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1、2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)33 機(jī)械振動(dòng)（含解析）一、選擇題1在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來(lái)，而且越抖越厲害，后來(lái)人們經(jīng)過(guò)了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問(wèn)題在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是()A加大飛機(jī)的慣性 B使機(jī)體更加平衡C使機(jī)翼更加牢固 D改變機(jī)翼的固有頻率解析：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，振幅較大，因此要減弱機(jī)翼的振動(dòng)，必須改變機(jī)翼的固有頻率，選D.答案：D2.如圖所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4 Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動(dòng)力，測(cè)得彈簧振子振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的頻率為1 Hz
2、，則把手轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為()A1 HzB3 HzC4 HzD5 Hz解析：彈簧振子做受迫振動(dòng)，因此振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即為1 Hz，A項(xiàng)正確答案：A3.如圖所示是彈簧振子的振動(dòng)圖象，由此圖象可得，該彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式是()Ax2sin(2.5t)Bx2sin(2.5t)Cxsin(2.5t)Dx2sin2.5t解析：由圖象可知：A2 cm，2.5，0.所以x2sin2.5t，D正確答案：D4.如圖所示為某彈簧振子在05 s內(nèi)的振動(dòng)圖象，由圖可知，下列說(shuō)法中正確的是()A振動(dòng)周期為5 s，振幅為8 cmB第2 s末振子的速度為零，加速度為負(fù)向的最大值C第3 s末振子的速度為正向的最大值D
3、第1 s末到第2 s末振子在做加速運(yùn)動(dòng)解析：根據(jù)圖象，周期T4 s，振幅A8 cm，A錯(cuò)誤；第2 s末振子到達(dá)波谷位置，速度為零，加速度為正向的最大值，B錯(cuò)誤；第3 s末振子經(jīng)過(guò)平衡位置，速度達(dá)到最大值，且向正方向運(yùn)動(dòng)，C正確；從第1 s末到第2 s末振子經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)到達(dá)波谷位置，速度逐漸減小，做減速運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤答案：C5.如圖所示，物體A和B用輕繩相連，掛在輕彈簧下靜止不動(dòng)，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M，彈簧的勁度系數(shù)為k.當(dāng)連接A、B的繩突然斷開(kāi)后，物體A將在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則A振動(dòng)的振幅為()A. B.C. D.解析：在物體A振動(dòng)的平衡位置處，彈簧彈力和A物體重力相等物體B將
4、A拉至平衡位置以下最大位移x處，故物體A振動(dòng)的振幅為，A正確答案：A6.右圖為一彈簧振子的振動(dòng)圖象，由此可知()A在t1時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最大B在t2時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最小C在t3時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最小D在t4時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最大解析：從題中圖象的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可知此圖是振動(dòng)圖象，它所描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位置，t2和t4是在平衡位置處，t1和t3是在最大位移處，根據(jù)彈簧振子振動(dòng)的特征，彈簧振子在平衡位置時(shí)的速度最大，加速度為零，即彈性力為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大，即彈性力為最大，所以B正確答案：B7勁度系數(shù)
5、為20 N/cm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖象如圖所示，在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻()A振子所受的彈力大小為0.5 N，方向指向x軸的負(fù)方向B振子的速度方向指向x軸的正方向C在04 s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng)D在04 s內(nèi)振子通過(guò)的路程為0.35 cm，位移為0解析：由題圖可知A在t軸上方，位移x0.25 cm，所以彈力Fkx5 N，即彈力大小為5 N，方向指向x軸負(fù)方向，選項(xiàng)A不正確；過(guò)A點(diǎn)作圖象的切線，該切線與x軸的正方向的夾角小于90，切線斜率為正值，即振子的速度方向指向x軸的正方向，故選項(xiàng)B正確；t0、t4 s時(shí)刻振子的位移都是最大，且都在t軸的上方，在04 s內(nèi)完成兩次全振動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于
6、t0時(shí)刻和t4 s時(shí)刻振子都在最大位移處，所以在04 s內(nèi)振子的位移為零，所以在這段時(shí)間內(nèi)振子通過(guò)的路程為240.5 cm4 cm，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤綜上，應(yīng)選B.答案：B8多選甲、乙兩人觀察同一單擺的振動(dòng)，甲每經(jīng)過(guò)3.0 s觀察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在其平衡位置處；乙每經(jīng)過(guò)4.0 s觀察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在平衡位置右側(cè)的最高處，由此可知該單擺的周期可能的是()A0.5 s B1.0 sC1.5 s D2.0 s解析：根據(jù)甲每經(jīng)過(guò)3.0 s觀察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在其平衡位置處，可知3.0 s是半周期的整數(shù)倍，即n1T/23.0 s；說(shuō)明周期Ts(n11,2,3，)根據(jù)乙每經(jīng)過(guò)4.
