（新課改省份專(zhuān)用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十一）機(jī)械振動(dòng)（含解析）.doc

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課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十一） 機(jī)械振動(dòng) [A級(jí)——基礎(chǔ)小題練熟練快] 1．一個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，若從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3 s時(shí)，振子第一次到達(dá)P點(diǎn)，又經(jīng)過(guò)2 s第二次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)。則該彈簧振子的振動(dòng)周期可能為(　　) A．32 s　　　B．16 s　　　C．8 s　　　D．4 s 解析：選B　根據(jù)題意，彈簧振子經(jīng)3 s第一次到達(dá)P點(diǎn)，再經(jīng)1 s到達(dá)最大位移處，再經(jīng)1 s第二次到達(dá)P點(diǎn)，所以4 s＝T或T，振動(dòng)周期為16 s或 s，選項(xiàng)B正確。 2．(多選)如圖所示是質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，由此可知(　　) A．t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移、速度均為零 B．t＝1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，速度為零，加速度最大 C．t＝2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速度負(fù)向最大，加速度為零 D．t＝4 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng) 解析：選BC　當(dāng)t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，加速度為零，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置具有沿x軸正方向的最大速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)t＝1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，加速度負(fù)向最大，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)到平衡位置正方向的最大位移處，速度為零，選項(xiàng)B正確；t＝2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，加速度為零，速度最大，方向沿x軸負(fù)方向，選項(xiàng)C正確；t＝4 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3．(多選)(2019武漢調(diào)研)關(guān)于受迫振動(dòng)和共振，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．火車(chē)過(guò)橋時(shí)限制速度是為了防止火車(chē)發(fā)生共振 B．若驅(qū)動(dòng)力的頻率為5 Hz，則受迫振動(dòng)穩(wěn)定后的振動(dòng)頻率一定為5 Hz C．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，受迫振動(dòng)的振幅最大 D．一個(gè)受迫振動(dòng)系統(tǒng)在非共振狀態(tài)時(shí)，同一振幅對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力頻率一定有兩個(gè) 解析：選BCD　火車(chē)過(guò)橋時(shí)限制速度是為了防止橋發(fā)生共振，A錯(cuò)誤；對(duì)于一個(gè)受迫振動(dòng)系統(tǒng)，若驅(qū)動(dòng)力的頻率為5 Hz，則振動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定后的振動(dòng)頻率也一定為5 Hz，B正確；由共振的定義可知，C正確；根據(jù)共振曲線(xiàn)可知，D正確。 4．(多選)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)不變，若擺球質(zhì)量減小為原來(lái)的，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度增大為原來(lái)的2倍，則單擺振動(dòng)的(　　) A．周期不變　　　　　　　　　 B．頻率不變 C．振幅不變 D．振幅改變 解析：選ABD　由單擺的周期公式T＝2π ，單擺擺長(zhǎng)不變，則周期不變，頻率不變；振幅A是反映單擺運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的能量大小的物理量，據(jù)動(dòng)能公式可知，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的動(dòng)能不變，但質(zhì)量減小，所以擺動(dòng)幅度增加，因此振幅改變，故A、B、D正確，C錯(cuò)誤。 5．有一個(gè)在y方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其振動(dòng)圖像如圖所示。下列關(guān)于圖甲、乙、丙、丁的判斷正確的是(選項(xiàng)中v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復(fù)力和加速度)(　　) A．甲可作為該物體的vt圖像 B．乙可作為該物體的Ft圖像 C．丙可作為該物體的Ft圖像 D．丁可作為該物體的at圖像 解析：選C　在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中，速度與位移是互余的關(guān)系，故圖乙可作為vt圖像，A、B錯(cuò)誤；由F＝－kx可知，回復(fù)力的圖像與位移圖像的相位相反，故丙可作為Ft圖像，C正確；又由F＝ma可知a與F的圖像形狀相同，丙可作為at圖像，D錯(cuò)誤。 6．(多選)甲、乙兩彈簧振子的振動(dòng)圖像如圖所示，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．兩彈簧振子的振動(dòng)頻率之比f(wàn)甲∶f乙＝1∶2 解析：選CD　從題給圖像中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1，則頻率之比f(wàn)甲∶f乙＝1∶2，D正確；彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，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?xún)烧褡铀芑貜?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，從圖像中可以看出，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。 [B級(jí)——保分題目練通抓牢] 7．(多選)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖線(xiàn)可用下述方法畫(huà)出：如圖甲所示，在彈簧振子的小球上安裝一支繪圖筆P，讓一條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng)，筆P在紙帶上畫(huà)出的就是小球的振動(dòng)圖像。取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開(kāi)平衡位置位移的正方向，紙帶運(yùn)動(dòng)的距離代表時(shí)間，得到的振動(dòng)圖線(xiàn)如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．彈簧振子的周期為4 s B．彈簧振子的振幅為10 cm C．t＝17 s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移是10 cm D．若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2 cm/s，振動(dòng)圖線(xiàn)上1、3兩點(diǎn)間的距離是4 cm 解析：選ABD　周期是振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，由題圖知，彈簧振子的周期為T(mén)＝4 s，故A正確；振幅是振子離開(kāi)平衡位置的最大距離，由題圖知，彈簧振子的振幅為10 cm，故B正確；振子的周期為4 s，由周期性知，t＝17 s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移與t＝1 s時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移相同，為0，故C錯(cuò)誤；若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2 cm/s，振動(dòng)圖線(xiàn)上1、3兩點(diǎn)間的距離是s＝vt＝2 cm/s2 s＝4 cm，故D正確。 8．(2019無(wú)錫模擬)(1)如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺。當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺也振動(dòng)起來(lái)，此時(shí)b擺的振動(dòng)周期________(選填“大于”“等于”或“小于”)d擺的周期。圖乙是a擺的振動(dòng)圖像，重力加速度為g，則a擺的擺長(zhǎng)為_(kāi)_______。 (2)一物體沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振幅為8 cm，頻率為0.5 Hz，在t＝0時(shí)，位移是4 cm，且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，試寫(xiě)出用正弦函數(shù)表示的振動(dòng)方程并畫(huà)出相應(yīng)的振動(dòng)圖像。 解析：(1)a擺動(dòng)起來(lái)后，通過(guò)水平繩子對(duì)b、c、d三個(gè)擺施加周期性的驅(qū)動(dòng)力，使b、c、d三擺做受迫振動(dòng)，三擺做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，由于驅(qū)動(dòng)力頻率相同，則三擺的周期相同。 據(jù)題圖乙可知：T＝2t0， 再根據(jù)：T＝2π 可知，a擺擺長(zhǎng)：L＝。 (2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)方程的一般表示式為 x＝Asin(ωt＋φ0)， 根據(jù)題給條件有：A＝0.08 m，ω＝2πf＝π， 所以x＝0.08sin(πt＋φ0)m， 將t＝0時(shí)x0＝0.04 m代入得0.04＝0.08sin φ0， 解得初相φ0＝或φ0＝π， 因?yàn)閠＝0時(shí)，速度方向沿x軸負(fù)方向，即位移在減小，所以取φ0＝π， 所求的振動(dòng)方程為x＝0.08sinm， 對(duì)應(yīng)的振動(dòng)圖像如圖所示。 答案：(1)等于　　 (2)x＝0.08sinm　圖像見(jiàn)解析