《2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(三十九)機械振動》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(三十九)機械振動(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測(三十九)機械振動
對點訓(xùn)練:簡諧運動
1.(xx·上海高考)做簡諧振動的物體,當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時,可能不同的物理量是
( )
A.位移 B.速度
C.加速度 D.回復(fù)力
圖1
2.如圖1所示,彈簧振子在振動過程中,振子從a到b歷時0.2 s,振子經(jīng)a、b兩點時速度相同,若它從b再回到a的最短時間為0.4 s,則該振子的振動頻率為( )
A.1 Hz B.1.25 Hz
C.2 Hz D.2.5 Hz
圖2
3.如圖2所示,物體A和B用輕繩相連,掛在
2、輕彈簧下靜止不動,A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為M,彈簧的勁度系數(shù)為k。當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后,物體A將在豎直方向上做簡諧運動,則A振動的振幅為( )
A. B.
C. D.
對點訓(xùn)練:簡諧運動的圖像
4.有一個在y方向上做簡諧運動的物體,其振動圖像如圖3所示。下列關(guān)于圖4中(1)~(4)的判斷正確的是( )
圖3
圖4
A.圖(1)可作為該物體的速度—時間圖像
圖5
B.圖(2)可作為該物體的回復(fù)力—時間圖像
C.圖(3)可作為該物體的回復(fù)力—時間圖像
D.圖(4)可作為該物體的加速度—時間圖像
5.(多選)彈簧振子做簡諧運動的圖像如圖5所示,下列
3、說法正確的是( )
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
圖6
C.在第5秒末,振子的加速度最大且沿-x方向
D.在0到5秒內(nèi),振子通過的路程為10 cm
6.圖6為一彈簧振子的振動圖像,由此可知( )
A.在t1時刻,振子的動能最大,所受的彈性力最大
B.在t2時刻,振子的動能最大,所受的彈性力最小
C.在t3時刻,振子的動能最大,所受的彈性力最小
D.在t4時刻,振子的動能最大,所受的彈性力最大
7.
圖7
如圖7所示是彈簧振子的振動圖像,由此圖像可得,該彈簧振子做簡諧運動的公式是( )
A.x=2si
4、n(2.5πt+)
B.x=2sin(2.5πt-)
C.x=sin(2.5πt-)
D.x=2sin 2.5πt
圖8
8.勁度系數(shù)為20 N/cm的彈簧振子,它的振動圖像如圖8所示,則( )
A.在圖中A點對應(yīng)的時刻,振子所受的彈力大小為0.5 N,方向指向x軸的負方向
B.在圖中A點對應(yīng)的時刻,振子的速度方向指向x軸的正方向
C.在0~4 s內(nèi)振子做了1.75次全振動
D.在0~4 s內(nèi)振子通過的路程為0.35 cm,位移為0
9.如圖9甲所示,彈簧振子以O(shè)點為平衡位置,在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向,振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示,下列說法正
5、確的是( )
圖9
A.t=0.8 s時,振子的速度方向向左
B.t=0.2 s時,振子在O點右側(cè)6 cm處
C.t=0.4 s和t=1.2 s時,振子的加速度完全相同
D.t=0.4 s到t=0.8 s的時間內(nèi),振子的速度逐漸減小
對點訓(xùn)練:受迫振動、共振
10.(xx·銀川模擬)在飛機的發(fā)展史中有一個階段,飛機上天后不久,飛機的機翼很快就抖動起來,而且越抖越厲害,后來人們經(jīng)過了艱苦的探索,利用在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿的方法,解決了這一問題。在飛機機翼前裝置配重桿的主要目的是( )
A.加大飛機的慣性 B.使機體更加平衡
C.使機翼更加牢固 D.改
6、變機翼的固有頻率
11.下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系,若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固,則( )
驅(qū)動力頻率/Hz
30
40
50
60
70
80
受迫振動振幅/ cm
10.2
16.8
27.2
28.1
16.5
8.3
A.f固=60 Hz B.60 Hz<f固<70 Hz
C.50 Hz<f固<60 Hz D.以上三個都不對
考點綜合訓(xùn)練
12.一物體沿x軸做簡諧運動,振幅為8 cm,頻率為0.5 Hz,在t=0時,位移是4 cm,且向x軸負方向運動,試寫出用正弦函數(shù)表示振動方程并畫出相應(yīng)的振動圖像。
