【全程复习方略】高考物理一轮复习 第十一章 第1讲简谐运动受迫振动课时提升作业 教科版选修34.doc

【全程复习方略】2014版高考物理一轮复习 第十一章 第1讲简谐运动受迫振动课时提升作业 教科版选修3-4 (40分钟 100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。多选题已在题号后标出,选不全得4分)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.(2013泸州模拟)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,若测得的g值偏大,可能是因为()a.摆球质量过大b.单摆摆动时振幅较小c.测量摆长时,只考虑了摆线长,忽略了小球的半径d.测量周期时,把n次全振动误记为n+1次全振动,使周期偏小3.悬挂在竖直方向上的弹簧振子,周期t=2s,从最低点位置向上运动时刻开始计时,在一个周期内的振动图像如图所示,关于这个图像,下列说法正确的是()a.t=1.25s时,振子的加速度为正,速度也为正b.t=1.7s时,振子的加速度为负,速度也为负c.t=1.0s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值d.t=1.5s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值4.(2013松江模拟)关于单摆的运动有下列说法,正确的是()a.单摆的回复力是摆线的拉力与重力的合力b.单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力c.单摆的周期与质量无关,与振幅、摆长及当地的重力加速度有关d.在山脚下走时准确的摆钟移到高山上走时将变快5.如图所示,图甲是利用砂摆演示简谐运动图像的装置。当盛砂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形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间的变化关系。已知木板被水平拉动的速度为0.20m/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为(取g=2)()a.0.56 mb.0.65 mc.1.0 md.2.3 m6.(2013开封模拟)光滑的水平面上放有质量分别为m和12m的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示.已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统能像一个整体一样地振动,系统的最大振幅为()a.fkb.2fkc.3fkd.4fk7.(多选)如图所示为甲、乙两单摆做简谐运动的图像,则() a.甲、乙两单摆的摆长之比为21b.甲、乙两单摆的周期之比为21c.甲、乙两单摆的振幅之比为21d.甲、乙两单摆的机械能之比为218.(多选)(2013泰安模拟)如图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()a.摆长约为10 cmb.摆长约为1 mc.若增大摆长,共振曲线的“峰”将向右移动d.若增大摆长,共振曲线的“峰”将向左移动9.(多选)将一单摆向左拉至水平标志线上,由静止释放,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,若闪光的时间间隔为t,以下说法正确的是()a.该单摆的周期为15tb.该单摆的周期为30tc.摆线碰到障碍物前后的摆长之比为94d.摆线碰到障碍物前后的摆长之比为3210.(多选)如图甲所示为以o点为平衡位置,在a、b两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图像,由图可知下列说法中正确的是()a.在t=0.2s时,弹簧振子的加速度为正向最大b.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子在同一位置c.从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子做加速度增大的减速运动d.在t=0.6s时,弹簧有最小的弹性势能二、计算题(本大题共2小题,共30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)11.(能力挑战题)(12分)某同学设计了一个测物体质量的装置,如图所示,其中p是光滑水平面,轻质弹簧的劲度系数为k,a是质量为m的带夹子的标准质量金属块,q是待测物体。已知该装置的弹簧振子做简谐运动的周期为t=2mk,其中,m是振子的质量,k是与弹簧的劲度系数有关的常数,当只有a物体振动时,测得其振动周期为t1,将待测物体q固定在a上后振动周期为t2,则待测物体的质量为多少?这种装置比天平优越之处是什么?12.(18分)如图所示,质量为m=0.5kg的物体放在质量为m=4.5kg的平台上,随平台上、下做简谐运动。设在简谐运动过程中,二者始终保持相对静止。已知弹簧的劲度系数为k=400n/m,振幅为a=0.1m。试求:(1)二者一起运动到最低点时,物体对平台的压力大小;(2)二者一起运动到最高点时,物体对平台的压力大小。(取g=10m/s2)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像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d。由t=2得g=,可知g的测量值与摆球的质量、振幅无关,a、b错误;若忽略了球的半径,会导致摆长变短,所以g的测量值会偏小,c错误;把n次全振动误记为n+1次全振动,使周期偏小,导致g的测量值偏大,d正确。3.【解析】选c。由图像可知t=1.25s时,位移为正,加速度为负,a错;t=1.7s时,位移为负,加速度为正,b错;t=1.0s时,位移最大,振子的速度为零,加速度为负的最大值,c对;t=1.5 s时,位移为零,速度最大,d错。【变式备选】如图所示为某质点沿x轴做简谐运动的图像,下面说法中正确的是()a.在t=4s时,质点速度最大,加速度为0b.在t=1s时,质点速度和加速度都达到最大值c.在0到1s时间内,质点速度和加速度方向相同d.在t=2s时,质点的位移沿x轴负方向,加速度也沿x轴负方向【解析】选c。由简谐运动的特点可知,t=1s时速度最大,加速度为零,但01s内两者方向相同。t=2s时,位移沿x轴负方向,但加速度沿x轴正方向;t=4s时质点加速度最大,且沿x轴负方向,速度为零,故c正确。4.【解析】选b。单摆的回复力是重力沿摆球运动轨迹切向的分力,不是摆球所受的合外力,故a错误、b正确;根据单摆的周期公式t=2可知,单摆的周期与质量、振幅无关,与摆长和当地的重力加速度有关,故c错误;将摆钟从山脚移到高山上时,摆钟所在位置的重力加速度g变小,根据t=2可知,摆钟振动的周期变大,走时变慢,故d错误。5.【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0.60m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=sv=3s,t=1.5s,据t=2可得摆长大约为0.56m,故a正确。6.【解析】选c。由两木块之间的最大静摩擦力为f,以质量为12m的木块为研究对象,可得整体的最大加速度a=fm2=2fm,则ka=32ma,由此得最大振幅a=3fk,故选c。7.【解析】选b、c。由题意知:t甲=2t乙,a甲=2a乙。又因为t=2,可得:l甲=4l乙,故b、c正确,a、d错误。8.【解析】选b、d。根据图像可看出单摆的固有频率为0.5hz,即周期为2s。根据周期公式很容易算出摆长约为1m,故a错误,b正确;若增大摆长,单摆周期将变长,固有频率变小,所以共振曲线的“峰”将向左移动,c错误,d正确。9.【解析】选b、c。从图像可以看出,摆球在平衡位置左侧的运动时间为9t,在平衡位置右侧的运动时间为6t,所以该单摆的周期为30t,b正确,a错误;根据l=g42t2可计算出摆线碰到障碍物前后的摆长之比为94,c正确,d错误。10.【解析】选b、c。t=0.2s时,弹簧振子的位移为正向最大值,而弹簧振子的加速度与位移大小成正比,方向与位移方向相反,a错误;在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的位移相同,b正确;从t=0到t=0.2s时间内,弹簧振子从平衡位置向最大位移运动,位移逐渐增大,加速度逐渐增大,加速度方向与速度方向相反,弹簧振子做加速度增大的减速运动,c正确;在t=0.6s时,弹簧振子的位移为负向最大值,即弹簧的形变最大,弹簧的弹性势能最大,d错误。11.【解析】只有a物体振动时,t1=2mk,将物体q固定在a上振动时,t2=2(m+m)k,(6分)解得m=m(t22t12-1)。这种装置比天平优越之处在于它可在完全失重时或太空中测物体质量。(6分)答案:m(t22t12-1)优越之处在于它可在完全失重时或太空中测物体质量12.【解析】(1)在平衡位置,设弹簧压缩量为x,有(m+m)g=kx,解得x=0.125m。(3分)在最低点,设物体对平台压力大小为f1,由牛顿第三