（江浙選考1）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十三章 機(jī)械振動和機(jī)械波 考點(diǎn)強(qiáng)化練30 機(jī)械振動.doc

考點(diǎn)強(qiáng)化練30機(jī)械振動1.(多選)下列有關(guān)簡諧運(yùn)動說法正確的是()A.做簡諧運(yùn)動的物體,受到的回復(fù)力的方向總是指向平衡位置B.平衡位置就是加速度為零的位置C.水平彈簧振子振動過程中動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)總機(jī)械能守恒D.彈簧振子振動過程中,彈性勢能增加時(shí),彈簧的長度可能變短2.(2018浙江金華十校期末)如圖甲所示,彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置,在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動。取向右為正方向,振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示,下列說法正確的是()甲乙A.t=0.8 s時(shí),振子的速度方向向左B.t=0.2 s時(shí),振子在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處C.t=0.4 s和t=1.2 s時(shí),振子的加速度完全相同D.t=0.4 s到t=0.8 s的時(shí)間內(nèi),振子的速度逐漸減小3.(多選)某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動,其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x=Asin 4t,則質(zhì)點(diǎn)()A.第1 s末與第3 s末的位移相同B.第1 s末與第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.在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個階段,飛機(jī)上天后不久,機(jī)翼很快就抖動起來,而且越抖越厲害,后來人們經(jīng)過了艱苦的探索,利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個配重桿的方法,解決了這一問題。在飛機(jī)機(jī)翼前緣處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5.江蘇衛(wèi)視最強(qiáng)大腦曾經(jīng)播出過呂飛龍用“獅吼功”震碎玻璃杯的表演,該表演引起了眾多網(wǎng)友的熱議。有關(guān)人員在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬。用手指輕彈一只玻璃杯,可以聽到清脆的聲音,測得這聲音的頻率為500 Hz,將這只玻璃杯放在一個大功率的聲波發(fā)聲器前,操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波,能使玻璃杯碎掉。下列說法中正確的是()A.操作人員只要把聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到最大B.操作人員只要把聲波發(fā)生器輸出的功率調(diào)到最大C.操作人員必須同時(shí)把聲波發(fā)生器輸出的功率和發(fā)出聲波的頻率調(diào)到最大D.操作人員必須將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到約為500 Hz,且適當(dāng)增大其輸出功率6.如圖所示,振子在AA之間做簡諧運(yùn)動,O是平衡位置,B是OA的中點(diǎn)。已知振子經(jīng)O向右第一次運(yùn)動到B所用的時(shí)間為t1,經(jīng)B向右第一次運(yùn)動到A所用的時(shí)間為t2,以下說法正確的是()A.t1>t2B.t1<t2C.t1=t2D.周期為2(t1+t2)7.(多選)如圖所示,下列說法正確的是()A.振動圖象上的A、B兩點(diǎn)振動物體的速度相同B.在t=0.1 s和t=0.3 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的加速度大小相等,方向相反C.振動圖象上A、B兩點(diǎn)的速度大小相等,方向相反D.質(zhì)點(diǎn)在t=0.2 s和t=0.3 s時(shí)的動能相等8.如圖所示,為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動圖線,下列說法中正確的是()A.甲、乙兩單擺的擺長不相等B.甲擺的振幅比乙擺大C.甲擺的機(jī)械能比乙擺大D.在t=0.5 s時(shí)乙擺擺線張力最大9.(多選)一個質(zhì)點(diǎn)以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在a、b兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動。若從質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過3 s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)(如圖所示);再繼續(xù)運(yùn)動,又經(jīng)過2 s它第二次經(jīng)過M點(diǎn);則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時(shí)間是()A.8 sB.4 sC.14 sD.103 s10.(多選)如圖為單擺在兩次受迫振動中的共振曲線,下列說法中正確的是()A.若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長相同,則圖線表示月球上單擺的共振曲線B.