【立体设计】高考物理 第12章 第1讲 机械振动课后限时作业 新人教版选修34.docVIP

【立体设计】2012高考物理 第12章 第1讲 机械振动课后限时作业 新人教版选修3-4一、选择题(每小题5分，共15分)1.光滑斜面倾角为，斜面上有一辆挂有单摆的小车，如图所示，在小车下滑过程中单摆同时摆动，已知摆长为l，则单摆的振动周期为（ ）a.t= b.t=0c.t= d.t=【解析】单摆处于失重状态，当单摆与小车相对静止加速下滑时，设摆球的质量为m,则摆线拉力为t=mgcos,单摆做简谐运动的等效重力加速度g=gcos,单摆振动周期为t=,故d选项对.【答案】d2.一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力f随时间t变化的图线为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（ ）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t1=5 s和t2=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功率最大【解析】由于f=-kx,由f-t图象知，在t从0到2 s时间内，弹簧振子位移变大，离开平衡位置做减速运动，a错；在t1=3 s和t2=5 s时，图象斜率相同，说明速度大小相等，方向相同，b错；t1=5 s和t2=7 s时位移大小、方向都相同，c对；在t从0到4 s时间内，t=2 s时刻弹簧振子回复力最大，在端点位置，速度为零，功率最小，d错，故选c.【答案】c3.如图所示，5个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，a是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动.下列结论正确的是 （ ）a.其他各摆的振动周期与a摆的相同b.其他各摆的振幅都相等c.其他各摆的振幅不同，e摆的振幅最大d.其他各摆的振动周期不同，d摆周期最大【解析】受迫振动的周期都应等于驱动力的周期（a摆的周期）.a、e两摆为双线摆，其等效摆长相等，la=le，a摆振动后迫使水平绳振动，水平绳再迫使其他摆振动，由于e摆的固有周期与驱动力a摆的周期相同，e摆的振幅最大，b、c、d 3个摆的固有周期偏离驱动力a摆的周期各不相同，所以它们振动的振幅各不相同.【答案】a、c二、非选择题(共45分)4(9分)一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，如图甲所示该装置可用于研究弹簧振子的受迫振动匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图乙所示当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图丙所示若用t0表示弹簧振子的固有周期，t表示驱动力的周期，y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则(1)稳定后，物体振动的频率f_hz.(2)欲使物体的振动能量最大，需满足什么条件？答：_.(3)利用上述所涉及的知识，请分析某同学所提问题的物理道理“某同学考虑，我国火车第六次大提速时，需尽可能的增加铁轨单节长度，或者是铁轨无结头”答：_.【解析】(1)由丙图可知，f hz0.25 hz.(2)物体振动能量最大时，即振幅最大，故应发生共振，所以应有tt04 s.(3)若单节车轨非常长，或无结头，则驱动力周期非常大，从而远离火车的固有频率，即火车的振幅较小【答案】(1)0.25(2)tt04 s(3)见解析5 (11分)弹簧振子以o点为平衡位置在b、c两点之间做简谐运动，b、c相距20 cm.某时刻振子处于b点，经过0.5 s，振子首次到达c点，求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s内通过的路程及位移大小；(3)振子在b点的加速度大小跟它距o点4 cm处p点的加速度大小的比值【答案】(1)1.0 s1.0 hz(2)200 cm10 cm (3)526(10分)如图所示是用频闪照相的方法拍到的一个弹簧振子的振动情况，甲图是振子静止在平衡位置的照片，乙图是振子被拉伸到左侧距平衡位置20 cm处，放手后向右运动周期内的频闪照片已知频闪的频率为10 hz，则：(1)相邻两次闪光的时间间隔为多少？(2)振子振动周期为多少？【解析】由题意知闪光周期t10.1 s，即相邻两次闪光的时间间隔t0.1 s，振子的振动周期t2430.1 s1.2 s.【答案】(1)0.1 s(2)1.2 s7(15分)如图所示为一弹簧振子的振动图象(1)从计时开始经过多少时间第1次达到弹性势能最大？(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？【解析】(1)由图知，在计时开始的时刻振子恰好以沿x轴正方向的速度通过平衡位置o，此时弹簧振子具有最大动能随着时间的延续，速度不断减小，而位移逐渐加大，经tt1 s，其位移达到最大，此时弹性势能最大(2)由图知，在t2 s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零随着时间的延续，位移值不断加大，加速度的值也变大，速度值不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大当t3 s时，加速度的值达到最大，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值(3)振