7、
13.(xx·溫州十校聯(lián)合體期中)彈簧振子以O(shè)點為平衡位置,在B、C兩點間做簡諧運動,在t=0時刻,振子從O、B間的P點以速度v向B點運動;在t=0.2 s時,振子速度第一次變?yōu)椋璿;在t=0.5 s時,振子速度第二次變?yōu)椋璿。
(1)求彈簧振子振動周期T;
(2)若B、C之間的距離為25 cm,求振子在4.0 s內(nèi)通過的路程;
(3)若B、C之間的距離為25 cm,從平衡位置計時,寫出彈簧振子位移表達式,并畫出彈簧振子的振動圖像。
答 案
1.選B 做簡諧振動的物體,經(jīng)過同一位置時,相對平衡位置的位移x相同,回復(fù)力(F=-kx)相同,由牛頓第二定律(F
8、=ma)知加速度a相同,物體可能以方向相反的速度經(jīng)過同一位置,故B正確。
2.選B 由簡諧運動的對稱性可知,tOb=0.1 s,tbc=0.1 s,故=0.2 s,解得T=0.8 s,f==1.25 Hz,選項B正確。
3.選A 在物體A振動的平衡位置處,彈簧彈力和A物體重力相等。物體B將A拉至平衡位置以下最大位移Δx=處,故物體A振動的振幅為,A正確。
4.選C 因為F=-kx,a=-,故圖(3)可作為F-t、a-t圖像;而v隨x增大而減小,故v -t圖像應(yīng)為圖(2)。
5.選BCD 由題圖可知第5秒末,振子處于正的最大位移處,此時有負方向的最大加速度,速度為零,故B、C正確,A錯誤
9、;在0到5 s內(nèi),振子經(jīng)過個全振動,路程為5A=10 cm,故D正確。
6.選B 從題中圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可知此圖是振動圖像,它所描述的是一個質(zhì)點在不同時刻的位置,t2和t4是在平衡位置處,t1和t3是在最大位移處,根據(jù)彈簧振子振動的特征,彈簧振子在平衡位置時的速度最大,加速度為零,即彈性力為零;在最大位移處,速度為零,加速度最大,即彈性力為最大,所以B正確。
7.選D 由圖像可知:A=2 cm,ω===2.5π,φ=0。所以x=2sin2.5πt,D正確。
8.選B 由題圖可知A在t軸上方,位移x=0.25 cm,所以彈力F=-kx=-5 N,即彈力大小為5 N,方向指向x軸的負方向
10、,選項A錯誤。由題圖可知此時振子的速度方向指向x軸的正方向,選項B正確。由題圖可看出,t=0、t=4 s時刻振子的位移都是最大,且都在t軸的上方,在0~4 s內(nèi)振子完成兩次全振動,選項C錯誤。由于t=0時刻和t=4 s時刻振子都在最大位移處,所以在0~4 s內(nèi)振子的位移為零,又由于振幅為0.5 cm,在0~4 s內(nèi)振子完成了2次全振動,所以在這段時間內(nèi)振子通過的路程為2×4×0.5 cm=4 cm,故選項D錯誤。
9.選A 從t=0.8 s時起,再過一段微小時間,振子的位移為負值,因為取向右為正方向,故t=0.8 s時,速度方向向左,A正確;由題中圖像得振子的位移x=12sin t cm,故
11、t=0.2 s時,x=6 cm,故B錯誤;t=0.4 s和t=1.2 s時,振子的位移方向相反,由a=知,加速度方向相反,C錯誤;t=0.4 s到t=0.8 s的時間內(nèi),振子的位移逐漸變小,故振子逐漸靠近平衡位置,其速度逐漸變大,故D錯誤。
10.選D 當(dāng)驅(qū)動力的頻率與物體的固有頻率相等時,振幅較大,因此要減弱機翼的振動,必須改變機翼的固有頻率,選D。
11.選C 從如圖所示的共振曲線可判斷出f驅(qū)與f固相差越大,受迫振動的振幅越?。籪驅(qū)與f固越接近,受迫振動的振幅越大。并可以從中看出f驅(qū)越接近f固,振幅的變化越慢。比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在50 Hz~60 Hz范圍內(nèi)時,振幅變化最小,因此50
12、Hz<f固<60 Hz,即C正確。
12.解析:簡諧運動振動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=0.08 sin(πt+φ0)m,
將t=0時x0=0.04 m代入得
0.04=0.08sin φ0,
解得初相φ0=或φ0=π,
因為t=0時,速度方向沿x軸負方向,即位移在減小,
所以取φ0=π,
所求的振動方程為
x=0.08sin(πt+π)m,
對應(yīng)的振動圖像如圖所示。
答案:x=0.08sin(πt+π)m 圖像見解析
13.解析:(1)彈簧振子簡諧運動示意圖如圖所示,由對稱性可得:T=0.5×2 s=1.0 s
(2)若B、C之間距離為25 cm,
則振幅A=×25 cm=12.5 cm
振子4.0 s內(nèi)通過的路程
s=×4×12.5 cm=200 cm
(3)根據(jù)x=Asin ωt,A=12.5 cm,
ω==2π
得x=12.5sin 2πt(cm)。振動圖像為
答案:(1)1.0 s (2)200 cm
(3)x=12.5sin 2πt(cm)
圖像見解析圖