高中物理必修一必修3第4讲11.doc

高效作业知能提升一、选择题1一个弹簧振子，第一次被压缩x后释放做自由振动，周期为T1，第二次被压缩2x后释放做自由振动，周期为T2，则两次振动周期之比T1T2为()A11B12C21D14解析：只要是自由振动，其振动的周期只由自身因素决定，对于弹簧振子而言，就是只由弹簧振子的质量m和弹簧的劲度系数k决定的，而与形变大小，也就是振幅无关所以只要弹簧振子这个系统不变(m、k不变)，周期就不会改变，所以答案为A.答案：A图11102图1110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()A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时刻的机械能小于N时刻的机械能解析：由于摆球的势能大小由其位移和摆球质量共同决定，P、N两时刻位移大小相同，关于平衡位置对称，所以势能相等，A正确；由于系统机械能在减少，P、N势能相同，则P处动能大于N处动能，所以B、C、D错答案：A3(2011北京西城模拟)如图1111甲，一弹簧振子在AB间做简谐运动，O为平衡位置，如图1111乙是振子做简谐运动时的位移时间图像，则关于振子的加速度随时间的变化规律，图1112所示的四个图像中正确的是()甲乙图1111AB.CD.图1112解析：设位移xAsint，则加速度axsint，当t时a，故C正确答案：C4下表表示某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固60Hz B60Hzf固70HzC50Hzf固60Hz D以上选项都不对解析：由题中表格数据可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小，f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大，并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢比较各组数据知f驱在5060 Hz范围内时，振幅变化最小因此，50 Hzf固60 Hz.答案：C图11135如图1113所示，弹簧下端挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，则物体在振动过程中()A物体在最低点时所受的弹力大小应为2mgB弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C弹簧的最大弹性势能等于2mgAD物体的最大动能应等于mgA解析：由于物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，故该点处物体的加速度大小为g，方向竖直向下，根据振动的对称性，物体在最低点时的加速度大小也为g，方向竖直向上，由牛顿第二定律Fmgma，而ag，得物体在最低点时所受的弹力大小应为2mg，A选项正确；在振动过程中弹簧的弹性势能、物体的动能及物体的重力势能总和不变，B选项错误；从最高点运动到最低点时，由机械能守恒得重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加，故弹簧的最大弹性势能等于2mgA，C选项正确；物体在平衡位置时具有最大动能，从最高点到平衡位置的过程，由动能定理得EkmmgAW弹簧，故D选项错误答案：AC6如图1114(a)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，其振动图像如图1114(b)所示，以下说法正确的是()图1114At1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，小球速度为零，轨道对小球支持力最小；在t2和t4时刻，位移为零，小球速度最大，轨道对小球的支持力最大答案：AD图11157如图1115所示，物体A和B用轻绳相连挂在弹簧下静止不动，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的绳突然断开后，物体A将在竖直方向上做简谐运动，则A振动的振幅为()A. B.C. D.解析：剪断轻绳前，弹簧伸长的长度为x1.若弹簧下只挂有A，则静止时弹簧的伸长量x2，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x1x2.答案：A图11168如图1116所示，AC是一段半径为2 m的光滑圆弧轨道，圆弧与水平面相切于A点，BC7 cm.现将一个小球先后从曲面的顶端C和圆弧中点D由静止开始释放，到达底端时的速度分别为v1和v2，所用的时间分别为t1和t2，则()Av1v2，t1t2 Bv1v2，t1t2Cv1v2，t1t2 Dv1v2，t1t2解析：小球两次运动均可看成类单摆运动，虽然释放的高度不同，但所用时间均为，故t1t2.根据机械能守恒知，小球从C下滑至A点的高度差大，故由C运动到A点时的速度大，即v1v2.答案：A9铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行的列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动普通钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s下列说法正确的是()A列车的危险速率为40m/sB列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D增加钢轨的长度有利于列车高速运行解析：列车在钢轨上运动时，受钢轨对它的冲击力作用做受迫振动，当钢轨对它的冲击力的频率等于列车固有频率时，列车的振幅最大，因v40m/s，故A正确；列车过桥做减速运动，是为了使驱动力频率远小于桥梁固有频率，防止桥梁发生共振，而不是列车发生共振，B、C错误；增加钢轨的长度有利于列车高速运行，D对答案：AD二、非选择题10有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度已知该单摆在海平面处的周期为T0，当气球停在某一高度时，测得该单摆的周期为T.求该气球此时离海平面的高度h.(把地球看做质量均匀分布的半径为R的球体)解析：根据单摆周期公式T02，T2，其中l是单摆长度，g0和g分别是两地点的重力加速度根据万有引力定律公式可得g0G，gG，由以上各式可解得h(1)R.答案：(1)R图111711如图1117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)答案： (其中n1、2、3)12如图1118(a)所示，在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P，在下面放一白纸带当小球做简谐运动时，沿垂直于振动方向拉动纸带，笔P就在纸带上画出了一条振动曲线已知在某次实验中沿如图1118(a)所示方向拉动纸带，且在某段时间内得到如图1118(b)所示的曲线根据曲线回答下列问题：(a)(b)图1118(1)纸带速度的变化是_(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)若已知纸带的加速度a2m/s2，且已测出图1118(b)中xab0.54m，xbc0.22m，则弹簧振子的周期T_.图1119(3)若纸带做v2m/s的匀速直线运动，从t0时刻，即振子经过平衡位置向y轴正方向振动时开始计时，试在图1119所给的坐标中画出纸带上产生