高考物理選修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí)機(jī)械振動(dòng) 復(fù)習(xí)與鞏固基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．關(guān)于做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的意義有以下幾種說法，其中正確的是（ ）． A．回復(fù)力第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 B．速度第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 C．動(dòng)能或勢(shì)能第一次恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 D．速度和加速度第一次同時(shí)恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程 2．（2015 臺(tái)州校級(jí)期中）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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．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(　　) A．t＝0.8 s時(shí)，振子的速度方向

2、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 3．一根彈簧原長(zhǎng)為0，掛一質(zhì)量為m的物體時(shí)伸長(zhǎng)x．當(dāng)把這根彈簧與該物體套在一光滑水平的桿上組成彈簧振子，且其振幅為A時(shí)，物體振動(dòng)的最大加速度為（ ）． A． B． C． D． 4．一物體做受追振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率小于該物體的同有頻率．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率逐漸增大到一定數(shù)值的過程中，該物體的振幅可能（ ）． A．逐漸增大 B．逐漸減小

3、 C．先逐漸增大，后逐漸減小 D．先逐漸減小，后逐漸增大 5．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，由最大位移處向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中，速度越來越大，這是由于（ ）． A．加速度越來越大 B．物體的加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致 C．物體的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能 D．回復(fù)力對(duì)物體做正功 6．（2014 江蘇模擬）某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為，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 7．有一懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺

4、，其擺的外殼為一個(gè)有一定質(zhì)量的金屬空心球．球底有一小孔，球內(nèi)盛滿水．在擺動(dòng)過程中，水從小孔慢慢流出．從水開始流到水流完的過程中此擺的周期的變化是（ ）． A．由于懸線長(zhǎng)L和重力加速度g不變，所以周期不變 B．由于水不斷外流，周期不斷變大 C．周期先變大，后又變小 D．周期先變小，后又變大 8．著單擺的擺長(zhǎng)不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度減小為原來的1／2，則單擺振動(dòng)的（ ）． A．頻率不變，振幅不變 B．頻率不變，振幅改變 C．頻率改變，振幅改變 D．頻率改變，振幅不變

5、 二、填空題 9．A、B兩個(gè)彈簧振子，同時(shí)從平衡位置以相同的速度開始運(yùn)動(dòng)，它們的振動(dòng)圖像如圖所示，已知A振子的周期為T，則B振子的周期為________，它們第一次同時(shí)經(jīng)過平衡位置且速度相同所需的時(shí)間是________。 10．如圖所示為擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺．現(xiàn)在在懸點(diǎn)的正下方A點(diǎn)固定一顆釘子，使OA=L／3．令單擺由平衡位置向左擺動(dòng)時(shí)以O(shè)為懸點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)單擺完成一次全振動(dòng)所需的時(shí)間是________． 11．（2015 鹽城三模）一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的圓柱體帶動(dòng)一個(gè)T形支架在豎直方向振動(dòng)，T形支架的下面系著

6、一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)。圓盤以不同的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，測(cè)得小球振動(dòng)的振幅與圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)頻率如圖所示。當(dāng)圓盤的頻率為0.4Hz時(shí)，小球的振動(dòng)周期是 s，當(dāng)圓盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，它的振動(dòng)頻率是 Hz。 12．如圖4所示，在曲柄A上懸掛一個(gè)彈簧振子，如果轉(zhuǎn)動(dòng)搖把C可帶動(dòng)曲軸BAD，用手往下拉振子，再放手使彈簧振子上下振動(dòng)，測(cè)得振子在10s內(nèi)完成20次全振動(dòng)，然后勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，當(dāng)轉(zhuǎn)速為_______r/min，彈簧振子振動(dòng)最劇烈，穩(wěn)定后的振動(dòng)周期為________s。 三、解答題 13．（10分）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的下端系著A、B兩球，mA=100 g，mB=5

7、00 g，系統(tǒng)靜止時(shí)彈簧伸長(zhǎng)x=15 cm，未超出彈性限度．若剪斷A、B間的細(xì)繩，則A在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．求： （1）A的振幅多大？ （2）A球的最大加速度多大？（g取10 m／s2） 14．（12分）如圖所示，一個(gè)彈簧振子在光滑水平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，O為平衡位置，A、B為最大位移處，當(dāng)振子在A點(diǎn)由靜止開始振動(dòng)，測(cè)得第二次經(jīng)過平衡位置O時(shí)所用時(shí)間為t s，在O點(diǎn)正上方C處有一個(gè)小球，現(xiàn)使振子由A點(diǎn)、小球由C點(diǎn)同時(shí)由靜止釋放，它們恰在D點(diǎn)處相碰，試求小球所在的高度H。 15．（8分）如圖所示，一塊涂有炭黑的玻璃板，質(zhì)量為2 kg，在拉力F的作用下，

