2019-2020年高考物理总复习 课时跟踪检测(三十五)机械振动.doc

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2019-2020年高考物理总复习 课时跟踪检测(三十五)机械振动一、单项选择题1(xx南京模拟)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2. (xx江苏高考)如图1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()图1A1 Hz B3 HzC4 Hz D5 Hz3如图2所示是弹簧振子的振动图像,由此图像可得,该弹簧振子做简谐运动的公式是()图2Ax2sin(2.5t) cmBx2sin(2.5t) cmCxsin(2.5t) cmDx2sin 2.5t cm4劲度系数为20 N/cm的弹簧振子,它的振动图像如图3所示,在图中A点对应的时刻()图3A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05.如图4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()图4A. B.C. D.6.装有砂粒的试管竖直静止浮于水面,如图5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6中描述试管振动的图像中可能正确的是()图5图6二、多项选择题7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 s8(xx山西太原期末)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xAsin t,振动图像如图7所示,下列说法正确的是()图7A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9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10. (xx青岛模拟)弹簧振子做简谐运动的图像如图8所示,下列说法正确的是()图8A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 cm三、非选择题11一物体沿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像。12(xx无锡质检)弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t0.2 s时,振子速度第一次变为v;在t0.5 s时,振子速度第二次变为v。(1)求弹簧振子振动周期T;(2)若B、C之间的距离为25 cm,求振子在4.0 s内通过的路程;(3)若B、C之间的距离为25 cm,从平衡位置计时,写出弹簧振子位移表达式,并画出弹簧振子的振动图像。答 案1选D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。2选A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。3选D由图像可知:A2 cm, rad/s2.5 rad/s,0 rad/s。所以x2sin 2.5t cm,D正确。4选B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错误;过A点作图像的切线,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,又由于振幅为0.5 cm,在04 s内振子完成了2次全振动,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。5选A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。6选D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,故试管的振动图像中0时刻位移为正方向最大值,只有选项D正确。7选ABD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T s(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。8选ABC由振动图像可知,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;由振动图像可知,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xAsin tAsin(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。9选ACD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错误。10选BCD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。11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0.040.08sin 0,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,对应的振动图像如图所示。答案:x0.08sin(t)m图见解析12解析:(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示,由对称性可得:T0.52 s1.0 s(2)若B、C之间距离为25 cm,则振幅A25 cm12.5 cm振子4.0 s内通过的路程s412.5 cm200 cm(3)根据xAsin t,A12.5 cm,2得x12.5sin 2t(cm)。振动图像为答案:(1)1.0 s(2)200 cm(3)x12.5sin 2t(cm)图见解析
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