7、0 s觀察一次擺球的位置，發(fā)現(xiàn)擺球都在平衡位置右側(cè)的最高處可知4.0 s是周期的整數(shù)倍，即n2T4.0 s；說(shuō)明周期T s(n21,2,3，)綜合上述可知，說(shuō)明周期可能是2 s,1 s,0.5 s，不可能的是1.5 s.答案：ABD9.裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖所示將試管豎直提起少許，然后由靜止釋放并開(kāi)始計(jì)時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)若取豎直向上為正方向，則以下圖中描述試管振動(dòng)的圖象中可能正確的是()解析：裝有砂粒的試管受到重力和浮力作用，豎直提起少許時(shí)，浮力小于重力，合力向下試管釋放時(shí)，試管處于最高點(diǎn)(正方向最大位移處)，將在合力作用下向下(負(fù)方向)做加速運(yùn)動(dòng)，之后試
8、管將做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故試管的振動(dòng)圖象中0時(shí)刻位移為正方向最大值，只有選項(xiàng)D正確答案：D10多選某彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為xAsint，振動(dòng)圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A彈簧在第1 s末與第3 s末的長(zhǎng)度相同B簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率是 rad/sC第3 s末振子的位移大小為AD從第3 s末到第5 s末，振子的速度方向發(fā)生變化解析：由振動(dòng)圖象可知，彈簧在第1 s末與第3 s末的位移相同，彈簧長(zhǎng)度相同，選項(xiàng)A正確；由振動(dòng)圖象可知，振動(dòng)周期為8 s，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率是 rad/s，選項(xiàng)B正確；第3 s末振子的位移大小為xAsintAsin(3)A，選項(xiàng)C正確；從第3 s
9、末到第5 s末，振子的速度方向不發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：ABC二、五選三型選擇題11彈簧振子在光滑的水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A振子所受的回復(fù)力逐漸減小B振子離開(kāi)平衡位置的位移逐漸增大C振子的速度逐漸增大D振子的加速度逐漸減小E振子的動(dòng)能逐漸減小解析：在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，振子離開(kāi)平衡位置的位移逐漸減小，所受的回復(fù)力逐漸減小，加速度逐漸減小，在此過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能部分轉(zhuǎn)化為振子的動(dòng)能，振子的速度增大，動(dòng)能增大故A、C、D正確，B、E錯(cuò)誤答案：ACD12.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A在第5秒末，振子的速度最大且沿x方向B在第5
10、秒末，振子的位移最大且沿x方向C在第5秒末，振子的加速度最大且沿x方向D在0到5秒內(nèi)，振子通過(guò)的路程為10 cmE在0到5秒內(nèi)，振子發(fā)生的位移為10 cm解析：由題圖可知第5秒末時(shí)，振子處于正的最大位移處，此時(shí)有負(fù)方向的最大加速度，速度為零，故B、C正確，A錯(cuò)誤；在0到5 s內(nèi)，振子經(jīng)過(guò)個(gè)全振動(dòng)，路程為5A10 cm，位移為A2 cm，故D正確，E錯(cuò)誤答案：BCD三、非選擇題13一物體沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為8 cm，頻率為0.5 Hz，在t0時(shí)，位移是4 cm，且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，試寫出用正弦函數(shù)表示振動(dòng)方程并畫出相應(yīng)的振動(dòng)圖象解析：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)方程的一般表示式為xAsin(t0)，根據(jù)題給
11、條件有：A0.08 m，2f，所以x0.08sin(t0) m，將t0時(shí)x00.04 m代入得0.040.08sin0，解得初相0或0，因?yàn)閠0時(shí)，速度方向沿x軸負(fù)方向，即位移在減小，所以取0，所求的振動(dòng)方程為x0.08sin(t) m，對(duì)應(yīng)的振動(dòng)圖象如圖所示答案：x0.08sin(t) m圖象見(jiàn)解析14一單擺在地面處的擺動(dòng)周期與在某礦井底部擺動(dòng)周期的比值為k.設(shè)地球的半徑為R.假定地球的密度均勻已知質(zhì)量均勻分布的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，求礦井的深度d.解析：根據(jù)萬(wàn)有引力定律，地面處質(zhì)量為m的物體的重力為mgG式中g(shù)是地面處的重力加速度，M是地球的質(zhì)量設(shè)是地球的密度，則有MR3擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺在地面處的擺動(dòng)周期為T2若該物體位于礦井底部，則其重力為mgG式中g(shù)是礦井底部的重力加速度，且M(Rd)3在礦井底部此單擺的周期為T2由題意知TkT聯(lián)立以上各式得d(1k2)R答案：(1k2)R
2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)33 機(jī)械振動(dòng)（含解析）
