2023版高三一輪總復(fù)習(xí)物理（新教材新高考）課時(shí)分層作業(yè)17機(jī)械振動(dòng)

1、 課時(shí)分層作業(yè)(十七)1(多選)關(guān)于水平放置的彈簧振子所做的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A位移的方向是由振子所在處指向平衡位置B加速度的方向總是由振子所在處指向平衡位置C經(jīng)過(guò)半個(gè)周期振子經(jīng)過(guò)的路程一定是振幅的2倍D若兩時(shí)刻相差半個(gè)周期，彈簧在這兩個(gè)時(shí)刻的形變量一定相等BCD位移的方向始終是由平衡位置指向振子所在處，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；加速度的方向始終是由振子所在處指向平衡位置，選項(xiàng)B正確；經(jīng)過(guò)半個(gè)周期，振子經(jīng)過(guò)的路程是振幅的2倍，若兩時(shí)刻相差半個(gè)周期，兩時(shí)刻彈簧的形變量一定相等，選項(xiàng)C、D正確。2在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來(lái)，而且越抖越厲害，后來(lái)人們經(jīng)過(guò)艱苦地

2、探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問(wèn)題。在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置配重桿的主要目的是()A加大飛機(jī)的慣性 B使機(jī)體更加平衡C使機(jī)翼更加牢固 D改變機(jī)翼的固有頻率D當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，振幅較大，因此要減弱機(jī)翼的振動(dòng)，必須改變機(jī)翼的固有頻率，D正確。3(多選)一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的是()A振子的加速度方向始終指向平衡位置B已知振動(dòng)周期為T，若tT，則在t時(shí)刻和(tt)時(shí)刻振子運(yùn)動(dòng)的加速度一定相同C若t時(shí)刻和(tt)時(shí)刻彈簧的長(zhǎng)度相等，則t一定為振動(dòng)周期的整數(shù)倍D振子的動(dòng)能相等時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度不一定相等ABD振子的加速度方向始終指向平衡位置，故A正確

3、；若tT，則在t時(shí)刻和(tt)時(shí)刻振子的位移相同，加速度也相同，故B正確；從平衡位置再回到平衡位置，經(jīng)歷的時(shí)間最短為eq f(T,2)，彈簧的長(zhǎng)度相等，故C錯(cuò)誤；關(guān)于平衡位置對(duì)稱的兩個(gè)位置，振子的動(dòng)能相等，彈簧的長(zhǎng)度不相等，故D正確。4如圖所示為某彈簧振子在05 s內(nèi)的振動(dòng)圖像，由圖可知，下列說(shuō)法中正確的是()A振動(dòng)周期為5 s，振幅為8 cmB第2 s末振子的速度為零，加速度為負(fù)向的最大值C從第1 s末到第2 s末振子的位移增大，振子在做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)D第3 s末振子的速度為正向的最大值D由題圖可知振動(dòng)周期為4 s，振幅為8 cm，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；第2 s末振子在最大位移處，速度為零，位移

4、為負(fù)，加速度為正向的最大值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從第1 s末到第2 s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；第3 s末振子在平衡位置，向正方向運(yùn)動(dòng)，速度為正向的最大值，選項(xiàng)D正確。5做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺，其擺長(zhǎng)不變，若擺球的質(zhì)量增加為原來(lái)的eq f(9,4)倍，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置的速度減為原來(lái)的eq f(2,3)，則單擺振動(dòng)的()A周期不變，振幅不變 B周期不變，振幅變小C周期改變，振幅不變 D周期改變，振幅變大B由單擺的周期公式T2 eq r(f(l,g)可知，當(dāng)擺長(zhǎng)l不變時(shí)，周期不變，故C、D錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒定律可知eq f(1,2)mv2mgh，其擺動(dòng)的高度與質(zhì)量無(wú)關(guān)，因擺球經(jīng)

5、過(guò)平衡位置的速度減小，則最大高度減小，故振幅變小，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤。6(多選)(2021東北三省四市下學(xué)期一模)如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個(gè)擺，a、c擺的擺長(zhǎng)相同且小于b擺的擺長(zhǎng)。當(dāng)a擺振動(dòng)的時(shí)候，通過(guò)張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動(dòng)力，使其余各擺也振動(dòng)起來(lái)。圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動(dòng)圖像，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則()甲乙Aa、b、c單擺的固有周期關(guān)系為TaTcTbBb、c擺振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，c擺振幅較大C達(dá)到穩(wěn)定時(shí)b擺的振幅最大D由圖乙可知，此時(shí)b擺的周期Tb小于t0AB由單擺周期公式T2eq r(f(l,g)，知固有周期關(guān)系為TaTcTb，故A正確；因?yàn)門aTc，所以c擺共振，達(dá)

