2019-2020年高考物理总复习 课时跟踪检测（三十五）机械振动.doc

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