若兩次受迫振動是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行,則兩次單擺的擺長之比l1l2=254C.圖線若是在地球表面上完成的,則該擺擺長約為1 mD.若擺長均為1 m,則圖線是在地球上完成的11.有一彈簧振子,振幅為0.8 cm,周期為0.5 s,初始時(shí)具有負(fù)方向的最大加速度,則它的振動方程是()A.x=810-3sin4t+2 mB.x=810-3sin4t-2 mC.x=810-1sint+32 mD.x=810-1sin4t+2 m12.下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系,若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固,則固有頻率最有可能的是()驅(qū)動力頻率/Hz304050607080受迫振動振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固=60 HzB.60 Hz<f固<70 HzC.50 Hz<f固<60 HzD.以上三項(xiàng)都不對13.如圖所示,曲面AO是一段半徑為2 m的光滑圓弧面,圓弧與水平面相切于O點(diǎn),AO弧長10 cm?，F(xiàn)將一小球先后從曲面的頂端A和AO弧的中點(diǎn)B由靜止釋放,到達(dá)底端O的速度分別為v1和v2,所經(jīng)歷的時(shí)間分別是t1和t2,那么()A.v1>v2,t1>t2B.v1=v2,t1>t2C.v1>v2,t1=t2D.v1=v2,t1=t214.(2018浙江寧波適應(yīng)性)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖(1)所示的裝置研究單擺的運(yùn)動。將單擺掛在力傳感器的下端,通過計(jì)算機(jī)來記錄力傳感器測定單擺擺動過程中擺線受到拉力大小的變化情況,以及單擺擺動的時(shí)間。實(shí)驗(yàn)過程中,保持單擺的最大擺角小于5。圖(1)圖(2)(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用20分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑,示數(shù)如圖(2)甲所示,該擺球的直徑d= mm;(2)實(shí)驗(yàn)測得擺長為L,傳感器測得擺線的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖(2)乙所示,則重力加速度的表達(dá)式為g=(用題目中物理量的字母表示)。15.如圖所示,光滑圓弧槽半徑為R,A為最低點(diǎn),B球位于圓孤的圓心處,C到A的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R,若同時(shí)釋放小球B、C,小球B和C均視為質(zhì)點(diǎn),問:(1)BC兩小球中哪個小球先到達(dá)A處?(2)上下移動小球B,使兩小球B和C在A點(diǎn)相遇,小球B到A點(diǎn)的距離h應(yīng)滿足什么條件?16.兩根質(zhì)量均可不計(jì)的彈簧,勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們與一個質(zhì)量為m的小球組成彈簧振子,靜止時(shí),兩彈簧均處于原長,如圖所示。試證明彈簧振子的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動?？键c(diǎn)強(qiáng)化練30機(jī)械振動1.ACD根據(jù)簡諧運(yùn)動的概念可知,做簡諧運(yùn)動的物體,受到的回復(fù)力的方向總是指向平衡位置,選項(xiàng)A正確;回復(fù)力為零的位置是簡諧運(yùn)動的平衡位置,不一定就是加速度為零的位置,例如單擺在平衡位置時(shí)加速度不為零,選項(xiàng)B錯誤;水平彈簧振子振動過程中動能和彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)總機(jī)械能守恒,選項(xiàng)C正確;彈簧振子振動過程中,彈性勢能增加時(shí),彈簧的長度可能變短,選項(xiàng)D正確。2.A從t=0.8 s時(shí)起,再過一段微小時(shí)間,振子的位移為負(fù)值,因?yàn)槿∠蛴覟檎较?故t=0.8 s時(shí),速度方向向左,A正確;由題中圖象得振子的位移x=12sin 54t cm,故t=0.2 s時(shí),x=62 cm,故B錯誤;t=0.4 s和t=1.2 s時(shí),振子的位移方向相反,由a=-kxm知,加速度方向相反,C錯誤;t=0.4 s到t=0.8 s的時(shí)間內(nèi),振子的位移逐漸變小,故振子逐漸靠近平衡位置,其速度逐漸變大,故D錯誤。3.AD由x=Asin 4t知,周期T=8 s。第1 s末、第3 s末、第5 s末分別相差2 s,恰好14個周期。根據(jù)簡諧運(yùn)動圖象中的對稱性可知A、D選項(xiàng)正確。4.D飛機(jī)飛上天后,在氣流周期性驅(qū)動力作用下做受迫振動,機(jī)翼越抖越厲害說明氣流驅(qū)動力頻率與機(jī)翼的固有頻率非常接近或相等。在機(jī)翼前緣處裝置配重桿,目的是通過改變機(jī)翼的質(zhì)量來改變其固有頻率,使驅(qū)動力頻率與固有頻率相差較大,從而實(shí)現(xiàn)減震的目的,選項(xiàng)D正確。5.D由題知,用手指輕彈一只酒杯,測得這聲音的頻率為500 Hz,就是酒杯的固有頻率。當(dāng)物體發(fā)生共振時(shí),物體振動的振幅最大,甚至可能造成物體解體,將這只酒杯放在兩只大功率的聲波發(fā)生器之間,操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波,將酒杯震碎是共振現(xiàn)象,而發(fā)生共振的條件是驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率,而酒杯的固有頻率為500 Hz,故操作人員要將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz,使酒杯產(chǎn)生共振,從而能將酒杯震碎。