2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 第1講 機(jī)械振動(dòng)（實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度）課時(shí)作業(yè)（含解析）

機(jī)械振動(dòng)（實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度）一、選擇題1下列說(shuō)法正確的是()A擺鐘走時(shí)快了必須調(diào)短擺長(zhǎng)，才可能使其走時(shí)準(zhǔn)確B挑水時(shí)為了防止水從桶中蕩出，可以加快或減慢走路的步頻C在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動(dòng)，是共振現(xiàn)象D部隊(duì)要便步通過(guò)橋梁，是為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌E較弱聲音可震碎玻璃杯，是因?yàn)椴ＡПl(fā)生了共振解析：擺鐘走時(shí)快了，說(shuō)明擺鐘的周期變小了，根據(jù)T2可知增大擺長(zhǎng)L可以增大擺鐘的周期，A錯(cuò)誤；挑水時(shí)為了防止水從桶中蕩出，可以改變走路的步頻，B正確；在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動(dòng)，是受迫振動(dòng)，C錯(cuò)誤；部隊(duì)便步通過(guò)橋梁，不能產(chǎn)生較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，就避免橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象，故D正確；當(dāng)聲音頻率等于玻璃杯頻率時(shí)，杯子發(fā)生共振而破碎，E正確答案：BDE2下列說(shuō)法正確的是()A在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長(zhǎng)成正比B彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長(zhǎng)不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小D系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率E已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期，就可知振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向解析：在同一地點(diǎn)，重力加速度g為定值，根據(jù)單擺周期公式T2可知，周期的平方與擺長(zhǎng)成正比，故選項(xiàng)A正確；彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，只有動(dòng)能和勢(shì)能參與轉(zhuǎn)化，根據(jù)機(jī)械能守恒條件可知，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)單擺周期公式T2可知，單擺的周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，故選項(xiàng)D正確；若彈簧振子初始時(shí)刻在波峰或波谷位置，知道周期后，可以確定任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向，若彈簧振子初始時(shí)刻不在波峰或波谷位置，則無(wú)法確定任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的方向，故選項(xiàng)E錯(cuò)誤答案：ABD3(2019·四川攀枝花診斷)甲、乙兩水平彈簧振子的振動(dòng)圖象如圖所示，則可知()A兩彈簧振子完全相同B兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲F乙21C振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大D兩振子的振動(dòng)頻率之比f(wàn)甲f乙12E振子乙速度為最大時(shí)，振子甲速度不一定為零解析：從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲T乙21，則頻率之比f(wàn)甲f乙12，D正確；彈簧振子周期與彈簧振子的組成有關(guān)，說(shuō)明兩彈簧振子不同，A錯(cuò)誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子所受回復(fù)力(Fkx)的最大值之比F甲F乙不一定為21，B錯(cuò)誤；由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零，速度最大，在振子到達(dá)最大位移處時(shí)，速度為零，從圖象中可以看出，在振子甲到達(dá)最大位移處時(shí)，振子乙恰好到達(dá)平衡位置，C正確；當(dāng)振子乙到達(dá)平衡位置時(shí)，振子甲有兩個(gè)可能的位置，一個(gè)是最大位移處，一個(gè)是平衡位置，E正確答案：CDE4如圖所示為同一地點(diǎn)的兩個(gè)單擺甲、乙的振動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是()A甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等B甲擺的振幅比乙擺的大C甲擺的機(jī)械能比乙擺的大D在t0.5 s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺E由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣冉馕觯河深}圖可知，兩單擺的周期相同，同一地點(diǎn)重力加速度g相同，由單擺的周期公式T2可知，甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等，選項(xiàng)A正確；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，選項(xiàng)B正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長(zhǎng)相等，但由于兩擺的質(zhì)量未知，故無(wú)法比較機(jī)械能的大小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t0.5 s時(shí)，甲擺經(jīng)過(guò)平衡位置，擺動(dòng)的加速度為零，而乙擺的位移為負(fù)的最大，則乙擺具有正向最大加速度，選項(xiàng)D正確；由單擺的周期公式T2得g，由于不知道單擺的擺長(zhǎng)，所以不能求得重力加速度，選項(xiàng)E錯(cuò)誤答案：ABD5(2019·湖南長(zhǎng)沙模擬)一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)，t0時(shí)刻振子的位移x0.1 m；t s時(shí)刻x0.1 m；t4 s時(shí)刻x0.1 m該振子的振幅和周期可能為()A0.1 m， sB0.1 m,8 sC0.2 m， s D0.2 m,8 sE0.2 m,10 s解析：若振子的振幅為0.1 m， s(n)T，(4)sn1T，則周期最大值為 s，A正確，B錯(cuò)誤若振子的振幅為0.2 m，由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)振子由x0.1 m處運(yùn)動(dòng)到負(fù)向最大位移處再反向運(yùn)動(dòng)到x0.1 m處，再經(jīng)n個(gè)周期時(shí)所用時(shí)間為 s，則(n)T s，所以周期的最大值為 s，且t4 s時(shí)刻x0.1 m，C正確；當(dāng)振子由x0.1 m經(jīng)平衡位置運(yùn)動(dòng)到x0.1 m處，再經(jīng)n個(gè)周期時(shí)所用時(shí)間為 s，則(n)T s，所以此時(shí)周期的最大值為8 s，且t4 s時(shí)，x0.1 m，D正確答案：ACD二、非選擇題6利用單擺測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中(1)利用游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬小球直徑如圖甲所示，小球直徑d_cm.(2)某同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)如表，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出L­T2圖象L/m0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80 由圖象可得重力加速度g_m/s2(保留三位有效數(shù)字)(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑，其他操作無(wú)誤，那么他得到的實(shí)驗(yàn)圖象可能是下列圖象中的_解析：(1)小球的直徑d22 mm0.1 mm×622.6 mm2.26 cm.(2)L ­T2圖象如圖所示由T2可得LT2，k對(duì)應(yīng)圖象可得k0.25可解得g42k9.86 m/s2.(3)在實(shí)驗(yàn)中，若擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑，其他操作無(wú)誤，可得LT2.故可知B正確，A、C、D均錯(cuò)誤答案：(1)2.26(2)圖見(jiàn)解析9.86(3)B7彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻，振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t0.2 s時(shí)刻，振子速度第一次變?yōu)関；在t0.5 s時(shí)刻，振子速度第二次變?yōu)関.(1)求彈簧振子的振動(dòng)周期T；(2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4 s內(nèi)通過(guò)的路程；(3)若B、C之間的距離為25 cm，從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出彈簧振子的位移表達(dá)式，并畫(huà)出彈簧振子的振動(dòng)圖象解析：(1)畫(huà)出彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示由對(duì)稱性可得T0.5×2 s1 s(2)若B、C之間距離為25 cm則振幅A×25 cm12.5 cm振子4 s內(nèi)通過(guò)的路程s×4×12.5 cm200 cm(3)根據(jù)xAsin t，A12.5 cm，2 rad/s得x12.5sin 2t cm振動(dòng)圖象如圖所示答案：(1)1 s(2)200 cm(3)見(jiàn)解析5