【导与练】（福建专版）高考物理一轮复习 第一课时机械振动和振动图象课时训练.doc

第课时机械振动和振动图象【测控导航】知识点题号1.简谐运动的特征及描述2、82.单摆及其周期公式3、6、103.振动图象4、7、9、114.受迫振动、共振1、3、51.在实验室可以做“声波碎杯”的实验.用手指轻弹一只酒杯,可以听到清脆的声音,用频率测试仪测得此声音的频率为500 hz.将这只酒杯放在两只大功率的声波发生器之间,操作人员通过调整其发出的声波,就能使酒杯碎掉.下列说法正确的是(d)a.操作人员一定是把声波发生器的功率调到很大b.操作人员可能是使声波发生器发出了频率很高的超声波c.操作人员一定是同时增大声波发生器发出声波的频率和功率d.操作人员只需将声波发生器发出的声波频率调到500 hz解析:“声波碎杯”是利用酒杯在声波的作用下发生共振,从而使酒杯破碎,声波发生器的功率不需要过大,a错误;要使酒杯发生共振,必须使声波的频率等于酒杯的固有频率,从题意可以知道酒杯的固有频率为500 hz,所以只需将声波发生器发出的声波频率调到500 hz,b、c错误,d正确.2. (2012上海模拟)如图所示,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的绳突然剪断后,物体a将在竖直方向上做简谐运动,则a振动的振幅为(a)a.mgk b.mgkc.(m+m)gkd.(m+m)g2k解析:剪断轻绳前,弹簧伸长的长度为x1=mg+mgk.若弹簧下只挂有a,则静止时弹簧的伸长量x2=mgk,此位置为a在竖直方向上做简谐运动的平衡位置.则a振动的振幅为x1-x2=mg+mgk-mgk=mgk,故选项a正确.3.一个单摆做受迫振动,其共振曲线(振幅a与驱动力的频率f的关系)如图所示,则(b)a.此单摆的固有周期约为0.5 sb.此单摆的摆长约为1 mc.若摆长增大,单摆的固有频率增大d.若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动解析:共振时,单摆的频率f=0.5 hz,所以单摆固有周期为t=1f=2 s,a错误;由t=2lg可得单摆的摆长l1 m,b正确;若摆长增大,单摆的固有周期增大,固有频率减小,共振曲线的峰将向左移动,c、d错误.4. (2013南阳高三期末)一质点做简谐运动的图象如图所示,下列说法正确的是(b)a.质点运动频率是4 hzb.在10 s内质点经过的路程是20 cmc.第4末质点的速度是零d.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相同解析:振动图象表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移,由图象可看出,质点运动的周期t=4 s,其频率f=1t=0.25 hz;10 s内质点运动了52t,其运动路程s=524a=20 cm;第4 s末质点在平衡位置,其速度最大;t=1 s和t=3 s两时刻,由图象可看出,位移大小相等,方向相反,由以上分析可知,选项b正确.5.如图所示为受迫振动的演示装置,当单摆a振动起来后,通过水平悬绳迫使单摆b、c振动,则下列说法正确的是(d)a.只有a、c摆振动周期相等b.a摆的振幅比b摆小c.c摆的振幅比b摆小d.a、b、c三摆的振动周期相等解析:当单摆a振动起来后,单摆b、c做受迫振动,做受迫振动的物体的固有周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率),选项a错误,d正确;当驱动力的频率等于物体的固有频率时,发生共振现象,选项b、c错误.6.如图中两单摆的摆长相同,平衡时两摆球刚好接触,现将摆球a在两摆线所在的平面内向左拉开一个小角度后放手,碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动,以ma、mb分别表示摆球a、b的质量,则(c)a.如果mamb,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧b.如果mamb,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧c.无论mamb是多少,下一次碰撞只能在平衡位置d.无论mamb是多少,下一次碰撞都只能在平衡位置左侧解析:由于两摆球摆长相同,做简谐运动的周期相同,离开平衡位置后又同时回到平衡位置,只能在平衡位置相碰,c正确.7.(2012年重庆卷)装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示.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,则以下描述试管振动的图象中可能正确的是(d)解析:试管被竖直提起少许,说明试管在其平衡位置上方最大位移处释放,因规定竖直向上为正方向,故选项d正确.8.一弹簧振子做简谐运动,它所受的回复力f随时间t变化的图象为正弦曲线,如图所示,下列说法正确的是(c)a.在t从0到2 s时间内,弹簧振子做加速运动b.在t1=3 s和t2=5 s时,弹簧振子的速度大小相等,方向相反c.在t2=5 s和t3=7 s时,弹簧振子的位移大小相等,方向相同d.在t从0到4 s时间内,t=2 s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大解析:在t从0到2 s时间内,弹簧振子所受的回复力增大,说明位移在增大,振子做减速运动,a错误;在t1=3 s和t2=5 s时,振子所受的回复力大小相等,速度大小相等,方向相同,b错误;在t2=5 s和t3=7 s时,回复力大小相等,方向相同,则有弹簧振子的位移大小相等,方向相同,c正确;t=2 s时刻弹簧振子所受的回复力最大,振子的速度为零,则回复力做功的功率为零,d错误.9.劲度系数为20 n/cm的弹簧振子,它的振动图象如图所示,在图中a点对应的时刻(b)a.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0解析:由题图可知a点在t轴上方,此时振子位移x=0.25 cm,所以弹力f=-kx=-5 n,即弹力大小为5 n,方向指向x轴负方向,a错误;过a点作图象的切线,该切线斜率为正值,即振子的速度方向指向x轴的正方向,b正确;在04 s内振子完成两次全振动,c错误;由于t=0时刻和t=4 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内振子通过的路程为240.5 cm=4 cm,d错误.弹簧振子是简谐运动的典型实例,要注意体会弹簧振子振动过程中回复力、加速度、路程、位移、周期(频率)等物理量的变化规律.10.(2011年江苏卷)将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂,下端系上质量为m的物块.将物块向下拉离平衡位置后松开,物块上下做简谐运动,其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期.请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期t.解析:单摆周期公式t=2lg且kl=mg代入解得:t=2mk.答案:2mk11.一物体沿x轴做简谐运动,振幅为8 cm,频率为0.5 hz,在t=0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的振动方程并画出相应的振动图象.解析:简谐运动振动方程的一般表示式为x=asin(t+0),根据题给条件有:a=0.08 m,=2f= rad/s,所以x=0.08 sin(t+0) m,将t=0时,x0=0.04 m代入得0.04 m=0.08sin 0 m,解得初相0=6或0=56,因为