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1、1考点强化练考点强化练 3030 机械振动机械振动1 1.(多选)下列有关简谐运动说法正确的是( ) A.做简谐运动的物体,受到的回复力的方向总是指向平衡位置 B.平衡位置就是加速度为零的位置 C.水平弹簧振子振动过程中动能和弹性势能相互转化,系统总机械能守恒 D.弹簧振子振动过程中,弹性势能增加时,弹簧的长度可能变短 2 2.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。取向右为正方向,振子 的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是( )甲乙A.t=0.8 s 时,振子的速度方向向左 B.t=0.2 s 时,振子在O点右侧 6 cm 处 C.t=0.4 s 和t
2、=1.2 s 时,振子的加速度完全相同 D.t=0.4 s 到t=0.8 s 的时间内,振子的速度逐渐减小3 3.(多选)某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asin t,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.3 s 末至 5 s 末的位移方向都相同 D.3 s 末至 5 s 末的速度方向都相同 4 4.在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人 们经过了艰苦的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题。在飞机机 翼前缘处装置配重杆的主要目的是
3、( ) A.加大飞机的惯性 B.使机体更加平衡 C.使机翼更加牢固 D.改变机翼的固有频率25 5.如图所示,将弹簧振子从平衡位置拉下一段距离 x,释放后振子在A、B间振动,且AB=20 cm,振 子由A到B的时间为 0.1 s,则下列说法正确的是( )A.振子在A、B两点时,弹簧弹力大小相等 B.振子由A到O的时间比振子由O到B的时间短 C.振子从AOBOA通过的路程为 40 cm D.振子从AOBOA通过的路程为 20 cm 6 6.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin(2.5t),位移y的单位为 m,时间t的 单位为 s。则( ) A.弹簧振子的振幅为 0.2 m B
4、.弹簧振子的周期为 1.25 s C.在t=0.2 s 时,振子的运动速度为零 D.在任意 0.2 s 时间内,振子的位移均为 0.1 m 7 7.(多选)如图所示,下列说法正确的是( )A.振动图象上的A、B两点振动物体的速度相同 B.在t=0.1 s 和t=0.3 s 时,质点的加速度大小相等,方向相反 C.振动图象上A、B两点的速度大小相等,方向相反 D.质点在t=0.2 s 和t=0.3 s 时的动能相等 8 8.(2017 宁波模拟)某同学用实验的方法探究单摆的周期与摆长的关系。 (1)为测量摆线长,必须使单摆处于 (选填字母代码)状态。 A.水平拉直 B.自然悬垂 C.悬挂拉紧 (
5、2)他用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最高端的长度L0=98.80 cm,然后分别用两种仪器甲、乙来测 量摆球直径,操作如图,得到摆球的直径为d=2.266 cm,此测量数据是选用了仪器 (选填 “甲”或“乙”)测量得到的。 9 9.(多选)下图为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法正确的是( )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 时有最大正向加速度的是乙摆31010.一个在y方向上做简谐运动的物体,其振动图象如图所示。下列关于图(1)(4)的判断正确的是 (选项中v、F、a分别表示物体的速度、受到的回复力和加速度)( )A.图
6、(1)可作为该物体的v-t图象 B.图(2)可作为该物体的F-t图象 C.图(3)可作为该物体的F-t图象 D.图(4)可作为该物体的a-t图象 1111.有一弹簧振子,振幅为 0.8 cm,周期为 0.5 s,初始时具有负方向的最大加速度,则它的振动方程 是( )A.x=810-3sin m(4 + 2)B.x=810-3sin m(4 - 2)C.x=810-1sin m( +3 2)D.x=810-1sin m( 4 + 2) 1212.在探究单摆周期与摆长的关系实验中,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次 数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光
7、光源与光敏电阻,如图 甲所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如下图 所示,则该单摆的振动周期为 。 甲乙 若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径 2 倍的另一小球进行实验,则该单摆的 周期将 (选填“变大”“不变”或“变小”),图乙中的 t将 (选填“变大” “不变”或“变小”)。 1313.(多选)如图所示,两单摆的摆长相同,平衡时两摆球刚好接触,现将摆球A在两摆线所在平面内 向左拉开一小角度后释放,碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动,以mA、mB分别表示摆球A、B的质 量,则( )A.如果mAmB,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧4B.如
