《2019版高考物理一轮复习第十五章机械振动机械波第1讲机械振动练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高考物理一轮复习第十五章机械振动机械波第1讲机械振动练习（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1第第1 1讲讲 机械振动机械振动板块三限时规范特训时间：45分钟 满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。其中15为单选，610为多选)1关于振幅的下列说法中，正确的是( )A振幅是振子离开平衡位置的最大距离B位移是矢量，振幅是标量，位移的大小等于振幅C振幅等于振子运动轨迹的长度D振幅越大，表示振动越强，周期越长答案 A解析 振幅是振子离开平衡位置的最大距离，A正确，C错误。位移是矢量，是由平衡位置指向振子所在位置的有向线段，位移的大小不一定等于振幅，最大位移的大小才等于振幅，B错误。振幅越大，振动越强，但周期不一定越长，例如，对于做简谐运动的弹簧振子，周期只与弹簧的
2、劲度系数和振子的质量有关，与振幅无关，D错误。2.2017漳州模拟如图所示，弹簧下端挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧的形变始终在弹性限度内，则物体在振动过程中( )A弹簧的最大弹性势能等于2mgAB弹簧的弹性势能和物体动能的总和不变C物体在最低点时的加速度大小应为2gD物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mg答案 A解析 物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，物体的振幅为A，因此当物体在最低点时，弹簧的形变量x2A，根据机械能守恒定律可得，系统中物体的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，弹簧的弹性最大，Epmg2A2mgA，A
3、正确；物体振动过程中机械能守恒，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，B错误；物体振动到最高点时，弹簧处于原长，物体位移大小等于振幅A，F回mgkA，物体在最低点时，F回F弹mgkAmgma，故ag，F弹2mg，C、D错误。3.如图所示，装有砂粒的试管竖直静浮于水面。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是 ( )2答案 D解析 将试管竖直提起少许，由静止释放，并取向上为正方向，所以计时时刻，试管的位移为正的最大，D正确。4如图所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形
4、支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统。当圆盘静止时，小球可稳定振动。现使圆盘以4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定。改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示，则 ( )A此振动系统的固有频率约为3 HzB此振动系统的固有频率约为0.25 HzC若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率不变D若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动答案 A解析 当T固T驱时振幅最大，由乙图可知当f驱3 Hz时，振幅最大，所以此振动系统的固有频率约为3 Hz，A正确，B错误。若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动周期
5、增大，频率减小，但振动系统的固有周期3和频率不变，共振曲线的峰值也不变，C、D都错误。5某实验小组在研究单摆时改进了实验方案，将一力传感器连接到计算机上。如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，现将小摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置，AOBCOB，小于5且是未知量。同时由计算机得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，Fmax、Fmin、t1、t2均为已知量，t0时刻摆球从A点开始运动，重力加速度为g。则根据题中(包括图中)所给的信息判断下列说法正确的是( )A该单摆的周期为t1B根据题中
6、(包括图中)所给的信息可求出摆球的质量C根据题中(包括图中)所给的信息不能求出摆球在最低点B时的速度D若增加摆球的质量，单摆的周期变长答案 B解析 由乙图可知单摆的周期Tt2，A错误；在B点拉力有最大值，根据牛顿第二定律Fmaxmgm；在A、C两点拉v2 l力有最小值，Fminmgcos。由A到B机械能守恒，即mgl(1cos)mv2，联立以上三式可求得摆球的质量1 2m，B正确；已知周期T，由T2 t2得，l，根据Fmaxmgm，代入已知得vFmax2Fmin 3gl gt2 2g 42v2 l，C错误；若增加摆球的质量，单摆的周期不变，D错误。t2g 22FmaxFmin Fmax2Fmi
7、n6.如图为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是( )A若两次受迫振动分别在月球上和地球表面上进行，且摆长相同，则图线表示月球表面上单摆的共振曲线B若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比l1l22544C图线若是在地面上完成的，则该摆摆长约为1 mD若摆长均为1 m，则图线是在地面上完成的答案 ABC解析 图线中振幅最大处对应的频率与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从题图中可以看出，两单摆固有频率分别为f0.2 Hz、f0.5 Hz。根据T2 可得f ，当单摆在月球和地球表面上分别做受迫振动且摆长相等时，g越大，f越大，ff，l g1 T1 2g l所以gg，图线表
