高三物理一轮总复习 （选修34）1.1 机械振动课时作业 新人教版.doc

机械振动一、选择题1质点做简谐运动，下列各物理量中变化周期是振动周期一半的是()a位移 b回复力c加速度 d动能【解析】结合简谐运动的过程分析可知：位移、回复力、加速度都是矢量它们的变化周期与质点做简谐运动的周期相等；而动能是标量，它的变化周期等于简谐周期的一半，d正确【答案】d2.如图所示，一轻弹簧上端固定在天花板上，下端挂一个重为300 n的钩码，静止时弹簧伸长了3 cm.现将钩码竖直向下拉2 cm，然后无初速度释放，使钩码沿竖直方向振动，则钩码所受的最大回复力f及其振动的振幅a分别为()af200 n，a2 cmbf200 n，a3 cmcf300 n，a3 cmdf500 n，a5 cm【解析】钩码静止时，是简谐运动的平衡位置，fkxmg，可求得k n/m10 000 n/m，所以当钩码竖直向下拉2 cm时，振幅是a2 cm，当钩码在最大振幅位置时，回复力最大，fkx10 0002102 n200 n，即回复力大小为f200 n，选项a正确，b、c、d错误【答案】a3某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x10sin cm，则下列关于质点运动的说法中正确的是()a质点做简谐运动的振幅为5 cmb质点做简谐运动的周期为4 sc在t4 s时质点的速度最大d在t4 s时质点的位移最大【解析】由x10sin cm可知，a10 cm.由 rad/s得t8 st4 s时，x0，说明质点在平衡位置，此时质点的速度最大，位移为0，所以只有c项正确【答案】c4.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】由题意知，在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，a、b错误；两物体在平衡位置时的速度最大，此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能，所以甲、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以c正确，d错误【答案】c5如图甲所示，弹簧振子以o点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动以向左为正，振子的位移x随时间t的变化规律如图乙所示，则由图可知()at0.2 s时，振子在o点右侧6 cm处bt1.4 s时，振子的速度方向向右ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度相同dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大【解析】t1.4 s时，振子的速度方向向左，所以b错t0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度大小相同，方向相反，所以c错xt图象的斜率代表速度大小t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大，d对【答案】d6在“用单摆测重力加速度”的实验中，为了减小实验误差，以下操作正确的是()a选取长度10 cm左右的细绳作为摆线b在摆球运动到最低点处开始计时c若摆球n次经过最低点所用的时间为t，则单摆的周期为td多次改变摆长l，测出不同摆长下摆球运动的周期t，可由tl图象求出重力加速度g【解析】在用单摆测重力加速度实验中，摆线的选取应适当长一些，10 cm太短，a错误；摆球运动到最低点时，运动最明显，在此计时，误差最小，b正确；摆球一个周期内两次经过最低点，所以t，c错误；由周期公式得t242，可由t2l图象求出重力加速度g，d错误【答案】b7.如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 hz，则把手转动的频率为()a1 hz b3 hzc4 hz d5 hz【解析】弹簧振子做受迫振动，稳定时其振动频率等于驱动力的频率，则把手转动的频率f1 hz，选项a正确【答案】a8(多选)(2016日照模拟)如图所示是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是()a甲、乙两单摆的振幅之比为21bt2 s时，甲单摆的重力势能最小，乙单摆的动能为零c甲、乙两单摆的摆长之比为41d甲、乙两单摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等【解析】由题图知，甲、乙两单摆的振幅分别为4 cm、2 cm，故选项a正确；t2 s时，甲单摆在平衡位置处，乙单摆在振动的最大位移处，故选项b正确；由单摆的周期公式，推出甲、乙两单摆的摆长之比为l甲l乙tt14，故选项c错误；设摆球摆动的最大偏角为，由mgl(1cos)mv2及a可得，摆球在最低点时向心加速度a2g(1cos)，因两摆球的最大偏角未知，故选项d错误【答案】ab9.(多选)某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为xasint，振动图象如图所示，下列说法正确的是()a简谐运动的频率为0.125 hzb弹簧在第1 s末与第3 s末的长度相同c简谐运动的圆频率是 rad/sd第3 s末振子的位移大小为a/2e从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向发生变化【解析】由振动图象可知，简谐运动的频率为0.125 hz，弹簧振子在第1 s末与第3 s末的位移相同，弹簧长度相同，选项a、b正确；由振动图象可知，振动周期为t8 s，简谐运动的圆频率是 rad/s，选项c正确；第3 s末振子的位移大小为xasintasina/2，选项d错误；从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向不发生变化，选项e错误【答案】abc10蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，它的腿能敏捷地感觉到落在丝网上的昆虫对丝网造成的振动当丝网的振动频率为f200 hz左右时，丝网振动的振幅最大，最大振幅为0.5 cm.已知该丝网共振时，蜘蛛能立即捕捉到丝网上的昆虫则对于落在丝网上的昆虫()a当其翅膀振动的频率为200 hz左右时，蜘蛛能立即捕捉到它b当其翅膀振动的周期为0.05 s左右时，蜘蛛能立即捕捉到它c当其翅膀振动的频率为300 hz左右时，蜘蛛能立即捕捉到它d当其翅膀振动的频率为250 hz左右时，该丝网的振幅一定大于0.5 cm【解析】对于落在丝网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为200 hz左右时，或周期为0.005 s左右时，丝网发生共振，蜘蛛能立即捕捉到它，选项a正确，b错误对于落在丝网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为300 hz左右时，丝网不能发生共振，蜘蛛不能立即捕捉到它，选项c错误对于落在丝网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为250 hz左右时，丝网不发生共振，该丝网的振幅一定小于0.5 cm，选项d错误【答案】a二、非选择题11.如图，在半径为2.5 m的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距离最低点高度差h为1 cm.将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短时间为_s，在最低点处的加速度为_m/s2.(取g10 m/s2)【解析】小环离最低点较近，其运动可看作简谐振动，最短时间为t2 ，小环从最高点滑到最低点，由机械能守恒得，mghmv2，在最低点的向心加速度：a0.08 m/s2.【答案】0.0812.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，即n(其中n1,2,3，)由单摆周期公式t2 得d (其中n1,2,3，)【答案】d (其中n1,2,3，)13在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图甲所示是一个常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔p，在下面放一条白纸带，当小球振动时，匀速拉动纸带(纸带运动方向与振子振动方向垂直)，笔就在纸带上画出一条曲线，如图乙所示(1)若匀速拉动纸带的速度为1 m/s，则由图中数据算出振子的振动周期为多少？(2)作出p的振动图象(3)若拉动纸带做匀加速直线运动，且振子振动周期与原来相同由图丙中数据求纸带的加速度【解析】(1)由题图乙可知，当纸带匀速前进20 cm时，弹簧振子恰