高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時作業(yè)38 機械振動（含解析）-人教版高三物理試題

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1、課時作業(yè)(三十八)　機械振動 [雙基鞏固練] 1．(多選)如圖所示，彈簧振子在A、B間做簡諧運動，O為平衡位置，A、B間的距離是20 cm，振子由A運動到B的時間是2 s，則(　　) A．從O→B→O振子做了一次全振動 B．振動周期為4 s，振幅是10 cm C．從B開始經(jīng)過6 s，振子通過的路程是60 cm D．從O開始經(jīng)過3 s，振子處在平衡位置 BC　[振子從O→B→O只完成半個全振動，A選項錯誤；從A→B振子也只完成了半個全振動，半個全振動的時間是2 s，所以振動周期是4 s，振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離，振幅A＝10 cm，B選項正確；T＝6 s＝1T，所以

2、振子經(jīng)過的路程為4A＋2A＝6A＝60 cm，C選項正確；從O開始經(jīng)過3 s，振子處在位置A或B，D選項錯誤．] 2．(多選)2011年3月11日，日本發(fā)生了里氏9.0級大地震，導(dǎo)致很多房屋坍塌，場景慘不忍睹，就此事件，下列說法正確的是(　　) A．所有建筑物振動周期相同 B．所有建筑物振幅相同 C．建筑物的振動周期由其固有周期決定 D．所有建筑物均做受迫振動 AD　[地面上的所有建筑物都在同一驅(qū)動力下做受迫振動，它們的振動周期都與驅(qū)動力的周期相同，與其固有周期無關(guān)，故A、D正確，C錯誤．由于不同的建筑物固有周期不盡相同，所以做受迫振動時，它們的振幅不一定相同，B錯誤．] 3．有

3、一彈簧振子，振幅為0.8 cm，周期為0.5 s，初始時具有負(fù)方向的最大加速度，則它的振動方程是(　　) A．x＝8×10－3sin m B．x＝8×10－3sin m C．x＝8×10－1sin m D．x＝8×10－1sin m A　[振幅A＝0.8 cm＝8×10－3 m，ω＝＝4π rad/s.由題知初始時(即t＝0時)振子在正向最大位移處，即sin φ0＝1，得φ0＝，故振子做簡諧運動的振動方程為：x＝8×10－3sin m，選項A正確．] 4．(多選)某簡諧振子，自由振動時的振動圖象如圖甲中的曲線Ⅰ所示，而在某驅(qū)動力作用下做受迫振動時，穩(wěn)定后的振動圖象如圖甲中的曲線Ⅱ所示，

4、那么，此受迫振動對應(yīng)的狀態(tài)可能是圖乙中的(　　) A．a(chǎn)點　 B．b點 C．c點 D．一定不是c點 AD　[振子的固有周期與驅(qū)動力周期的關(guān)系是T驅(qū)＝T固，所以受迫振動的狀態(tài)一定不是題圖乙中的b點和c點，可能是a點．] 5．(多選)如圖所示為某物體做簡諧運動的圖象，下列說法中正確的是(　　) A．物體在0.2 s時刻與0.4 s時刻的速度相同 B．物體在0.6 s時刻與0.4 s時刻的速度方向相反 C．0.7 s～0.9 s時間內(nèi)物體的加速度在減小 D．0.9 s～1.1 s時間內(nèi)物體的速度減小 AB　[物體在0.2 s時刻與0.4 s時刻的速度相同，A項正確；物體在0

5、.6 s時刻與0.4 s時刻的運動方向相反，B項正確；0.7 s～0.9 s時間內(nèi)正在遠(yuǎn)離平衡位置，所以速度減小，加速度增大，C項錯誤；0.9 s～1.1 s時間內(nèi)靠近平衡位置，速度增大，加速度減小，D項錯誤．所以A、B正確．] 6．一砝碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動．勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動．把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期．若保持把手不動，給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖乙所示．當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達(dá)到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖丙所示．

6、若用T0表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動力的周期，Y表示受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則(　　) A．由圖線可知T0＝4 s，振幅為8 cm B．由圖線可知T0＝8 s，振幅為2 cm C．當(dāng)T在4 s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比4 s小得多或大得多時，Y很小 D．當(dāng)T在8 s附近時，Y顯著增大；當(dāng)T比8 s小得多或大得多時，Y很小 C　[圖乙是彈簧振子自由振動時的振動圖線，故由圖乙可知，彈簧振子的固有周期為T0＝4 s，振幅為4 cm，故A、B錯誤；當(dāng)物體的驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振動達(dá)到最強，故當(dāng)T在4 s附近時，振幅顯著增大，當(dāng)T比4 s小得多或大得多時

7、，Y很小，故C正確、D錯誤．] 7．如圖甲所示，彈簧振子以O(shè)點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動．取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是(　　) A．t＝0.8 s時，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s時，振子在O點右側(cè)6 cm處 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s時，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s和t＝0.8 s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小 A　[從t＝0.8 s的下一刻起，振子的位移為負(fù)值，因為取向右為正方向，故t＝0.8 s時，振子的速度方向向左，A正確．由題圖乙得振子的位移公式x＝12sint(cm)，故t＝0.2

