最大位移是10 cmb只有在b、c两点时，小球的振幅才是5 cm，在o点时，小球的振幅是0c无论小球在任何位置，它的振幅都是5 cmd从任意时刻起，一个周期内小球经过的路程都是20 cm图k313图k3148如图k314所示，将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从a、b、c三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点d，其中甲是从圆心a出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端b到达另一端d，丙沿圆弧轨道从c点运动到d点，且c点很靠近d点如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是()a甲球最先到达d点，乙球最后到达d点b甲球最先到达d点，丙球最后到达d点c丙球最先到达d点，乙球最后到达d点d甲球最先到达d点，无法判断哪个球最后到达d点9如图k315所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅a与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是()图k315a摆长约为10 cmb摆长约为1 mc若增大摆长，则共振曲线的“峰”将向右移动d若增大摆长，则共振曲线的“峰”将向左移动102012福建师大附中期末如图k316所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动在运动过程中()图k316a甲的振幅大于乙的振幅b甲的振幅小于乙的振幅c甲的最大速度小于乙的最大速度d甲的最大速度大于乙的最大速度11如图k317所示，在曲轴上悬挂一个弹簧振子，曲轴不动时让其上下振动，振动周期为t1.现使把手以周期t2匀速转动，t2t1，当其运动达到稳定后，则()图k317a弹簧振子的振动周期为t1b弹簧振子的振动周期为t2c要使弹簧振子的振幅增大，可以减小把手的转速d要使弹簧振子的振幅增大，可以增大把手的转速12简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图k318甲所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔p，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔p在纸带上画出的就是小球的振动图像取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示图k318(1)为什么必须匀速拖动纸带？(2)刚开始计时时，振子处在什么位置？t17 s时振子相对平衡位置的位移是多少？(3)若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上t1 s和t3 s对应的两点间的距离是多少？(4)振子在_ s末负方向速度最大；在_ s末正方向加速度最大；t2.5 s时振子正在向_方向运动(5)写出振子的振动方程课时作业(三十一)1b解析 单摆的摆长不变时，单摆振动的周期t2不变，频率f不变；摆长不变时，摆角越大，振幅越大，选项b正确2b解析 单摆在一个圆弧上来回运动，摆球做圆周运动的向心力由重力沿悬线方向的分力和悬线拉力的合力提拱，而回复力是指重力沿圆弧切线方向的分力摆球在平衡位置时，速度不为零，向心力不为零，而回复力为零，所以合力不是回复力，摆球在最高点时，速度为零，向心力为零，合力等于回复力，故选项b正确3b4ad解析 p、n两时刻摆球的位移大小相等，所以重力势能相等，a对；摆球在p时刻的速度大，所以动能大，故b、c错，d对5a解析 摆钟随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，重力加速度减小，摆动周期增大，摆钟变慢了，重新校准应减小摆长，选项a正确6bc解析 由机械能守恒定律可知，c点与b点的高度差等于h，选项a错误，选项b正确；小球摆动的周期t ，选项c正确，选项d错误7cd解析 简谐运动中的平衡位置就是对称点，所以o点是平衡位置小球的最大位移是5 cm或5 cm，故选项a错误振幅是物体离开平衡位置的最大距离，反映的是振动物体振动的能力，并不说明物体一定在最大距离处，在o点的小球也能够到达最大距离处，所以小球在o点的振幅也是5 cm，故选项b错误，选项c正确根据一次全振动的概念可知选项d正确8a解析 甲球运动的时间t1；设bd轨道的倾角为，乙球运动的时间为t2，则agsin，bd长为2rsin，由2rsin(gsin)t，可得t22；丙球做简谐运动，t32 ，选项a正确9bd解析 由单摆做受迫振动时的共振曲线可知，当单摆发生共振时，驱动力的频率等于固有频率，即固有频率为0.5 hz，因而固有周期为2 s，由单摆的周期公式可知，此单摆的摆长约为1 m，选项b正确；若增大摆长，则周期变长，频率变小，共振曲线的“峰”将向左移动，选项d正确10c解析 细绳断开前，两根弹簧上的弹力大小相同，伸长量相同，细线断开后，两物块都开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置都在弹簧原长位置，最远点都在细线断开前的位置，所以它们的振幅相等，选项a、b错误；两物体做简谐运动时，动能和势能相互转化，总机械能保持不变，细绳断开前，弹簧的弹性势能就是物体做简谐运动时的机械能，所以振动过程中，它们的机械能相等，到达平衡位置时，它们的势能为零，动能和速度都达到最大，因为甲的质量大于乙的质量，所以甲的最大速度小于乙的最大速度，选项c正确，d错误11bd解析 弹簧振子做受迫振动，其振动周期与驱动力的周期相同，为t2，b正确弹簧振子的固有周期为t1，把手的转速越大，转动的周期t2越小，当t2t1时，弹簧振子发生共振，振幅达到最大，d正确12(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)左侧最大位移零(3)4 cm(4)30或4x(5)x10sin cm解析 (1)当纸带匀速运动时，由xvt知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)由图可