（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對(duì)論 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng)（實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)螖[的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系）檢測(cè)

《（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對(duì)論 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng)（實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)螖[的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系）檢測(cè)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（江蘇專用）2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光電磁波與相對(duì)論 第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng)（實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)螖[的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系）檢測(cè)（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一節(jié) 機(jī)械振動(dòng)（實(shí)驗(yàn)：?jiǎn)螖[的周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系） (建議用時(shí)：40分鐘) 一、選擇題 1．(2016·高考北京卷)如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸，向右為x軸正方向．若振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖象為(　　) 解析：選A.由題意，向右為x軸的正方向，振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，因此t＝0時(shí)，振子的位移為正的最大值，振動(dòng)圖象為余弦函數(shù)，A項(xiàng)正確． 2．如圖所示，在兩根等長(zhǎng)的曲線下懸掛一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))組成了所謂的雙線擺，若擺長(zhǎng)為l，兩線與天花板的左、右兩側(cè)夾角均為α，當(dāng)小球垂直紙面做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為(　　) A．2π　

2、　　　　　 B．2π C．2π D．2π 解析：選D.根據(jù)公式T＝2π，本題中l(wèi)′＝lsin α，故T＝2π，D正確． 3.如圖所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細(xì)線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，已知甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的4倍，彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T＝2π，式中m為振子的質(zhì)量，k為彈簧的勁度系數(shù)．當(dāng)細(xì)線突然斷開后，兩物塊都開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中(　　) A．甲的振幅是乙的振幅的4倍 B．甲的振幅等于乙的振幅 C．甲的最大速度是乙的最大速度的 D．甲的振動(dòng)周期是乙的振動(dòng)周期的2倍 解析：選BCD.細(xì)線斷開前，兩根彈簧上的彈力大小相同，彈簧的伸長(zhǎng)量相同，細(xì)線斷開

3、后，兩物塊都開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的平衡位置都在彈簧原長(zhǎng)位置，所以它們的振幅相等，A錯(cuò)誤，B正確；兩物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能保持不變，細(xì)線斷開前，彈簧的彈性勢(shì)能就是物塊開始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能，二者相等，根據(jù)機(jī)械能守恒，可知在振動(dòng)過程中，它們的機(jī)械能相等，到達(dá)平衡位置時(shí)，它們的彈性勢(shì)能為零，動(dòng)能達(dá)到最大，二者相等，因?yàn)榧椎馁|(zhì)量是乙的質(zhì)量的4倍，根據(jù)動(dòng)能公式可知甲的最大速度是乙的最大速度的，C正確；根據(jù)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式T ＝2π，甲的質(zhì)量是乙的質(zhì)量的4倍，甲的振動(dòng)周期是乙的振動(dòng)周期的2倍，D正確． 4.惠更斯利用擺的等時(shí)性原理制成了第一座擺鐘．如圖甲所示為日

4、常生活中我們能見到的一種擺鐘，圖乙所示為擺的結(jié)構(gòu)示意圖，圓盤固定在擺桿上，螺母可以沿?cái)[桿上下移動(dòng)．在甲地走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘移到乙地未做其他調(diào)整時(shí)擺動(dòng)加快了，下列說法正確的是(　　) A．甲地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下移動(dòng) B．甲地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上移動(dòng) C．乙地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向下移動(dòng) D．乙地的重力加速度較大，若要調(diào)準(zhǔn)可將螺母適當(dāng)向上移動(dòng) 解析：選C.由甲地到乙地?cái)[動(dòng)加快則說明周期變小，因T＝2π，則重力加速度變大，要使周期不變小，則應(yīng)增加擺長(zhǎng)，即將螺母適當(dāng)向下移動(dòng)． 5．如圖甲所示為以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)間做

5、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，圖乙為這個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖象，由圖可知下列說法中正確的是(　　) A．在t＝0.2 s時(shí)，彈簧振子的加速度為正向最大 B．在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子在同一位置 C．從t＝0到t＝0.2 s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng) D．在t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個(gè)時(shí)刻，振子速度都為零 解析：選BCD.t＝0.2 s時(shí)，彈簧振子的位移為正向最大值，而彈簧振子的加速度與位移大小成正比，方向與位移方向相反，A錯(cuò)誤；在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的位移相同，B正確；從t＝0到t＝0.2 s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子從平衡位置向最大

6、位移處運(yùn)動(dòng)，位移逐漸增大，加速度逐漸增大，加速度方向與速度方向相反，彈簧振子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，C正確；t＝0.2 s與t＝0.6 s，振子在最大位移處，速度為零，D正確． 6．(2019·遼寧大連模擬)某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力的頻率為f.若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變，則下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)ff0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大 C．該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后，振動(dòng)的頻率等于f D．當(dāng)f＝f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)一定發(fā)生共振 解析：選BCD. 受迫振動(dòng)的振幅A隨驅(qū)動(dòng)力的頻率變化的

7、規(guī)律如圖所示，顯然選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；穩(wěn)定時(shí)系統(tǒng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即選項(xiàng)C正確；根據(jù)共振產(chǎn)生的條件可知，當(dāng)f＝f0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)一定發(fā)生共振，選項(xiàng)D正確． 7.(2019·蘭州一中高三質(zhì)檢)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖象，下列說法中正確的是(　　) A．甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等 B．甲擺的振幅比乙擺大 C．甲擺的機(jī)械能比乙擺大 D．甲擺的周期比乙擺大 解析：選AB.可從題圖上看出甲擺振幅大，B正確；由題圖知兩擺周期相等，則擺長(zhǎng)相等，因兩擺球質(zhì)量關(guān)系不明確，無法比較它們的機(jī)械能的大小，A正確，C、D錯(cuò)誤． 8．(2016·高考海南卷改編)下列說法正確的是(　　)