故D正確。6.B根據(jù)振子遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)速度減小,靠近平衡位置時(shí)速度增大可知,振子第一次從平衡位置運(yùn)動到x=12A處的平均速度大于第一次從x=12A處到最大正位移處運(yùn)動的平均速度,而路程相等,則有t1<t2,故B正確,A、C錯誤;周期為4(t1+t2),故D錯誤。7.BCA、B兩處位移相同,速度大小相等,但方向相反,選項(xiàng)A錯誤,C正確;t=0.1 s和t=0.3 s質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移最大,方向相反,由F=-kx,a=-kxm可知,選項(xiàng)B正確;t=0.2 s時(shí),物體通過平衡位置,速度最大,動能最大;而t=0.3 s時(shí),速度為零,動能最小,故選項(xiàng)D錯誤。8.B由圖看出,兩單擺的周期相同,同一地點(diǎn),g相同,由單擺的周期公式T=2Lg得知,甲、乙兩單擺的擺長L相等,故A錯誤;甲擺的振幅為10 cm,乙擺的振幅為7 cm,則甲擺的振幅比乙擺大,故B正確;盡管甲擺的振幅比乙擺大,兩擺的擺長也相等,但由于兩擺的質(zhì)量未知,所以無法比較機(jī)械能的大小,故C錯誤;在t=0.5 s時(shí),乙擺的位移為負(fù)向最大,速度為零,可知乙擺擺線張力最小,故D錯誤。9.CD若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向右運(yùn)動,OM過程歷時(shí)3 s,MbM運(yùn)動過程歷時(shí)2 s,顯然,T4=4 s,T=16 s,質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時(shí)間t3=(T-2) s=(16-2) s=14 s,C正確;若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向左運(yùn)動,OaOM運(yùn)動過程歷時(shí)3 s,MbM運(yùn)動過程歷時(shí)2 s,顯然,T2+T4=4 s,T=163 s,質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時(shí)間t3=(T-2) s=163-2 s=103 s,D正確。10.ABC若兩次受迫振動分別在月球上和地球上進(jìn)行,因?yàn)閳D線單擺的固有頻率較小,則固有周期較大,根據(jù)T=2lg知,周期大的地方重力加速度小,則圖線是月球上單擺的共振曲線,故A正確。若兩次受迫振動是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行的,則重力加速度相等,因?yàn)楣逃蓄l率比為25,則固有周期比為52,根據(jù)T=2lg,知擺長比為254,故B正確。圖線若是在地球表面上完成的,則固有頻率為0.5 Hz,則T=2lg=2 s,解得l1 m。故C正確,D錯誤。11.A解析 振幅A=0.8 cm=810-3 m,=2T=4 rad/s。由題知初始時(shí)(即t=0時(shí))振子在正向最大位移處,即sin 0=1,得0=2,故振子做簡諧運(yùn)動的方程為x=810-3sin4t+2 m,選項(xiàng)A正確。12.C根據(jù)共振曲線,可判斷出f驅(qū)與f固相差越大,受迫振動的振幅越小;f驅(qū)與f固越接近,受迫振動的振幅越大。并從中看出f驅(qū)越接近f固,振幅的變化越慢。比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在5060 Hz范圍內(nèi)時(shí),振幅變化最小,因此,50 Hz<f固<60 Hz,即選項(xiàng)C正確。13.C球的運(yùn)動可視為簡諧運(yùn)動(單擺運(yùn)動),根據(jù)周期公式T=2Rg,知小球在A點(diǎn)和B點(diǎn)釋放,運(yùn)動到O點(diǎn)的時(shí)間相等,都等于14T,根據(jù)動能定理有:mgh=12mv2-0,知A點(diǎn)的h大,所以從A點(diǎn)釋放到達(dá)O點(diǎn)的速度大。故C正確,ABD錯誤。14.答案 (1)14.50(2)2l4t02解析 (1)由圖乙所示游標(biāo)卡尺可知,小球直徑:d=1.410 mm+100.05 mm=14.50 mm;(2)單擺每隔半個周期,拉力F會達(dá)到最大,則有12T=2t0,解得:T=4t0,根據(jù)單擺周期公式得:T=2lg,解得:g=2l4t02。15.答案 (1)B球先到達(dá)A點(diǎn)(2)h=182(2n+1)2R(n=0,1,2,3,4,)解析 (1)C球可視為單擺,第一次到達(dá)A處所用的時(shí)間為T4,則tC=14T=142Rg=2RgB球做自由落體運(yùn)動,則R=12gtB2則tB=2Rg=2Rg因?yàn)?>2tC>tB,故B球先到達(dá)A點(diǎn)。(2)對C球:tC=(2n+1)T4=(2n+1)2Rg對B球:tB=2hg要使兩球在A點(diǎn)相遇,則tB=tC解得h=182(2n+1)2R(n=0,1,2,3,)。16.答案 證明過程見解析解析 以平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)軸,設(shè)左右兩邊彈簧的彈力分別為F1、F2,振子在平衡位置時(shí)F合=F1+F2=0,當(dāng)振子離開平衡位置時(shí),因兩彈簧發(fā)生形變而使振子受到指向平衡位置的力。設(shè)離開平衡位置的正位移為x,則振子所受的合力為F=-(k1x+k2x)=-(k1+k2)x=-kx,所以,彈簧振子的運(yùn)動為簡諧運(yùn)動。