高考物理复习 金版教程 第12章第1单元 机械振动练习.doc

限时规范特训(时间：45分钟分值：100分)12012福建省师大附中高三上学期考试如图所示，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()a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解析： 细绳间断前，两根弹簧上的弹力大小相同，伸长量相同，剪断后，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，最远点都在剪断前的位置，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，细绳剪断前，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，动能或速度都达到最大速度，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错误答案：c2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，势能减少解析：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错误单摆摆球通过最低点时，回复力为零，但合力不为零，b错误答案：c32011上海单科两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速v1、v2(v1v2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f1，f2和a1，a2，则()af1f2，a1a2 bf1a2 df1f2，a1a2解析：单摆的频率由摆长决定，摆长相等，频率相等，所以a、b错误；由机械能守恒，小球在平衡位置的速度越大，其振幅越大，所以c正确，d错误答案：c4如图(a)是演示简谐运动图象的装置，当盛沙漏斗下面的薄木板n被匀速拉出时，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化的关系，板上的直线oo代表时间轴图(b)是两个摆中的沙在各自木板上形成的曲线，若n1和n2板拉动的速度v1和v2的关系为v22v1，则板n1、n2上曲线所代表的振动周期t1和t2的关系为()at2t1 bt22t1ct24t1 dt2t1解析：图(a)是课本中演示单摆振动图线的实验装置图，由图(b)图线中可以看出，板n1、n2拉动的距离s相同，拉n1板和拉n2板所用的时间为t1和t2，则sv1t1v2t2，因为v22v1，所以t2t1/2.由图(b)知，t1t1，t22t2代入得2t2，即t2.故正确选项为d.答案：d5心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可以计算出1分钟内心脏跳动的次数(即心率)，甲、乙两人在同一台心电图机上做出的心电图如图所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/分，则由二图及甲的心率可知心电图机图纸移动的速度v以及乙的心率为()a25 mm/s48次/分b25 mm/s75次/分c25 mm/min75次/分d25 mm/min48次/分解析：同一台心电图机纸带匀速移动速率相等，因此v25 mm/s.对乙心跳周期t s0.8 s心率为75次/min.答案：b62012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无法判断解析：用图象法，画出xt图象，如图所示，从图象上，我们可以很直观地看出：t1t1)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要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小d要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大解析：弹簧振子在把手作用下做受迫振动，因此振动周期为t2，b正确由于t2t1，故欲使振幅增大，应使t2减小，即转速应增大，故d正确答案：bd8弹簧振子做简谐运动，t1时刻速度为v，t2时刻速度也为v，且方向相同已知(t2t1)小于周期t，则(t2t1)(v0)()a可能大于 b可能小于c一定小于 d可能等于解析：如图所示，弹簧振子在a、a间做简谐运动，o为平衡位置，c、c分别是oa和oa间的关于o点对称的两位置根据对称性，c、c两位置速度大小一定相等，设为v.若c对应t1时刻，c对应t2时刻，在coc的过程中，速度均向右，满足(t2t1)t，则0t2t1.可以看出，c、c可无限靠近o，也可分别无限靠近a、a，即t2t1可小于，也可大于，故a、b正确若c对应t1时刻，c对应t2时刻，从cacocac的过程中，c、c的速度满足条件由图可知t2t1t，所以c、d不正确答案：ab9. 将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是()a摆线碰到障碍物前后的摆长之比为94b摆线碰到障碍物前后的摆长之比为32c摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大d摆线经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变大解析：由图，由t2得，摆线经过最低点时，线速度不变，半径减小，由tmgm知l变小时t增大答案：ac10如图甲所示，小球在内壁光滑的固定半圆形轨道最低点附近做小角度振动，其振动图象如图乙所示，以下说法正确的是()at1时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最小bt2时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最小ct3时刻小球速度为零，轨道对它的支持力最大dt4时刻小球速度最大，轨道对它的支持力最大解析：小球在t1和t3时刻，位移最大，v0，支持力最小，在t2、t4时刻，x0，小球速度最大，轨道对小球支持力最大，故正确答案为a、d.答案：ad11. 三根等长的线l1、 l2、 l3长度都是l，如图所示，系住一密度均匀，质量为m，直径为d的小球. l2、 l3与天花板间的夹角都是，求小球分别在纸面内和垂直纸面的平面内做小角度摆动时的等效摆长和周期解析：当摆球在纸面内做小角度摆动时，它其实是以a点做悬点做简谐运动，所以等效摆长就是l，周期为t12当摆球在垂直于纸面做小角度摆动时，其实它是以图中虚线与天花板的交点做为悬点做简谐运动，其等效摆长为llsind/2，所以周期为t22.12如图所示，有一个摆长为l的单摆，现将摆球a拉离平衡位置一个很小的角度，然后由静止释放，a摆至平衡位置p时，恰与静止在p处的b球发生正碰，碰后a继续向右摆动，b球以速度v沿光滑水平面向右运动，与右侧的墙壁碰撞后以原速率返回，当b球重新回到位置p时恰与a再次相遇，求位置p与墙壁间的距离d.解析：摆球a做简谐运动，当其与b球发生碰撞后速度改变，但是摆动的周期不变而b球做匀速直线运动，这样，再次相遇的条件为b球来回所需要的时间为单摆半周期的整数倍：2d/vn(t/2)(其中n1、2、3)由单摆周期公式t2得d(其中n1、2、3)13如图所示，质量为m的物体在竖直弹簧上做简谐运动，当振幅为a时，木块对弹簧压力的最大值为木块重力的1.5倍，求：(1)木块对弹簧压力的最小值为多少？(2)欲使木块不脱离弹簧，其振幅不能超过多少？解析：因为木块在竖直方向上做简谐运动，依题意木块在最低点时对弹簧的压力最大，在最高点对弹簧的压力最小(1)在最低点根据牛顿第二定律有fnmgma，代入数据解得a0.5 g由最高点和最低点相对平衡位置对称，加速度等值反向，所