高考物理一輪復習高效演練創(chuàng)新題選修3-4 1.1《機械振動》(含答案詳解)

1、 高效演練·創(chuàng)新預測1.(多選)(2018·唐山模擬)關(guān)于受迫振動和共振,下列說法正確的是()A.火車過橋時限制速度是為了防止火車發(fā)生共振B.若驅(qū)動力的頻率為5 Hz,則受迫振動穩(wěn)定后的振動頻率一定為5 HzC.當驅(qū)動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時,受迫振動的振幅最大D.一個受迫振動系統(tǒng)在非共振狀態(tài)時,同一振幅對應的驅(qū)動力頻率一定有兩個E.受迫振動系統(tǒng)的機械能守恒【解析】選B、C、D?；疖囘^橋時限制速度是為了防止橋發(fā)生共振,A錯誤;對于一個受迫振動系統(tǒng),若驅(qū)動力的頻率為5 Hz,則振動系統(tǒng)穩(wěn)定后的振動頻率也一定為5 Hz,B正確;由共振的定義可知,C正確;根據(jù)共振現(xiàn)象可知,D

2、正確;受迫振動系統(tǒng),驅(qū)動力做功,系統(tǒng)的機械能不守恒,E錯誤。2.(多選)(2018·滄州模擬)如圖所示,一輕質(zhì)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。下列說法中正確的是()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E.物塊運動至C點時,其加速度最小【解析】選A、C、D。如果在t2時刻物塊的速度大小也為v、方向也

3、向下,則t2-t1的最小值小于,A正確;如果在t2時刻物塊的動能也為Ek,則t2-t1的最小值小于,選項B錯誤;當物塊通過O點時,其加速度最小,速度最大,動能最大,C、D正確;物塊運動至C點時,其加速度最大,速度為零,選項E錯誤。3.(新題預測)(多選)某班同學在做單擺測重力加速度的實驗時,以下幾種情況中能計算重力加速度的有()A.僅測得周期和擺線長B.僅測得周期和擺長C.僅測得周期、擺線長、小球的直徑D.僅測得兩個單擺的擺長之差和兩個單擺各自的周期E.僅測得兩個單擺的擺長之差和兩個單擺的周期之差【解析】選B、C、D。由單擺的周期公式T=2得g=,需測得單擺的周期和擺長,選項A無法測得擺長,故

4、A錯誤,B、C正確;如有兩個單擺擺長為l1、l2,周期為T1、T2,則T1=2,T2=2,=,=42,所以-=,g=,故D正確,E錯誤。4.某小組在做“用單擺測定重力加速度”實驗后,為進一步探究,將單擺的輕質(zhì)細線改為剛性重桿。通過查資料得知,這樣做成的“復擺”做簡諧運動的周期T=2,式中Ic為由該擺決定的常量,m為擺的質(zhì)量,g為重力加速度,r為轉(zhuǎn)軸到重心C的距離。如圖甲,實驗時在桿上不同位置打上多個小孔,將其中一個小孔穿在光滑水平軸O上,使桿做簡諧運動,測量并記錄r和相應的運動周期T;然后將不同位置的孔穿在軸上重復實驗,實驗數(shù)據(jù)見表,并測得擺的質(zhì)量m=0.50 kg。r/m0.450.400.

5、350.300.250.20T/s2.112.142.202.302.432.64(1)由實驗數(shù)據(jù)得出圖乙所示的擬合直線,圖中縱軸表示_。 (2)Ic的國際單位為_,由擬合直線得到Ic的值為_(保留到小數(shù)點后兩位)。 (3)若擺的質(zhì)量測量值偏大,重力加速度g的測量值_(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。 【解析】(1)由T=2,可得T2r=+r2,所以圖中縱軸表示T2r。(2)Ic單位與mr2單位一致,因為mr2的國際單位為kg·m2,所以Ic的國際單位為kg·m2;結(jié)合T2r=+r2和題圖中的截距和斜率,解得Ic的值約為0.17。(3)重力加

6、速度g的測量值是通過求斜率得到的,與質(zhì)量無關(guān),所以若擺的質(zhì)量測量值偏大,重力加速度g的測量值不變。答案:(1)T2r(2)kg·m20.17(3)不變5.(新題預測)有一彈簧振子在豎直方向上的M、N之間做簡諧運動,已知M、N之間的距離為10 cm,振子在4 s內(nèi)完成10次全振動,若從某時刻振子經(jīng)過一側(cè)最大位移處時開始計時(t=0),經(jīng)過周期振子有正向最大速度,(1)求振子的振幅和周期。(2)作出該振子的x-t圖象。(3)寫出振子的振動方程?！窘忸}指導】解答本題應注意以下兩點。(1)一個全振動的時間為一個周期。(2)具有正向最大速度說明振子正經(jīng)過平衡位置且向正向最大位移處運動?！窘馕觥?1)振幅A= cm=5 cm,周期T= s=0.4 s。(2)振子在周期時具有正向最大速度說明振子在周期時恰經(jīng)過平衡位置且向正向最大位移處運動,其x-t圖象如圖所示:(3)設振動方程為:y