第1講　機械振動　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　時間：40分鐘　 　　滿分：100分一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分。其中1～6題為單選，7～10題為多選)1．一彈簧振子做簡諧運動，下列說法正確的是(　　)A．若位移為負值，則速度一定為正值，加速度也一定為正值B．振子通過平衡位置時，速度為零，加速度最大C．振子每次通過平衡位置時，加速度相同，速度也相同D．振子每次通過同一位置時，其速度不一定相同，但加速度一定相同答案　D解析　彈簧振子做簡諧運動時，加速度方向與位移方向總是相反，若位移為負值，加速度一定為正值，而速度可能為正值，也可能為負值，故A錯誤。振子每次通過平衡位置時，加速度為零，由于速度有兩種方向，所以速度大小相同，方向可能不同，故B、C錯誤。振子每次通過同一位置時，位移相同，回復力相同，加速度一定相同，速度大小相同，方向可能不同，故D正確。2．(2020·北京市東城區(qū)一模)如圖甲所示，彈簧的一端固定在豎直墻壁上，另一端與一個帶孔小球連接，小球穿在水平固定的光滑桿上。O點為小球的平衡位置，并以其為坐標原點建立x軸。小球可在a、b兩點之間做簡諧運動。圖乙為小球的振動圖像。下列說法正確的是(　　)A．t1時刻小球運動到b點B．t2時刻小球的速度為零C．從t1到t2時間內小球的回復力變大D．從t3到t4時間內小球的加速度變小答案　D解析　由圖乙可知，t1時刻小球運動到x軸負向最大位移處即a點，故A錯誤；由圖乙可知，t2時刻小球在平衡位置，則速度最大，故B錯誤；由圖乙可知，從t1到t2時間內小球從a→O，則小球的回復力變小，故C錯誤；由圖乙可知，從t3到t4時間內小球從b→O，則小球距離平衡位置的位移變小，由－kx＝ma，可知小球的加速度變小，故D正確。3．(2020·山東省濰坊市期末)某質點做簡諧運動的振幅為A，周期為T，則質點在時間內的最大路程是(　　)A．1.5A  B.A C.0.5A  D.0.2A答案　B解析　質點振動速度越大，在相同時間內的振動路程越大，已知質點在平衡位置處速度最大，所以質點在平衡位置上下方各振動時間的路程為時間內的最大路程，且sm＝2Asin＝A，B正確，A、C、D錯誤。4．(2020·山東省德州市一模)用圖甲所示的裝置可以測量物體做勻加速直線運動的加速度，用裝有墨水的小漏斗和細線做成單擺，水平紙帶中央的虛線在單擺平衡位置的正下方。物體帶動紙帶一起向左勻加速運動時，讓單擺小幅度前后擺動，于是在紙帶上留下如圖所示的徑跡。圖乙為某次實驗中獲得的紙帶的俯視圖，徑跡與中央虛線的交點分別為A、B、C、D，用刻度尺測出A、B間的距離為x1；C、D間的距離為x2。已知單擺的擺長為L，重力加速度為g，則此次實驗中測得的物體的加速度為(　　)A.  B.C.  D.答案　B解析　由題意可知，AB段、BC段、CD段的時間相等且都等于單擺的半周期，由勻變速直線運動規(guī)律得x2－x1＝2a2，其中T為單擺的周期，則T＝2π ，聯立解得a＝，故A、C、D錯誤，B正確。5.(2020·北京市高三下高考臨門一腳全真模擬)如圖所示，一輕質彈簧上端固定在天花板上，下端連接一物塊，物塊沿豎直方向以O點為中心點，在C、D兩點之間做周期為T的簡諧運動。已知在t1時刻物塊的速度大小為v，方向向下，動能為Ek。下列說法錯誤的是(　　)A．如果在t2時刻物塊的速度大小也為v，方向向下，則t2－t1的最小值小于B．如果在t2時刻物塊的動能也為Ek，則t2－t1的最小值為TC．物塊通過O點時動能最大D．當物塊通過O點時，其加速度最小答案　B解析　物塊做簡諧運動，物塊同向經過關于平衡位置對稱的兩點時動量相等，所以如果在t2時刻物塊的速度大小也為v，方向向下，則t2－t1的最小值小于，A正確；物塊經過同一位置或關于平衡位置對稱的位置時動能相等，如果在t2時刻物塊的動能也為Ek，則t2－t1的最小值可以小于T，B錯誤；圖中O點是平衡位置，物塊經過O點時速度最大，動能最大，加速度最小，C、D正確。本題選說法錯誤的，故選B。6.(2020·山東省青島市西海岸新區(qū)4月模擬)兩單擺在不同的驅動力作用下其振幅A隨驅動力頻率f變化的圖像如圖中甲、乙所示，則下列說法正確的是(　　)A．單擺振動時的頻率與固有頻率有關，振幅與固有頻率無關B．若兩單擺放在同一地點，則甲、乙兩單擺的擺長之比為4∶1C．若兩單擺擺長相同放在不同的地點，則甲、乙兩單擺所處兩地的重力加速度之比為4∶1D．周期為2 s的單擺叫作秒擺，在地面附近，秒擺的擺長約為2 m答案　B解析　做受迫振動的物體的頻率等于驅動力的頻率，由驅動力的頻率決定，與物體的固有頻率無關，當驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，發(fā)生共振，物體的振幅最大，A錯誤；由圖像可知，甲、乙兩個單擺的固有頻率之比為1∶2，由T＝＝2π 可知，l＝，若兩單擺放在同一地點，則甲、乙兩單擺的擺長之比為4∶1，若兩單擺擺長相同放在不同的地點，則甲、乙兩單擺所處兩地的重力加速度之比為1∶4，B正確，C錯誤；周期為2 s的單擺叫作秒擺，在地面附近，秒擺的擺長l＝≈1 m，D錯誤。7．(2020·江蘇省常州市期末)關于某物體受迫振動的共振曲線，下列判斷正確的是(　　)A．物體的固有頻率等于f0B．物體做受迫振動時的頻率等于f0C．物體做受迫振動時振幅相同，則頻率必相同D．為避免共振發(fā)生，應該讓驅動力的頻率遠離f0答案　AD解析　當驅動力的頻率等于物體的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，由圖可知，物體的固有頻率等于f0，A正確；物體做受迫振動時，只有當發(fā)生共振時頻率才是f0，即物體做受迫振動的頻率不一定等于f0，B錯誤；由題圖可知，物體做受迫振動時振幅相同，頻率不一定相同，C錯誤；根據產生共振的條件可知，為避免共振發(fā)生，應該讓驅動力的頻率遠離f0，D正確。8.如圖所示為同一地點的兩個單擺甲、乙的振動圖像，下列說法正確的是(　　)A．甲、乙兩單擺的擺長相等B．甲擺的振幅比乙擺的大C．