6、到穩(wěn)定時(shí)，c擺振幅較大， b擺的振幅最小，故B正確，C錯(cuò)誤；受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以三個(gè)單擺的頻率相同，周期相同，故Tb等于t0，故D錯(cuò)誤。7(多選)某處一單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)方程為x0.04cos 3.14t (m)。關(guān)于該單擺，下列說(shuō)法正確的是(g取10 m/s2，取3.14)()A該單擺的擺長(zhǎng)約為1 mB若該單擺被考察隊(duì)攜至珠穆朗瑪峰的頂端，則其擺動(dòng)變慢C在t1.2 s時(shí)擺球正沿正方向做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小D在0.25 s時(shí)刻和1.25 s時(shí)刻擺球沿相反方向經(jīng)過(guò)同一位置ABC單擺的周期Teq f(2,)2 s，根據(jù)T2 eq r(f(l,g)，解得leq f(gT2,42

7、)eq f(1022,43.142) m1 m，選項(xiàng)A正確；若該單擺被考察隊(duì)攜至珠穆朗瑪峰的頂端，則由于g變小，則T變大，其擺動(dòng)變慢，選項(xiàng)B正確；在t1.2 s時(shí)擺球正向正方向做加速運(yùn)動(dòng)，由于逐漸靠近平衡位置，則加速度正在減小，選項(xiàng)C正確；在0.25 s時(shí)刻位移x10.04coseq f(,4) m0.02 eq r(2) m，1.25 s時(shí)刻的位移x20.04cos eq f(5,4) m0.02eq r(2) m，則擺球在平衡位置兩邊對(duì)稱的位置，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8(多選)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(shè)點(diǎn)為平衡位置，在C、D兩點(diǎn)之間做周期為T的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)

8、。已知在t1時(shí)刻物塊的速度大小為v、方向向下，動(dòng)能為Ek。下列說(shuō)法正確的是()A如果在t2時(shí)刻物塊的速度大小也為v，方向向下，則t2t1的最小值小于eq f(T,2)B如果在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為Ek，則t2t1的最小值為eq f(T,2)C當(dāng)物塊通過(guò)O點(diǎn)時(shí)，其加速度最小D物塊在C、D兩點(diǎn)的加速度相同AC如果在t1時(shí)刻物塊位于O點(diǎn)上方且向下運(yùn)動(dòng)，t2時(shí)刻物塊位于O點(diǎn)下方且與t1時(shí)刻物塊速度相同，則t2t1的最小值小于eq f(T,2)，選項(xiàng)A正確；如果在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為Ek，則t2時(shí)刻物塊速度與t1時(shí)刻大小相等，方向可能相同，也可能相反，t2t1的最小值可以小于eq f(T,2)，選項(xiàng)B

9、錯(cuò)誤；題圖中O點(diǎn)是平衡位置，物塊通過(guò)O點(diǎn)時(shí)位移最小，根據(jù)aeq f(kx,m)知，其加速度最小，選項(xiàng)C正確；C、D兩點(diǎn)關(guān)于平衡位置對(duì)稱，加速度等大反向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9(多選)(2021湖北宜昌高三模擬)如圖所示為兩個(gè)單擺的受迫振動(dòng)的共振曲線，則下列說(shuō)法正確的是()A若兩個(gè)受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長(zhǎng)相同，則圖線表示月球上單擺的共振曲線B若兩個(gè)受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩個(gè)擺長(zhǎng)之比LL254C圖線若表示是在地面上完成的，則該單擺擺長(zhǎng)約為1 mD若擺長(zhǎng)均為1 m，則圖線表示是在地面上完成的ABC圖線中振幅最大處對(duì)應(yīng)的頻率應(yīng)與做受迫振動(dòng)的單擺的固有頻率相等，從圖線上可以看出，兩擺