8、果mAmB,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧 C.无论两球质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置右侧 D.无论两球质量之比是多少,下一次碰撞都不可能在平衡位置左侧 1414.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,则固 有频率最有可能的是( )驱动力频率/Hz304050607080 受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3 A.f固=60 HzB.60 Hzf固70 Hz C.50 Hzf固60 Hz D.以上三项都不对 1515.在探究单摆周期与摆长的关系实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。 测量方法正
9、确的是图 (填“甲”或“乙”)。图丙的读数是 mm。 考点强化练 3030 机械振动 1 1.ACD 根据简谐运动的概念可知,做简谐运动的物体,受到的回复力的方向总是指向平衡位置,选 项 A 正确;回复力为零的位置是简谐运动的平衡位置,不一定就是加速度为零的位置,例如单摆在平 衡位置时加速度不为零,选项 B 错误;水平弹簧振子振动过程中动能和弹性势能相互转化,系统总机 械能守恒,选项 C 正确;弹簧振子振动过程中,弹性势能增加时,弹簧的长度可能变短,选项 D 正确。 2 2.A 从t=0.8 s 时起,再过一段微小时间,振子的位移为负值,因为取向右为正方向,故t=0.8 s 时,速度方向向左,
10、A 正确;由题中图象得振子的位移x=12sin t cm,故t=0.2 s 时,x=6 cm,5 42故 B 错误;t=0.4 s 和t=1.2 s 时,振子的位移方向相反,由a=知,加速度方向相反,C 错误;- t=0.4 s 到t=0.8 s 的时间内,振子的位移逐渐变小,故振子逐渐靠近平衡位置,其速度逐渐变大, 故 D 错误。3 3.AD 由x=Asin t知,周期T=8 s。第 1 s 末、第 3 s 末、第 5 s 末分别相差 2 s,恰好 个 41 4 周期。根据简谐运动图象中的对称性可知 A、D 选项正确。 4 4.D 飞机飞上天后,在气流周期性驱动力作用下做受迫振动,机翼越抖越
11、厉害说明气流驱动力 频率与机翼的固有频率非常接近或相等。在机翼前缘处装置配重杆,目的是通过改变机翼的质量来 改变其固有频率,使驱动力频率与固有频率相差较大,从而实现减震的目的,选项 D 正确。 5 5.C 在A、B两点,弹力大小并不相等,选项 A 错误;据对称性,振子从A到O和从O到B时间 相同,选项 B 错误;振子从AOBOA通过的路程即振子运动轨迹的长度为 40 cm,选项 C 正确, D 错误。 6 6.C 根据弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式y=0.1sin(2.5t)可知,弹簧振子的振幅为 0.1 m,选项 A 错误;由=2.5 rad/s 可得弹簧振子的周期T=0.8 s,选项
12、 B 错误;在t=0.2 2 s 时,振子的位移最大,运动速度为零,选项 C 正确;在任意 0.2 s 时间内,振子的位移不一定均为 0.1 m,振子的最大位移大小为 0.1 m,选项 D 错误。 7 7.BC A、B两处位移相同,速度大小相等,但方向相反,选项 A 错误,C 正确;t=0.1 s 和t=0.3 s 质点离开平衡位置的位移最大,方向相反,由F=-kx,a=-可知,选项 B 正确;t=0.2 s 时,物体通过 平衡位置,速度最大,动能最大;而t=0.3 s 时,速度为零,动能最小,故选项 D 错误。58 8.答案 (1)B (2)甲 解析 (1)为测量摆线长,必须使单摆处于自然悬
13、垂状态,水平拉直或拉紧都会增大测量的误差。 故 B 正确,A、C 错误,故选 B。 (2)图甲是 50 分度的游标卡尺,最小分度是 0.02 mm,而螺旋测微器的最小分度是 0.01 mm,小 球的读数是d=2.266 cm=22.66 mm,符合游标卡尺的读数,不符合螺旋测微器的读数的精确度。故此 测量数据是选用了仪器甲。 9 9.ABD 可从题图上看出甲摆振幅大,故 B 对。且两摆在同一地点、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,故有最大正向加速度,所 以正确答案为 A、B、D。 1010.C 由y-t图象知t=0 时刻,物体通
14、过平衡位置,速度沿y轴正方向,此时速度达到最大值, 加速度为 0,故 A、B、D 错,C 对。1111.A 振幅A=0.8 cm=810-3 m,=4 rad/s。由题知初始时(即t=0 时)振子在正向最2 大位移处,即 sin 0=1,得0=,故振子做简谐运动的方程为x=810-3sin m,选项 A 正 2(4 + 2) 确。 1212.答案 2t0 变大 变大 解析 分析知,单摆的半个周期为t0,所以周期为 2t0;由于直径变大,摆长变长,遮蔽光时间也变 长,得到周期将变大,t将变大。1313.CD 单摆做简谐运动的周期T=2与摆球的质量无关,因此两单摆周期相同。碰后经过 T都将回到最低点再次发生碰撞,下一次碰撞一定发生在平衡位置,不可能在平衡位置左侧或右侧,1 2 故 C、D 正确。 1414.C 根据共振曲线,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f驱在 5060 Hz 范围内时,振幅变化最小,因此,50 Hzf固60 Hz,即选项 C 正确。 1515.答案 乙 8.85