8、示月球表面上单摆的共振曲线，A正确；若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则g相同，由f可得l，故两次摆长之比l1l2，B正确；图线若是在地面1 2g lg 421 f21 f2 1 f2 25 4上完成的，将g9.8 m/s2、f0.5 Hz代入l可得l21 m，C正确，D错误。g 421 f27.如图所示为同一地点甲、乙两个单摆的振动图象，下列说法中正确的是 ( )A甲、乙两个单摆的摆长相等B甲单摆的振幅比乙单摆的大C甲单摆的机械能比乙单摆的大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆E由图象可以求出当地的重力加速度答案 ABD解析 由振动图象可以看出，甲单摆的振幅比乙单摆的大，两个单摆的
9、振动周期相同，根据单摆周期公式T2 可得，甲、乙两个单摆的摆长相等，但不知道摆长是多少，不能求出重力加速度g，故A、B正确，E错误；l g两个单摆的质量未知，所以两个单摆的机械能无法比较，C错误；在t0.5 s时，乙单摆有负向最大位移，即有正向最大加速度，而甲单摆的位移为零，加速度为零，D正确。8.某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移xAsint，振动图象如图所示，则 ( )A弹簧在第1 s末与第5 s末的长度相同5B简谐运动的频率为 Hz1 8C第3 s末，弹簧振子的位移大小为A22D弹簧振子在第3 s末与第5 s末的速度方向相同答案 BCD解析 在水平方向上做简谐运动的弹簧振子，其位移
10、x的正、负表示弹簧被拉伸或压缩，弹簧振子在第1 s末与第5 s末时，位移大小相同，但方向不同，因此弹簧长度不同，A错误；由图象可知，T8 s，故频率为f Hz，B正确； rad/s，将t3 s代入xAsint，可得弹簧振子的位移大小x1 82 T 4 4A，C正确；第3 s末至第5 s 22末弹簧振子xt图象上对应两点的切线的斜率的正负相同，故速度方向相同，D正确。92018三亚中学月考如图所示，甲、乙两木块叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，甲木块与乙木块之间的最大静摩擦力为fm，乙木块与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子，为使甲木块和乙木块在振动过程中不发生相对滑动，则( )A它们的
11、振幅不能大于AMmfm kMB它们的振幅不能大于AMmfm kmC它们的最大加速度不能大于fm MD它们的最大加速度不能大于fm m答案 BD解析 当甲木块和乙木块在振动过程中恰好不发生相对滑动时，甲、乙两木块间静摩擦力达到最大。根据牛顿第二定律，以甲木块为研究对象，a，D正确；以甲、乙两木块整体为研究对象，kA(Mm)a，代入a得fm mfm m，A，B正确。Mmfm km10一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。t0时刻振子的位移x0.1 m；t s时刻x0.1 4 3m；t4 s时刻x0.1 m。该振子的振幅和周期可能为( )A0.1 m， s B0.1 m,8 s8 3C0.2 m
12、， s D0.2 m,8 s8 3答案 ACD6解析 若振子的振幅为0.1 m，T s，n为非负整数，则周期最大值为 (n1 2)4 38 3s，A正确，B错误；若振子的振幅为0.2 m，当振子按图方式运动时，则T (1 2n)4 3s，n为非负整数，周期的最大值为 s，C正确；当振子按图运动时，则T 8 3(1 6n)4 3s，n为非负整数，此时周期的最大值为8 s，D正确。二、非选择题(本题共4小题，共40分)11(6分)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，测量结果如图所示，则该摆球的直径为_cm。(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的
13、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 100C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答案 (1)0.97 (2)C解析 (1)由游标的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整毫米数为9 mm0.9 cm，游标中第7条刻度线与主尺刻度线对齐，所以为0.07 cm，所以摆球直径为0.9 cm0.07 cm0.97 cm。(2)单摆应从经过平衡位置即最低点时开始计时且摆角应小于5，A错误；一个周期内，单摆通过最低点2
14、次，故周期为，B错误；由T2 t 50得，g，若用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，则将l值算大了，则g偏大，C正确；选择密度较l g42l T2小的摆球，空气阻力的影响较大，测得的g值误差较大，D错误。12(12分)在探究单摆周期与摆长关系的实验中，(1)关于实验器材安装及测量时的一些操作，下列说法中正确的是 ( )A用米尺测出摆线的长度，记为摆长lB先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁架台上C使摆线偏离竖直方向某一角度(小于5)，然后由静止释放摆球D测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期7(2)实验测得的数据如下表所示：请将测量数据标在下图中，并在图中作出T
15、2随l变化的关系图象。(3)根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的关系是_。(4)根据图象，可求得当地的重力加速度为_m/s2。(取3.14，结果保留三位有效数字)答案 (1)C (2)图象见解析 (3)成正比 (4)9.86解析 (1)本实验中，应将摆球和摆线组成单摆之后再测量摆长，摆长为悬点到摆球球心的距离，故A、B错误；单摆的摆角小于5时的振动可认为是简谐运动，C正确；测量单摆的周期时，摆球相邻两次以相同速度方向通过最低点的时间为一个周期，为了减小误差，须测量单摆3050次全振动所用的时间，然后计算出全振动所用时间的平均值记为单摆振动的周期，D错误。(2)先在坐标轴上描出各点，然后用一条平滑的线连接，使尽可能多的点落在平滑的线上，不能落在线上的点在线两侧分布均匀，即可得到单摆的T2l图象，近似为一条直线，如图所示：(3)通过作出的图象为一条直线，可知单摆周期的平方和摆长的关系是成正比的。(4)根据图象求出图线的斜率k s2/m4.00 T2 lT2 5T2 1 l5l14.803.20 1.200.808s2/m，根据单摆的周期公式T2 可得g9.86 m/s2。l g42 k13(10分)一物体沿x轴做简谐