8、由靜止開始豎直向上做勻變速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)裝有水平振針的振動(dòng)頻率為5 Hz的固定電動(dòng)音又在玻璃板上畫出了如圖11-21所示的曲線，測(cè)得OA=1.5 cm，BC=3.5 cm．求：自玻璃板開始運(yùn)動(dòng)．經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間才開始接通電動(dòng)音叉的電源？接通電源時(shí)玻璃板的速度是多大？ 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】D 【解析】物體完成一次全振動(dòng)，是一次完整的振動(dòng)過程．完成一次全振動(dòng)，物體回到原位置，位移、速度、回復(fù)力的大小和方向與原來的大小和方向都相同．因此D項(xiàng)正確． 2．【答案】A 【解析】本題考查了彈簧振子以及振動(dòng)圖象，意在考查學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的理解．從t

9、＝0.8s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较颍蕋＝0.8s時(shí)，速度方向向左，A正確；由題中圖象得振子的位移，故t＝0.2 s時(shí)，，故B錯(cuò)誤；t＝0.4s和t＝1.2s時(shí)，振子的位移方向相反，由知，加速度方向相反，C錯(cuò)誤；t＝0.4s到t＝0.8s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(cuò)誤． 3．【答案】B 【解析】振子的最大加速度，而mg=kx，解得，B項(xiàng)正確． 4．【答案】A、C 【解析】當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，做受迫振動(dòng)的物體發(fā)生共振現(xiàn)象，振幅最大．由于沒有說明驅(qū)動(dòng)力頻率最后的情況。因此A、C兩項(xiàng)都有可能．

10、 5．【答案】D 【解析】從運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系來看，當(dāng)加速度和運(yùn)動(dòng)方向一致時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)．但這不是速度變大的原因，其原因是回復(fù)力對(duì)物體做正功． 6．【答案】AD 【解析】由關(guān)系式知，，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期．關(guān)系式對(duì)應(yīng)的振動(dòng)圖象如圖所示． 質(zhì)點(diǎn)在1s末的位移，質(zhì)點(diǎn)在3s末的位移，故A正確．由前面計(jì)算可知t＝1s和t＝3s質(zhì)點(diǎn)連續(xù)通過同一位置，故兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)速度大小相等，但方向相反，B錯(cuò)誤；由x－t圖象可知，3s～4s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為正值，4s～5s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)值，C錯(cuò)誤；同樣由x－t圖象可知，在3s～5s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)一直向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，D正確． 7．【答案】C 【解析】單擺的擺長(zhǎng)是懸點(diǎn)

11、到小球重心的距離．開始時(shí)，重心在球心，水全部流完后，重心又回到球心．因此，重心先降低，后升高；先變大，后變小，由可知，周期也先變大，后變小，C項(xiàng)正確． 8．【答案】B 【解析】單擺的周期公式為，因不變，故T不變，f=1／T不變；當(dāng)一定時(shí)，單擺的振幅A取決于偏角，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，擺球從最大住移處到平衡位置有，得，與m無關(guān)；由題意知，即由擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的速度減小推出振幅減小，所以正確選項(xiàng)為B．從另一個(gè)角度分析，動(dòng)能Ek沒變，而Ek=mgh，由，所以振幅減小． 二、填空題 9．【答案】 3T 【解析】由題中圖像可知2TB=1.5T，所以，當(dāng)t=1.5T時(shí)，兩振子的振動(dòng)

12、方向相反，所以再經(jīng)過1.5T，經(jīng)過平衡位置的速度相同．從開始計(jì)時(shí)，t＇=3T． 10．【答案】 【解析】此單擺完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間等于以為擺長(zhǎng)的半個(gè)周期和以為擺長(zhǎng)的半個(gè)周期之和． 11．【答案】2.5；0.6 【解析】（1）當(dāng)圓盤以0.4Hz的頻率勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小球振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定，是受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，為0.4Hz； 故有： （2）一個(gè)單擺的擺動(dòng)頻率與球做阻尼振動(dòng)的頻率相同，故為0.6Hz； 12．【答案】120，0.25 三、解答題 13．【答案】見解析 【解析】（1）只掛A時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量．由(mA+mB)g=kx，得，即cm．

13、 振幅A=x－x1=12.5 cm． （2）剪斷細(xì)繩瞬間，A受最大彈力，合力最大，加速度最大． F=(mA+mB)g－mAg=mBg=mAam， ． 14．【答案】見解析 【解析】設(shè)振動(dòng)周期為T，則，解得，而小球經(jīng)過O點(diǎn)，所用時(shí)間（n=0，1，2，…）， 所以（n=0，1，2，…）． 15．【答案】見解析 【解析】由題意可得，振針周期T0=0.2 s，，則對(duì)板： sBC－sOA=2aT2，得：a=1 m／s2． ， 再求O點(diǎn)速度：v0=vA－aT=0.1 m／s， 由v0=at得時(shí)間． 即經(jīng)過0.1 s才開始接通電動(dòng)音叉的電源，且接通時(shí)玻璃板的速度為0.1 m／s．