2013高考物理一轮复习 拔高训练X3-4-1-1

1 对对应应学学生生 用用书书P P2 29 95 5 1 某质点做简谐运动 其位移随时间变化的关系式为x Asint 则质点 4 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 C 第 3 s 末至第 5 s 末的位移方向都相同 D 第 3 s 末至第 5 s 末的速度方向都相反 解析 根据x Asint 可求得该质点振动周期为T 8 s 则该质点振动图象如图所 4 示 图象的斜率为正表示速度为正 反之为负 由图可以看出第 1 s 末和第 3 s 末的位移相 同 但斜率一正一负 故速度方向相反 A 正确 B 错误 第 3 s 末和第 5 s 末的位移方向 相反 但两点的斜率均为负 故速度方向相同 选项 C D 错误 答案 A 图 1 1 17 2 一质点做简谐运动的图象如图 1 1 17 所示 下列说法正确的是 A 质点振动频率是 4 Hz B 在 10 s 内质点经过的路程是 20 cm C 第 4 s 末质点的速度为零 D 在t 1 s 和t 3 s 两时刻 质点位移大小相等 方向相同 解析 振动图象表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移 由图象可看出 质点运动的 周期T 4 s 其频率f 0 25 Hz 10 s 内质点运动了T 其运动路程为 1 T 5 2 s 4A 4 2 cm 20 cm 第 4 s 末质点在平衡位置 其速度最大 t 1 s 和t 3 s 5 2 5 2 两时刻 由图象可看出 位移大小相等 方向相反 由以上分析可知 B 选项正确 答案 B 3 铺设铁轨时 每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙 匀速运行列车经过轨端接 2 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 6 m 列车固有振动周期为 0 315 s 下列说法正确的是 A 列车的危险速率为 20 m s B 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 当列车固有振动频 率等于钢轨对它的冲击力的频率时 列车振动的振幅最大 因v 40 m s 故 l t 12 6 m 0 315 s A 错误 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 防止桥发生共振 现象 而不是列车发生共振现象 B 错 C 错 增加钢轨的长度有利于列车高速运行 D 对 答案 D 4 下表记录了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 Hz 304050607080 受迫振动振幅 cm 10 216 827 228 116 58 3 A f固 60 Hz B 60 Hz f固 70 Hz C 50 Hz f固 60 Hz D 以上三项都不对 解析 从图所示的共振曲线 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 组数据知在f驱在 50 Hz 60 Hz 范围内时 振幅变化最小 因此 50 Hz f固 60 Hz 即 C 选项正确 答案 C 5 如图 1 1 18 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 图 1 1 18 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 3 甲 乙两个物块做简谐运动时的振幅是相等的 A B 错 两物块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 乙两个物块的最大动能是相等的 而质 量大的速度小 所以 C 正确 D 错误 答案 C 6 一简谐振子沿x轴振动 平衡位置在坐标原点 t 0 时刻振子的位移x 0 1 m t s 时刻x 0 1 m t 4 s 时刻x 0 1 m 该振子的振幅和周期不可能为 4 3 A 0 1 m s B 0 1 m 8 s 8 3 C 0 2 m s D 0 2 m 8 s 8 3 解析 若振子的振幅为 0 1 m s T 则周期最大值为 s A 正确 B 错误 若 4 3 n 1 2 8 3 振子的振幅为 0 2 m 由简谐运动的对称性可知 当振子由x 0 1 m 处运动到负向最大位 移处再反向运动到x 0 1 m 处 再经n个周期时所用时间为 s 则T s 所以周 4 3 1 2 n 4 3 期的最大值为 s 且t 4 s 时刻x 0 1 m 故 C 正确 当振子由x 0 1 m 经平衡位置 8 3 运动到x 0 1 m 处 再经n个周期时所用时间为 s 则T s 所以此时周期的最 4 3 1 6 n 4 3 大值为 8 s 且t 4 s 时 x 0 1 m 故 D 正确 答案 B 7 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 则该振动的周期和频率分别为 振子在 5 s 内通过的路程及 5 s 末的位移大小分别为 解析 设振幅为A 由题意BC 2A 20 cm 所以A 10 cm 振子从B到C所用时间 t 0 5 s 为周期T的一半 所以T 1 0 s f 1 0 Hz 振子在一个周期内通过的路程 1 T 为 4A 故在t 5 s 5T内通过的路程s 4A 200 cm 5 s 内振子振动了 5 个周期 t T 5 s 末振子仍处在B点 所以它偏离平衡位置的位移大小为 10 cm 答案 1 0 s 1 0 Hz 200 cm 10 cm 8 有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室 各自在那里利用先进的 DIS 系统较准确地探究了 单摆的周期T与摆长l的关系 他们通过校园网交换实验数据 并由计算机绘制了T2 l图象 如图 1 1 19 甲所示 去北大的同学所测实验结果对应的图 