《2019年高考物理一轮复习第13章机械振动与机械波光电磁波与相对论练案36机械振动新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高考物理一轮复习第13章机械振动与机械波光电磁波与相对论练案36机械振动新人教版（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1练案练案3636 机械振动机械振动一、选择题(本题共 10 小题，15 题为单选，610 题为多选)1做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量减小为原来的 ，摆球经过平衡位置时速1 4度增大为原来的 2 倍，则单摆振动的( C )导学号 21993324A频率、振幅都不变 B频率、振幅都改变C频率不变、振幅改变 D频率改变、振幅不变解析 由单摆的周期公式T2可知，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；L g振幅A是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，据动能公式可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，但质量减小，则高度增大，因此振幅改变，故 A、B、D 错误，C 正确。2(2018湖南长郡中学月考)如
2、图所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块沿竖直方向以O点为中心点，在C、D之间做周期为T的简谐运动。已知在t1时刻物块的动量为p、动能为Ek。下列说法中正确的是( C )导学号 21993325A如果在t2时刻物块的动量也为p，则t2t1的最小值为TB如果在t2时刻物块的动能也为Ek，则t2t1的最小值为TC当物块通过O点时，其加速度最小D物块运动至C点时，其加速度最小解析 当物块的动量相等时，物块的速度相等，做简谐振动的物块速度相等时对应的两个时刻差t2t1的最小值小于T，故选项 A 错误；当物块的动能相等时，物块的速度大小相等，做简谐振动的物块速度大小相等的两个时刻差t2
3、t1的最小值小于T，故选项B 错误；物块在O点所受的合力为零，加速度为零，故选项 C 正确；物块在C、D两点所受的合力最大，故加速度最大，故选项 D 错误。3如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是 4Hz。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 1Hz，则把手转动的频率为( A )导学号 219933262A1Hz B3HzC4Hz D5Hz解析 受迫振动的频率等于驱动力的频率，故把手转动的频率为 1Hz。4(2018山东滕州月考)如图所示，甲、乙是摆长相同的两个单摆，它们中间用一根很短的细线相连，两摆线均与竖直方向成角。已知甲的质量等于乙的质量，当细线突
4、然断开后，甲、乙两摆都做简谐运动，下列说法正确的是( A )导学号 21993327A甲不会与乙碰撞B甲的运动周期小于乙的运动周期C甲的振幅小于乙的振幅D甲的最大速度小于乙的最大速度解析 根据能量守恒定律判断出甲、乙两摆球上升的最大高度相同，所以两球不会相撞，振幅相同。根据单摆的周期公式T2可知，周期相同。根据动能定理，两球分L g别由最高点运动到最低点时，有mgl(1cos)mv20，解得v，1 22gl1cos所以甲、乙的最大速度相等。故 A 正确，B、C、D 错误。5(2018河北衡水中学质检)一个摆长约 1m 的单摆，在随时间变化的驱动力F作用下振动，要使单摆振动的振幅尽可能地大，应选
5、用的驱动力F是图中的( 导学号 21993328C )解析 摆长约 1m 的单摆周期约为 2s，要使单摆振动的振幅尽可能大，选用的驱动力的周期应与单摆固有周期尽可能接近，故选项 C 正确。6(2018山西重点中学联考)下列关于做简谐运动的物体的说法中正确的是( ADE )导学号 21993329A位移减小时，加速度减小，速度增大3B位移的方向总与加速度的方向相反，与速度的方向相同C一次全振动就是动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程D一次全振动就是速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程E物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位
6、移方向相同解析 当位移减小时，回复力减小，加速度减小，物体正在返回平衡位置，速度增大，故 A 正确；回复力与位移方向相反，故加速度与位移方向相反，速度可以与位移方向相同，也可以相反，物体沿指向平衡位置的方向运动时，速度的方向与位移的方向相反，物体沿背离平衡位置的方向运动时，速度方向与位移方向相同，故 B 错误，E 正确；一次全振动，动能和势能均会有两次恢复为原来的大小，故 C 错误；速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动，故 D 正确。7(2018河南豫北名校月考)如图所示，一质量为M的木质框架放在水平桌面上，框架上悬挂一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端拴接一质量
7、为m的铁球。用手向下拉一小段距离后释放铁球。铁球便上下做简谐运动，则( BCE )导学号 21993330A弹簧处于原长时的位置是铁球做简谐运动的平衡位置B在铁球向平衡位置运动的过程中，铁球的位移、回复力、加速度都逐渐减小，速度增大C若铁球的振动周期恰好等于以铁球平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期，则该铁球的周期T2m kD若弹簧振动过程的振幅可调，则当框架对桌面的压为零时，弹簧的压缩量为mg kE若弹簧振动过程的振幅可调，且保证木质框架不会离开桌面，则铁球的振幅最大是Mmg k解析 平衡位置是振子处于平衡状态时所处的位置，铁球处于平衡位置时，其所受的重力大小与弹簧的弹力大小相等，即mgkx，
8、此时弹簧处于拉伸状态，故选项 A 错误；振动中的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因而铁球向平衡位置运动时位移逐渐减小，而回复力与位移成正比，故回复力也减小，由牛顿第二定律a 得，加F m速度也减小，铁球向平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故小球的速度逐渐增大，4故选项 B 正确；单摆周期公式T2，根据平衡条件有kLmg，联立解得T2，L gm k故选项 C 正确；当框架对桌面压力为零瞬间，弹簧对框架向上的作用力等于框架重力Mg，则轻弹簧处于压缩状态，弹力FMgkx，解得弹簧的压缩量为x，故选项 D 错误；框Mg k架重力为Mg，当铁球处在最高位置，即S弹簧被压缩时，框架受到
