2022年高考物理一轮复习 课时作业33 机械振动（含解析）

2022年高考物理一轮复习 课时作业33 机械振动（含解析）一、选择题1在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是()A加大飞机的惯性 B使机体更加平衡C使机翼更加牢固 D改变机翼的固有频率解析：当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅较大，因此要减弱机翼的振动，必须改变机翼的固有频率，选D.答案：D2.如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz，则把手转动的频率为()A1 HzB3 HzC4 HzD5 Hz解析：弹簧振子做受迫振动，因此振动频率等于驱动力的频率，即为1 Hz，A项正确答案：A3.如图所示是弹簧振子的振动图象，由此图象可得，该弹簧振子做简谐运动的公式是()Ax2sin(2.5t)Bx2sin(2.5t)Cxsin(2.5t)Dx2sin2.5t解析：由图象可知：A2 cm，2.5，0.所以x2sin2.5t，D正确答案：D4.如图所示为某弹簧振子在05 s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()A振动周期为5 s，振幅为8 cmB第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C第3 s末振子的速度为正向的最大值D第1 s末到第2 s末振子在做加速运动解析：根据图象，周期T4 s，振幅A8 cm，A错误；第2 s末振子到达波谷位置，速度为零，加速度为正向的最大值，B错误；第3 s末振子经过平衡位置，速度达到最大值，且向正方向运动，C正确；从第1 s末到第2 s末振子经过平衡位置向下运动到达波谷位置，速度逐渐减小，做减速运动，D错误答案：C5.如图所示，物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，A的质量为m，B的质量为M，弹簧的劲度系数为k.当连接A、B的绳突然断开后，物体A将在竖直方向上做简谐运动，则A振动的振幅为()A. B.C. D.解析：在物体A振动的平衡位置处，弹簧弹力和A物体重力相等物体B将A拉至平衡位置以下最大位移x处，故物体A振动的振幅为，A正确答案：A6.右图为一弹簧振子的振动图象，由此可知()A在t1时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大B在t2时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小C在t3时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小D在t4时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大解析：从题中图象的横坐标和纵坐标可知此图是振动图象，它所描述的是一个质点在不同时刻的位置，t2和t4是在平衡位置处，t1和t3是在最大位移处，根据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，加速度为零，即弹性力为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大，即弹性力为最大，所以B正确答案：B7劲度系数为20 N/cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻()A振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴的负方向B振子的速度方向指向x轴的正方向C在04 s内振子做了1.75次全振动D在04 s内振子通过的路程为0.35 cm，位移为0解析：由题图可知A在t轴上方，位移x0.25 cm，所以弹力Fkx5 N，即弹力大小为5 N，方向指向x轴负方向，选项A不正确；过A点作图象的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故选项B正确；t0、t4 s时刻振子的位移都是最大，且都在t轴的上方，在04 s内完成两次全振动，选项C错误；由于t0时刻和t4 s时刻振子都在最大位移处，所以在04 s内振子的位移为零，所以在这段时间内振子通过的路程为240.5 cm4 cm，故选项D错误综上，应选B.答案：B8多选甲、乙两人观察同一单摆的振动，甲每经过3.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在其平衡位置处；乙每经过4.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在平衡位置右侧的最高处，由此可知该单摆的周期可能的是()A0.5 s B1.0 sC1.5 s D2.0 s解析：根据甲每经过3.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在其平衡位置处，可知3.0 s是半周期的整数倍，即n1T/23.0 s；说明周期Ts(n11,2,3，)根据乙每经过4.0 s观察一次摆球的位置，发现摆球都在平衡位置右侧的最高处可知4.0 s是周期的整数倍，即n2T4.0 s；说明周期T s(n21,2,3，)综合上述可知，说明周期可能是2 s,1 s,0.5 s，不可能的是1.5 s.答案：ABD9.装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动若取竖直向上为正方向，则以下图中描述试管振动的图象中可能正确的是()解析：装有砂粒的试管受到重力和浮力作用，竖直提起少许时，浮力小于重力，合力向下试管释放时，试管处于最高点(正方向最大位移处)，将在合力作用下向下(负方向)做加速运动，之后试管将做简谐运动，故试管的振动图象中0时刻位移为正方向最大值，只有选项D正确答案：D10多选某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x随时间t变化的关系为xAsint，振动图象如图所示，下列说法正确的是()A弹簧在第1 s末与第3 s末的长度相同B简谐运动的圆频率是 rad/sC第3 s末振子的位移大小为AD从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向发生变化解析：由振动图象可知，弹簧在第1 s末与第3 s末的位移相同，弹簧长度相同，选项A正确；由振动图象可知，振动周期为8 s，简谐运动的圆频率是 rad/s，选项B正确；第3 s末振子的位移大小为xAsintAsin(3)A，选项C正确；从第3 s末到第5 s末，振子的速度方向不发生变化，选项D错误答案：ABC二、五选三型选择题11弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，在振子向着平衡位置运动的过程中()A振子所受的回复力逐渐减小B振子离开平衡位置的位移逐渐增大C振子的速度逐渐增大D振子的加速度逐渐减小E振子的动能逐渐减小解析：在振子向着平衡位置运动的过程中，振子离开平衡位置的位移逐渐减小，所受的回复力逐渐减小，加速度逐渐减小，在此过程中弹簧的弹性势能部分转化为振子的动能，振子的速度增大，动能增大故A、C、D正确，B、E错误答案：ACD12.弹簧振子做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是()A在第5秒末，振子的速度最大且沿x方向B在第5秒末，振子的位移最大且沿x方向C在第5秒末，振子的加速度最大且沿x方向D在0到5秒内，振子通过的路程为10 cmE在0到5秒内，振子发生的位移为10 cm解析：由题图可知第5秒末时，振子处于正的最大位移处，此时有负方向的最大加速度，速度为零，故B、C正确，A错误；在0到5 s内，振子经过个全振动，路程为5A10 cm，位移为A2 cm，故D正确，E错误答案：BCD三、非选择题13一物体沿x轴做简谐运动，振幅为8 cm，频率为0.5 Hz，在t0时，位移是4 cm，且向x轴负方向运动，试写出用正弦函数表示振动方程并画出相应的振动图象解析：简谐运动振动方程的一般表示式为xAsin(t0)，根据题给条件有：A0.08 m，2f，所以x0.08sin(t0) m，将t0时x00.04 m代入得0.040.08sin0，解得初相0或0，因为t0时，速度方向沿x轴负方向，即位移在减小，所以取0，所求的振动方程为x0.08sin(t) m，对应的振动图象如图所示答案：x0.08sin(t) m图象见解析14一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k.设地球的半径为R.假定地球的密度均匀已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度d.解析：根据万有引力定律，地面处质量为m的物体的重力为mgG式中g是地面处的重力加速度，M是地球的质量设是地球的密度，则有MR3摆长为L的单摆在地面处的摆动周期为T2若该物体位于矿井底部，则其重力为mgG式中g是矿井底部的重力加速度，且M(Rd)3在矿井底部此单摆的周期为T2由题意知TkT联立以上各式得d(1k2)R答案：(1k2)R