线是 填 A 或 B 另外 在南大做探究的同学还利用计算机绘制了a b两 个摆球的振动图象 如图 1 1 19 乙 由图可知 两单摆摆长之比 在t 1 la lb s 时 b球振动的方向是 4 甲 乙 图 1 1 19 解析 由单摆的周期公式T 2 得 T2 l 即图象的斜率k 重力加速 l g 4 2 g 4 2 g 度越大 斜率越小 我们知道北京的重力加速度比南京的大 所以去北大的同学所测实验结 果对应的图线是B 从题图乙可以得出 Tb 1 5Ta 由单摆的周期公式得 Ta 2 Tb 2 联立解得 从题图乙可以看出 t 1 s 时b球正在向负最大位 la g lb g la lb 4 9 移运动 所以b球的振动方向沿y轴负方向 答案 B 沿y轴负方向 4 9 9 2011 福建理综 19 1 某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中 1 用游标卡尺测定摆球的直径 测量结果如图 1 1 20 所示 则该摆球的直径为 cm 图 1 1 20 2 小组成员在实验过程中有如下说法 其中正确的是 填选项前的字母 A 把单摆从平衡位置拉开 30 的摆角 并在释放摆球的同时开始计时 B 测量摆球通过最低点 100 次的时间t 则单摆周期为 t 100 C 用悬线的长度加摆球的直径作为摆长 代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值 偏大 D 选择密度较小的摆球 测得的重力加速度值误差较小 解析 1 游标卡尺读数为 0 9 cm 5 0 1 mm 0 95 cm 2 单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过 5 并从平衡位置计时 故 A 错误 若 第一次过平衡位置计为 0 则周期T 若第一次过平衡位置计为 1 则周期 t 50 T B 错误 由T 2 得g 其中L为摆长 即悬线长加摆球半径 若为悬 t 49 5 L g 4 2L T2 线长加摆球直径 由公式知g偏大 故 C 正确 为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起 的相对误差 应选密度较大体积较小的摆球 故 D 错误 答案 1 0 97 0 96 0 98 均可 2 C 10 2012 江苏南京 如图 1 1 21 所示 图甲为一列沿水平方向传播的简谐横波在 5 t 0 时的波形图 图乙是这列波中质点P的振动图线 那么 甲 乙 图 1 1 21 1 该波的传播速度为 m s 2 该波的传播方向为 填 向左 或 向右 3 图甲中Q点 坐标为x 2 25 m 处的点 的振动方程为 y cm 解析 1 波的周期T 2 s 波长 1 m 波速v 0 5 m s T 2 P点向上运动 不难判断波是向左传播 3 Q点此时从最大位移开始向平衡位置运动 振动图象是一条余弦曲线 A 0 2cm Q点的振动方程为y 0 2cos t 2 T 答案 1 0 5 2 向左 3 0 2cos t 图 1 1 22 11 一质点做简谐运动 其位移和时间关系如图 1 1 22 所示 1 求t 0 25 10 2 s 时的位移 2 在t 1 5 10 2 s 到 2 10 2 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t 0 至 8 5 10 2 s 时间内 质点的路程 位移各多大 解析 1 由图可知A 2 cm T 2 10 2 s 振动方程为 x Asin Acos t 2cos t cm t 2 2 2 10 2 2cos 102 t cm 当t 0 25 10 2 s 时x 2cos cm cm 42 2 由图可知在 1 5 10 2 s 2 10 2 s 内 质点的位移变大 回复力变大 速度变小 动能变小 势能变大 3 从t 0 至 8 5 10 2 s 的时间内质点的路程为s 17A 34 cm 位移为 2 cm 答案 1 cm 2 2 位移变大 回复力变大 速度变小 动能变小 势能变大 3 34 cm 2 cm 12 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 6 的某单摆摆动时悬线上拉力的 图 1 1 23 大小随时间变化的曲线如图 1 1 23 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 A t 0 2 s 时摆球正经过最低点 B t 1 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T 1 4 s 图 1 1 24 2 如图 1 1 24 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t 0 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 t 0 2 s 时 F有正向最大值 故 A 选项正 确 t 1 1 s 时 F有最小值 不在最低点 周期应为T 1 0 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振幅大 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 t 0 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 ABD 13 简谐运动的振动图线可用下述方法画出 如图 1 1 25 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 1 1 25 乙所示 7 图 1 1 25 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 t 17 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x vt知 位移与时间成正比 因此在匀速条件下