高三物理一轮复习练习题选修3-41.doc

(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)1一质点做简谐运动时，其振动图象如图所示由图可知，在t1和t2时刻，质点运动的()A位移相同B回复力相同C速度相同D加速度相同解析：从题图中可以看出在t1和t2时刻，质点的位移大小相等、方向相反则在t1和t2时刻质点所受的回复力大小相等、方向相反，加速度大小相等、方向相反，A、B、D错误；在t1和t2时刻，质点都是从负最大位移向正最大位移运动，速度方向相同，由于位移大小相等，所以速度大小相等C正确答案：C2.一列简谐横波沿直线由A向B传播，A、B相距0.45 m，如图是A处质点的振动图象当A处质点运动到波峰位置时，B处质点刚好到达平衡位置且向y轴正方向运动，这列波的波速可能是()A4.5 m/sB3.0 m/sC1.5 m/sD0.7 m/s解析：由振动图象可知，振源的振动周期T0.4 s，再根据题意结合波的周期性可知0.45 m，而波速v，即v m/s，当n0时，v14.5 m/s，当n1时，v20.9 m/s，当n2时，v30.5 m/s，所以答案为A.答案：A3一个摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t0)，当t1时，摆球具有负向最大加速度，则单摆的位移x随时间t变化的图象是()解析：由T2知，当t1T时，摆球处于正向最大位移处，故B项正确答案：B4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”将向左移动解析：由单摆做受迫振动时的共振曲线可知，当单摆发生共振时，固有频率等于驱动力的频率，即固有频率为0.5 Hz，因而固有周期为2 s，由单摆的周期公式可知，此单摆的摆长约为1 m，B正确；若增大摆长，周期变长，频率变小，共振曲线的“峰”将向左移动，D正确答案：BD5某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xAsint，则质点()A第1 s末与第3 s末的位移相同B第1 s末与第3 s末的速度相同C3 s末至5 s末的位移方向都相同D3 s末至5 s末的速度方向都相同解析：质点第1 s末的位移为：x1Asint1AsinA，第3 s末的位移为：x3Asint3AsinA，A正确；第1 s末是质点从平衡位置向正向最大位移运动的过程中的一个时刻，质点的速度为正，第3 s末是从正向最大位移向平衡位置运动的过程中的一个时刻，质点的速度为负，第1 s末与第3s末的速度方向相反，B错误；第5s末的位移为：x5Asint5AsinA，与第3 s末的位移方向相反，C错误；第5 s末是质点从平衡位置向负向最大位移运动的过程中的一个时刻，质点的速度为负，3 s末至5 s末的速度方向都相同，D正确答案：AD6(1)将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是_At0.2 s时摆球正经过最低点Bt1.1 s时摆球正经过最低点C摆球摆动过程中机械能减小D摆球摆动的周期是T1.4 s(2)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是_A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆解析：(1)悬线拉力在经过最低点时最大，t0.2 s时，F有正向最大值，故A选项正确，t1.1 s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T1.2 s，因振幅减小，故机械能减小，C选项正确(2)振幅可从题图上看出甲摆大，故B对且两摆周期相等，则摆长相等，因质量关系不明确，无法比较机械能t0.5 s时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，所以正确答案为A、B、D.答案：(1)AC(2)ABD7一质点简谐运动的振动图象如图所示(1)该质点振动的振幅是_ cm.周期是_ s初相是_(2)写出该质点简谐运动的表达式，并求出当t1 s时质点的位移解析：(1)由质点振动图象可得A8 cm，T0.2 s，.(2)10 rad/s.质点简谐运动表达式为x8sin cm，当t1 s时，x8 cm.答案：(1)80.2(2)x8sin cm8 cm8一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，砝码的振动图象如图丙所示若用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？_(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”_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周期，即火车的振幅较小以便来提高火车的车速答案：(1)0.25(2)TT04 s(3)使驱动力的周期远离火车的固有周期，以便于提高火车的车速9简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图乙所示(1)为什么必须匀速拖动纸带？(2)刚开始计时时，振子处在什么位置？t17 s时振子相对平衡位置的位移是多少？(3)若纸带运动的速度为2 cm/s，振动图线上1、3两点间的距离是多少？(4)振子在_ s末负方向速度最大；在_ s末正方向加速度最大；2.5 s时振子正在向_方向运动(5)写出振子的振动方程解析：(1)纸带匀速运动时，由xvt知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)由图乙可知t0时，振子在平衡位置左侧最大位移处；周期T4 s，t17 s时位移为零(3)由xvt，所以1、3间距x2 cm/s2 s4 cm.(4)3 s末负方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t0或t4 s时正方向加速度最大；t2.5 s时，向x方向运动(5)x10sin cm.答案：(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)左侧最大位移零(3)4 cm(4)30或4x(5)x10 sin cm10.一质点做简谐运动，其位移和时间关系如图所示(1)求t0.25102 s时的位移；(2)在t1.5102 s到2102 s的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t0至8.5102 s时间内，质点的路程、位移各多大？解析：(1)由图可知A2 cm，T2102 s，振动方程为xAsinAcos t2cost cm2cos (102t) cm当t0.25