甲擺的機械能比乙擺的大D．在t＝0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺答案　ABD解析　由題圖可知，兩單擺的周期相同，同一地點重力加速度g相同，由單擺的周期公式T＝2π得知，甲、乙兩單擺的擺長相等，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，B正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長相等，但由于兩擺的擺球質量未知，故無法比較機械能的大小，C錯誤；在t＝0.5 s時，甲擺經過平衡位置，振動的加速度為零，而乙擺的位移為負的最大，則乙擺具有正向最大加速度，D正確。9.(2020·天津市南開翔宇學校高三第八次統(tǒng)練)如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運動，以豎直向上為正方向，物塊簡諧運動的表達式為y＝0.1sin(2.5πt) m。t＝0時刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6 s時，小球恰好與物塊處于同一高度，取重力加速度的大小g＝10 m/s2。以下判斷正確的是(　　)A．h＝1.7 mB．簡諧運動的周期是0.8 sC．0.6 s內物塊運動的路程是0.2 mD．t＝0.4 s時，物塊與小球運動方向相反答案　AB解析　由簡諧運動表達式可得，t＝0.6 s時，物塊的位移為y＝0.1sin(2.5π×0.6) m＝－0.1 m；則對小球有：h－y＝gt2，計算得出h＝1.7 m，所以A正確；由物塊簡諧運動的表達式可以知道，物塊簡諧運動的周期T＝＝ s＝0.8 s，故B正確；振幅為0.1 m，則0.6 s＝T內物塊運動的路程為3A＝0.3 m，故C錯誤；t＝0.4 s＝時，y＝0，物塊在平衡位置向下振動，則此時物塊與小球運動方向相同，故D錯誤。10. 如圖所示，甲、乙兩木塊疊放在光滑水平面上，質量分別為m和M，甲木塊與乙木塊之間的最大靜摩擦力為fm，乙木塊與勁度系數為k的輕質彈簧連接構成彈簧振子，為使甲木塊和乙木塊在振動過程中不發(fā)生相對滑動，則(　　)A．它們的振幅不能大于A＝B．它們的振幅不能大于A＝C．它們的最大加速度不能大于D．它們的最大加速度不能大于答案　BD解析　當甲木塊和乙木塊在振動過程中恰好不發(fā)生相對滑動時，甲、乙兩木塊間靜摩擦力在最大位移處達到最大。根據牛頓第二定律，以甲木塊為研究對象，最大加速度am＝，C錯誤，D正確；以甲、乙兩木塊整體為研究對象，kAmax＝(M＋m)am，代入am＝得，Amax＝，A錯誤，B正確。二、非選擇題(本題共3小題，共40分)11．(2021·北京市朝陽區(qū)高三(上)期末節(jié)選)(12分)如圖1所示，絕緣細線的一端系一帶正電小球，另一端固定在O點，整個裝置處于光滑絕緣水平面上，空間存在一水平向右的勻強電場，電場強度大小為E，小球靜止時處于A點，圖2為俯視圖。已知細線長度為L，小球質量為m，帶電荷量大小為q，重力加速度為g，不計空氣阻力，細線的長度不變。保持細線伸直，將小球在水平面上拉離A點一個很小的距離，由靜止釋放，小球將做簡諧運動，類比單擺的周期公式求出小球做簡諧運動的周期。答案　2π 解析　單擺的周期公式為T＝2π 由牛頓第二定律得qE＝ma解得a＝將g＝a代入單擺的周期公式得，小球做簡諧運動的周期T′＝2π 。12.(2020·河南省三市第二次質量檢測)(12分)如圖所示，一質量為mB＝2 kg的物體B放在水平地面上，一勁度系數為k＝500 N/m的輕質彈簧，下端與物體B相連，上端與一質量為mC＝1.5 kg的物體C相連，在C的上方放一物體D。彈簧呈豎直狀態(tài)且整體靜止不動?，F在突然去掉物體D后，物體C就沿豎直方向上下做簡諧運動，且當物體C豎直向上運動到最高點時，物體B對地面壓力剛好為零。g＝10 m/s2。試求：(1)C沿豎直方向上下做簡諧運動的振幅；(2)物體D的質量。答案　(1)0.07 m　(2)3.5 kg解析　(1)由題意可知，彈簧被壓縮到彈力等于物體C重力的位置即為物體C沿豎直方向做簡諧運動的平衡位置。設物體D放在物體C上之前，物體C靜止在彈簧上端時彈簧的壓縮量為x1，則有mCg＝kx1代入數據解得x1＝0.03 m設去掉物體D后，物體C運動到最高點時彈簧的伸長量為x3，則有mBg＝kx3代入數據解得x3＝0.04 m設物體C在豎直方向做簡諧運動的振幅為A，由簡諧運動規(guī)律知A＝x1＋x3＝0.03 m＋0.04 m＝0.07 m。(2)設物體D放在物體C上靜止時，彈簧的壓縮量為x2，則有(mC＋mD)g＝kx2分析物體C做簡諧運動的過程可知，x2－x3＝A＝0.07 m則代入數據可得mD＝3.5 kg。13．(16分)地心隧道是根據凡爾納的《地心游記》所設想出的一條假想隧道，它是一條穿過地心的筆直隧道，如圖所示。假設地球的半徑為R，質量分布均勻，地球表面的重力加速度為g。已知均勻球殼對殼內物體引力為零。(1)不計阻力，若將物體從隧道口靜止釋放，試證明物體在地心隧道中的運動為簡諧運動；(2)理論表明：做簡諧運動的物體的周期T＝2π ，其中，m為振子的質量，物體的回復力為F＝－kx，求物體從隧道一端靜止釋放后到達另一端需要的時間t(地球半徑R＝6400 km，地球表面的重力加速度為g＝10 m/s2)。答案　(1)證明見解析　(2)41.9 min解析　(1)物體在地表時重力近似等于萬有引力，有：＝mgM＝ρπR3以地心為位移起點，設某時刻物體的位移為x，則半徑為|x|的球的質量M′＝ρ·π·|x|3，由于均勻球殼對殼內物體引力為零，則此時物體所受引力大小F＝G考慮到F與x方向相反，聯立可得：F＝－x，為常數，即該物體的運動為簡諧運動。(2)由F＝－kx，F＝－x，得k＝，代入T＝2π 得，該物體做簡諧運動的周期為：T＝2π 物體從隧道口一端靜止釋放后到達另一端所用的時間為半個周期，則有：t＝＝π 地球半徑R＝6400 km＝6.4×106 m，地表重力加速度為g＝10 m/s2，π＝3.14，代入數據可得：t＝2512 s≈41.9 min。   