8、 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 解析：選ABD.在同一地點(diǎn)，重力加速度g為定值，根據(jù)單擺周期公式T＝2π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)能相互轉(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T＝2π可知，單擺的周期與質(zhì)量無關(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)

9、的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，故選項(xiàng)D正確． 9．(2019·湖北襄陽四中模擬)如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(dòng)(即做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，圖乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動(dòng)時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，則下列說法中正確的是(　　) A．由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4 s B．由圖乙可知彈簧振子的固有周期為8 s C．由圖乙可知外力的周期為8 s D．如果改變外力的周期，在接近4 s的附近該彈簧振子的振幅較大 解析：選ACD.圖甲是彈簧振子自由振動(dòng)時(shí)的圖象，由圖甲可知，其振動(dòng)的固有周期為4 s，A正確，B錯(cuò)誤；圖乙是彈簧振子在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)圖象，彈簧振子

10、的振動(dòng)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即8 s，C正確；當(dāng)固有周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相等時(shí)，其振幅最大，驅(qū)動(dòng)力的周期越接近固有周期，彈簧振子的振幅越大，D正確． 10．一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪很大，游船上下浮動(dòng)．可把游船浮動(dòng)簡(jiǎn)化成豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為20 cm，周期為3.0 s．當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時(shí)，甲板剛好與碼頭地面平齊．地面與甲板的高度差不超過10 cm 時(shí)，游客能舒服地登船．在一個(gè)周期內(nèi)，游客能舒服登船的時(shí)間是(　　) A．0.5 s　　　　　　　　 B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s 解析：選C.由振動(dòng)周期T＝3.0 s、ω＝、A＝20 cm知，游船做簡(jiǎn)諧運(yùn)

11、動(dòng)的振動(dòng)方程x＝Asin ωt＝20sin t(cm)．在一個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)x＝10 cm時(shí)，解得t1＝0.25 s，t2＝1.25 s．游客能舒服登船的時(shí)間Δt＝t2－t1＝1.0 s，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤． 11．(2019·南京模擬)甲、乙兩彈簧振子，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＝2∶1 C．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甲∶f乙＝1∶2 解析：選CD.從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1，得頻率之比f甲∶f乙＝1∶2，D正確；彈簧振子周期與振子

12、質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說明兩彈簧振子不同，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(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，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． 12．(2019·溫州八校聯(lián)考)如圖所示，把能在絕緣光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子放在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球在O點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，A、B為關(guān)于O對(duì)稱的兩個(gè)位置，現(xiàn)在使小球帶上負(fù)電，并讓小球從B點(diǎn)靜止釋放，那么下列說法不正確的是(　　)

13、 A．小球仍然能在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)是其平衡位置 B．小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過程中，動(dòng)能一定先增大后減小 C．小球仍然能做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，但其平衡位置不在O點(diǎn) D．小球不可能再做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 解析：選ABD.小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受到水平向左的電場(chǎng)力，設(shè)該電場(chǎng)力大小為F0，小球合力為零的位置應(yīng)該在O點(diǎn)左側(cè)，設(shè)為O1，設(shè)O1、O點(diǎn)的間距為x0，彈簧勁度系數(shù)為k，則F0＝kx0；取水平向右為正方向，當(dāng)小球從O1點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)的位移為x時(shí)，回復(fù)力F＝－F0＋k(x0－x)＝－kx，所以小球會(huì)以O(shè)1點(diǎn)為平衡位置做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確；因?yàn)椴恢繟點(diǎn)與平衡位置O1點(diǎn)的位置關(guān)系，所以不能確定小球從B運(yùn)動(dòng)

14、到A的過程中，動(dòng)能如何變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤． 二、非選擇題 13．某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度． (1)為了使測(cè)量誤差盡量小，下列說法正確的是________． A．組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球 B．組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng) D．?dāng)[長(zhǎng)一定的情況下，擺的振幅盡量大 (2)如圖所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1 m的單擺．實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm的鋼板刻度尺，于是他先使擺球自然下垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn)，測(cè)出單擺的周期T1；然后保持懸點(diǎn)位置不變，設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些

15、，再次使擺球自然下垂，用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn)，并測(cè)出單擺的周期T2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離ΔL.用上述測(cè)量結(jié)果，寫出重力加速度的表達(dá)式g＝________． 解析：(1)組裝單擺時(shí)，懸線應(yīng)選用不易伸長(zhǎng)的細(xì)線；擺球選擇體積小、密度大的擺球；單擺擺動(dòng)時(shí)在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)；擺的振幅盡量小一些，選項(xiàng)B、C正確． (2)設(shè)單擺的周期為T1時(shí)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)1，周期為T2時(shí)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)2 則T1＝2π ① T2＝2π ② 且L1－L2＝ΔL ③ 聯(lián)立①②③式得g＝. 答案：(1)BC　(2) 14．有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實(shí)驗(yàn)室，各自在那里

16、利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)l的關(guān)系”，他們通過校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了T2－l圖象，如圖甲所示，去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是________(選填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了a、b兩個(gè)擺球的振動(dòng)圖象(如圖乙所示)，由圖可知，兩單擺擺長(zhǎng)之比＝________．在t＝1 s時(shí)，b球振動(dòng)的方向是__________． 解析：由單擺的周期公式T＝2π得：T2＝l，即圖象的斜率k＝，重力加速度越大，斜率越小，我們知道北京的重力加速度比南京的大，所以去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是B；從題圖乙可以得出Tb＝1.5Ta，由T＝2π知，兩單擺擺長(zhǎng)之比＝；從題圖乙可以看出，t＝1 s時(shí)b球正在向負(fù)最大位移處運(yùn)動(dòng)，所以b球的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向． 答案：B　　沿y軸負(fù)方向 8