8、s時，x＝6 cm，B錯誤．t＝0.4 s和t＝1.2 s時，振子的位移方向相反，由a＝知，加速度大小相等，方向相反，C錯誤．t＝0.4 s到t＝0.8 s的時間內(nèi)，振子的位移逐漸減小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸增大，D錯誤．] 8．(2019·領(lǐng)航高考沖刺卷)如圖所示是兩個單擺的振動圖象． (1)甲、乙兩個擺的擺長之比是多少？ (2)以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向，從t＝0起，乙第一次到達(dá)右方最大位移處時，甲振動到了什么位置？向什么方向運動？ 解析　(1)由題圖可以看出，單擺甲的周期是單擺乙的周期的，即T甲＝T乙，又由單擺的周期與擺長的關(guān)系可知，l甲∶l

9、乙＝1∶4. (2)由題圖可以看出，當(dāng)乙第一次到達(dá)右方最大位移處時，t＝2 s，振動到周期，甲振動到周期，位移為0，位于平衡位置，此時甲向左運動． 答案　(1)1∶4　(2)甲振動到周期，位于平衡位置；此時甲向左運動． [能力提升練] 9．(多選)將測力傳感器接到計算機上可以測量快速變化的力，將單擺掛在測力傳感器的探頭上，測力探頭與計算機連接，用此方法測得的單擺擺動過程中擺線上拉力的大小隨時間變化的曲線如圖所示，g取10 m/s2.某同學(xué)由此圖象提供的信息做出了下列判斷，其中正確的是(　　) A．?dāng)[球的周期T＝0.5 s B．單擺的擺長l＝1 m C．t＝0.5 s時擺球正經(jīng)過

10、最低點 D．?dāng)[球運動過程中周期越來越小 BC　[由題圖可知，單擺兩次拉力極大值的時間差為1 s，所以單擺的振動周期為2 s，選項A錯誤；根據(jù)單擺的周期公式T＝2π 可得擺長l＝1 m，選項B正確；t＝0.5 s時擺線的拉力最大，所以擺球正經(jīng)過最低點，選項C正確；擺線拉力的極大值發(fā)生變化，說明擺球在最低點時的速度發(fā)生了變化，所以擺球做阻尼振動，振幅越來越小，由于周期與振幅無關(guān)，所以單擺的周期不變，選項D錯誤．] 10．(多選)一彈簧振子A的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為y＝0.1sin2.5πt(m)，則(　　) A．彈簧振子的振幅為0.2 m B．彈簧振子的周期為1.25 s C．在t

11、＝0.2 s時，振子的運動速度為零 D．若另一彈簧振子B的位移y隨時間變化的關(guān)系式為y＝0.2sin(2.5πt＋) m，則A的相位比B的相位落后 CD　[由振動方程為y＝0.1sin 2.5πt(m)，可讀出振幅為0.1 m，圓頻率ω＝2.5π，故周期T＝＝＝0.8 s，A、B錯誤；在t＝0.2s時，振子的位移最大，故速度為零，C正確；兩振子的相位差Δφ＝φ2－φ1＝2.5πt＋－2.5πt＝，即B的相位比A的相位超前，或者說A的相位比B的相位落后，D正確．] 11．(多選)如圖所示，一質(zhì)點在x軸上以O(shè)為平衡位置做簡諧運動，其振幅為8 cm，周期為4 s．T＝0時物體在x＝4 cm處，

12、向x軸負(fù)方向運動，則(　　) A．質(zhì)點在T＝1.0 s時所處的位置為x＝＋4 cm B．質(zhì)點在T＝1.0 s時所處的位置為x＝－4 cm C．由起始位置運動到x＝－4 cm處所需的最短時間為 s D．由起始位置運動到x＝－4 cm處所需的最短時間為 s BC　[質(zhì)點在T＝1.0 s時所處的位置為x＝0.08sin(0.5π×1＋)＝－0.04 m＝－4 cm，故A錯誤，B正確；由于T＝0時刻質(zhì)點向x軸負(fù)方向運動，所以由起始位置運動到x＝－4 cm處所需的最短時間為回到平衡位置后直接再到達(dá)x＝－4 cm處的時間，由振動的對稱性可知，兩段時間相等，回到平衡位置的時間：T1＝＝

13、＝ s．所以由起始位置運動到x＝－4 cm處所需的最短時間為T＝2T1＝ s．故C正確，D錯誤．] 12．(2019·遼寧大連模擬)彈簧振子以O(shè)點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t＝0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t＝0.2 s時刻，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.5 s時刻，振子速度第二次變?yōu)椋璿. (1)求彈簧振子的振動周期T. (2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4 s內(nèi)通過的路程． (3)若B、C之間的距離為25 cm，從平衡位置開始計時，寫出彈簧振子的位移表達(dá)式，并畫出彈簧振子的振動圖象． 解析　(1)畫出彈簧振子簡諧運動示意圖如圖所示． 由對稱性可得T＝0.5×2 s＝1 s. (2)若B、C之間距離為25 cm， 則振幅A＝×25 cm＝12.5 cm， 振子4 s內(nèi)通過的路程 s＝×4×12.5 cm＝200 cm. (3)根據(jù)x＝Asin ωt，A＝12.5 cm，ω＝＝2π rad/s， 得x＝12.5sin 2πt(cm)， 振動圖象為： 答案　(1)1 s　(2)200 cm　(3)見解析