9、竖直向上的弹力等于Mg，此时框架对桌面的压力恰好减小为零，根据胡克定律，这时弹簧被压缩l，铁Mg k球处于平衡位置时，弹簧被拉长l0，振幅是铁球离开平衡位置的最大距离，最大振mg k幅Amll0，因此铁球的振幅只要不大于，框架就不会离开桌Mmg kMmg k面，故选项 E 正确。8(2018河南曲靖质检)下列说法中正确的是( BCE )导学号 21993331A一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，则该物体做的是匀变速直线运动B若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的 4 倍，摆球经过平衡位置时的速度减为原来的 1/2，则单摆振动的频率不变，振幅变小C做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，
10、速度不一定相同D单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，则外力的频率越大，单摆的振幅越大E机械波在介质中传播时，各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动解析 一弹簧连接一物体沿水平方向做简谐运动，该物体做的是非匀变速直线运动，故 A 错误；单摆的周期公式T2，若单摆的摆长不变，则单摆振动的频率将不变；摆l g球经过平衡位置时的速度减为原来的 ，由mgl(1cos)mv2可知变小，则振幅变1 21 2小，故 B 正确；做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，速度有往返两个不同方向，故速度不一定相同，故 C 正确；单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，当驱动力频率等于单摆的固有频率时，单摆的
11、振幅最大，发生共振，故 D 错误；机械波在介质中传播的是振动形式，各质点不会随波的传播而迁移，只是在平衡位置附近振动，故 E 正确。9如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球(小球可以看成质点)。在O点正下方，距O点处的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，3l 4然后由静止释放小球。点B是小球运动的最低位置，点C(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置。已知点A与点B之间的高度差为h，hl。A、B、P、O在同一竖直平面内。当地的重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是( BC )导学号 219933325A点C与点B高度差小于hB点C与点B高度差等于hC小球
12、摆动的周期等于D小球摆动的周期等于3 2l g3 4l g解析 由机械能守恒定律可知，点C与点B高度差等于h，选项 A 错误；B 正确；由单摆周期公式可知，小球摆动的周期等于 ，选项 D 错误，C 正确。l g1 4l g3 2l g10(2018河北衡水二中质检)光滑斜面上物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，如图所示，现将A沿斜面拉到B点无初速释放，物块在BC范围内做简谐运动，则下列说法正确的是( CD )导学号 21993333A在振动过程中，物块A的机械能守恒BC点时弹簧的弹性势能最小CC点时系统势能最大，O点时系统势能最小DB点时物块A的机械能最小解析 在振动过程中，物块A和弹
13、簧系统机械能之间相互转化，由于弹簧的弹性势能是变化的，故物块A的机械能不守恒，物块与弹簧构成的系统总机械能守恒，故 A 错误。当物块A被平行斜面的轻质弹簧拉住静止于O点时，物体A受到向上的弹力，所以弹簧处于伸长状态，结合简谐运动的对称性可知，物块在B点时弹簧的伸长量一定最长，而物块在C点时，弹簧可能处于原长状态，也可能处于压缩状态或伸长状态，可知在C点时弹簧的弹性势能不一定最小，故 B 错误。物块A和弹簧系统总机械能守恒，物块在C点时，动能为零，故物块与弹簧构成的系统势能(重力势能和弹性势能之和)最大；在O点时，动能最大，故势能最小，故 C 正确。物块在B点时，弹簧的伸长量最长，弹簧的弹性势能
14、最大，物块A的机械能最小，故 D 正确。二、非选择题11(2018江西省临川月考)(1)如图甲所示是演示沙摆振动图象的实验装置，沙摆的运动可看作是简谐运动。若用力F向外拉木板使木板以 0.20m/s 做匀速运动，图乙是实验6得到的木板上长度为 0.60m 范围内的振动图象，那么这次实验所用的沙摆的摆长为_0.57_m。(答案保留两位有效数字，计算时取 210，g取 10m/s2)导学号 21993334(2)如图丙所示，滑块A、B叠放在光滑水平地面上，滑块B与自由长度为L0的轻弹簧相连。当系统振动时，滑块A、B始终保持相对静止，已知mA3m，mBm，当滑块距平衡位置的位移大小x时，系统的加速度
15、大小为a，则滑块A受到B的摩擦力Ff与滑块AL0 2位移x的函数关系式为 x 。6ma L0解析 (1)由题意可知单摆的周期为T1.5s，结合T2可得0.3m vl gl0.57m。(2)设弹簧劲度系数为k，则k(3mm)a4ma，L0 2解得k，8ma L0当位移为x时，整体的加速度大小为a，隔离对A分析，则摩擦力为kx 4mFf3makx。3 46max L012弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点间做简谐运动，在t0 时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t0.2s 时，振子速度第一次变为v；在t0.5s时，振子速度第二次变为v。导学号 21993335(1)求弹簧振子的振动周期T。(2)若B、C之间的距离为 25cm，求振子在 4.0s 内通过的路程。(3)若B、C之间的距离为 25cm，从平衡位置开始计时，写出弹簧振子位移的表达式，并画出弹簧振子的振动图象。答案：(1)1.0s (2)200cm (3)x12.5sin2tcm 振动图象如图所示7解析 (1)由对称性可得T0.52s1.0s。(2)若B、C之间距离为 25cm，则振幅A 25cm12.5cm，振子 4.0s 内通过的路程1 2s4412.5cm200cm。(3)根据xAsint，A12.5cm，2rad/s，2 T得x12.5sin2t(cm)。13如图所示，质量为m的物块放在弹簧上，与弹簧一起