10、的固有頻率f0.2 Hz，f0.5 Hz。當(dāng)兩擺分別在月球和地球上做受迫振動(dòng)且擺長(zhǎng)相等時(shí)，根據(jù)公式feq f(1,2)eq r(f(g,L)可知，g越大，f越大，所以gg，又因?yàn)間地g月，因此可推知圖線表示月球上單擺的共振曲線，A正確；若在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行兩次受迫振動(dòng)，g相同，擺長(zhǎng)長(zhǎng)的f小，且有eq f(f,f)eq f(0.2,0.5)，所以eq f(L,L)eq f(25,4)，B正確；f0.5 Hz，若圖線表示是在地面上完成的，根據(jù)g9.8 m/s2，可計(jì)算出L約為1 m，C正確，D錯(cuò)誤。10(多選)如圖所示，在光滑桿下面鋪一張可沿垂直桿方向勻速移動(dòng)的白紙，一帶有鉛筆的彈簧振子在B、C

11、兩點(diǎn)間做機(jī)械振動(dòng)，可以在白紙上留下痕跡。已知彈簧的勁度系數(shù)為k10 N/m，振子的質(zhì)量為0.5 kg，白紙移動(dòng)的速度為2 m/s，彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式Epeq f(1,2)ky2(y為彈簧的形變量)，不計(jì)一切摩擦。在一次彈簧振子實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的圖線，則下列說(shuō)法中正確的是()A該彈簧振子的振幅為1 mB該彈簧振子的周期為1 sC該彈簧振子的最大加速度為10 m/s2D該彈簧振子的最大速度為2 m/sBC彈簧振子的振幅為振子偏離平衡位置的最大距離，所以該彈簧振子的振幅為A0.5 m，A錯(cuò)誤；由題圖所示振動(dòng)曲線可知，白紙移動(dòng)x2 m，彈簧振子振動(dòng)一個(gè)周期，所以彈簧振子的周期為Teq f(x,v)

12、1 s，B正確；該彈簧振子所受最大回復(fù)力為FkA100.5 N5 N，最大加速度為aeq f(F,m)10 m/s2，C正確；根據(jù)題述彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式Epeq f(1,2)ky2，不計(jì)一切摩擦，彈簧振子振動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，則eq f(1,2)mveq oal( 2,m)eq f(1,2)kA2，可得該彈簧振子的最大速度為vmeq r(f(k,m)Aeq r(5) m/s，D錯(cuò)誤。11有一彈簧振子在水平方向上的B、C之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，已知B、C間的距離為20 cm，振子在2 s內(nèi)完成了10次全振動(dòng)。若從某時(shí)刻振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)(t0)，經(jīng)過(guò)eq f(1,4)周期振子有正向最大加速度。

13、(1)求振子的振幅和周期；(2)在圖中作出該振子的位移時(shí)間圖像；(3)寫出振子的振動(dòng)方程。解析(1)振幅A10 cm，Teq f(2,10) s0.2 s。(2)振子在eq f(1,4)周期時(shí)具有正向最大加速度，故有負(fù)向最大位移，其位移時(shí)間圖像如圖所示。(3)設(shè)振動(dòng)方程為yAsin(t)當(dāng)t0時(shí)，y0，則sin 0得0或，當(dāng)再過(guò)較短時(shí)間，y為負(fù)值所以所以振動(dòng)方程為y10sin(10t) cm。答案(1)10 cm0.2 s(2)圖見解析(3)y10sin(10t) cm12如圖所示，ACB為光滑弧形槽，弧形槽半徑為R，C為弧形槽最低點(diǎn)，Req o(sup10(),AB)。甲球從弧形槽的球心處自

14、由下落，乙球從A點(diǎn)由靜止釋放，求：(1)兩球第1次到達(dá)C點(diǎn)的時(shí)間之比；(2)若在弧形槽的最低點(diǎn)C的正上方h處由靜止釋放甲球，讓其自由下落，同時(shí)將乙球從弧形槽左側(cè)由靜止釋放，欲使甲、乙兩球在弧形槽最低點(diǎn)C處相遇，則甲球下落的高度h是多少。解析(1)甲球做自由落體運(yùn)動(dòng)Req f(1,2)gteq oal( 2,1)，所以t1 eq r(f(2R,g)乙球沿弧形槽做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)(由于eq o(sup10(),AC)R，可認(rèn)為偏角5)。此運(yùn)動(dòng)與一個(gè)擺長(zhǎng)為R的單擺運(yùn)動(dòng)模型相同，故此等效擺長(zhǎng)為R，因此乙球第1次到達(dá)C處的時(shí)間為t2eq f(1,4)Teq f(1,4)2eq r(f(R,g)eq f(,2)eq r(f(R,