相關試卷

第34講 機械振動（講義）（解析版）—高中物理：

這是一份第34講 機械振動（講義）（解析版）—高中物理，共17頁。

高中物理高考 第1講　重力、彈力、摩擦力 作業(yè)：

這是一份高中物理高考 第1講　重力、彈力、摩擦力 作業(yè)，共8頁。試卷主要包含了選擇題，非選擇題等內容，歡迎下載使用。

高中物理高考 第1講 機械振動：

這是一份高中物理高考 第1講 機械振動，共20頁。

英語朗讀寶

相關試卷 更多

高中物理高考 第1講　光的折射、全反射 作業(yè)

高中物理高考 第1講　光的折射、全反射 作業(yè)
高中物理高考 第1講　磁場及其對電流的作用 作業(yè)

高中物理高考 第1講　磁場及其對電流的作用 作業(yè)
(新高考)高考物理一輪復習課時作業(yè)第12章第1講《機械振動》(含解析)

(新高考)高考物理一輪復習課時作業(yè)第12章第1講《機械振動》(含解析)
2022屆新高考一輪復習人教版 第十四章 第1講　機械振動 作業(yè)

2022屆新高考一輪復習人教版 第十四章 第1講　機械振動 作業(yè)
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內容侵犯了您的知識產權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習網
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經成功發(fā)送，5分鐘內有效

設置密碼

6-20個字符，數字、字母或符號

注冊即視為同意教習網「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部