(全國版)2019版高考物理一輪復習第15章選考部分53機械振動能力訓練

機械振動1．擺長為L的單擺做簡諧運動，若從某時刻開始計時(取t＝0)，當振動至t＝3πL2g時，擺球擁有負向最大速度，則單擺的振動圖象是圖中的( )答案CL3πL3T分析單擺周期為T＝2πg，當t＝2g＝4時擺球擁有負向最大速度，知擺球經過均衡地點向負方向振動，C正確，A、B、D錯誤。2．(2016·溫州質檢)在飛機的發(fā)展史中有一個階段，飛機上天后不久，機翼很快就顫動起來，并且越抖越厲害，此后人們經過了艱辛的探究，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，裝置配重桿的主要目的是( )A．加大飛機的慣性B．使機體更為均衡C．使機翼更為堅固D．改變機翼的固有頻次答案D分析飛機飛上天后，在氣流周期性驅動力作用下做受迫振動，機翼越抖越厲害說明氣流驅動力周期與機翼的固有周期特別靠近或相等。在機翼前緣處裝置配重桿，目的是經過改變機翼的質量來改變其固有頻次，使驅動力頻次與固有頻次相差較大，進而實現(xiàn)減振的目的，故D正確。3．做簡諧運動的單擺擺長不變，若擺球質量增添為本來的4倍，擺球經過均衡地點時速1度減小為本來的2，則單擺振動的( )A．頻次、振幅都不變B．頻次、振幅都改變C．頻次不變、振幅改變D．頻次改變、振幅不變答案Cl分析由單擺周期公式T＝2πg知周期只與l、g相關，與m和v沒關，周期不變，其頻次不變；在沒改變質量前，設單擺最低點與最高點高度差為h，最低點速度為v，則mgh121v2＝2mv，質量改變后有4mgh′＝2×4m·2，可知h′≠h，振幅改變，C正確。14．(2016·河南鄭州一中調研)有一個在y方向上做簡諧運動的物體，其振動圖象如圖所示，以下對于以下圖中①～④的判斷正確的選項是( )A．圖③可作為該物體的答復力—時間圖象B．圖②可作為該物體的答復力—時間圖象C．圖①可作為該物體的速度—時間圖象D．圖④可作為該物體的加快度—時間圖象答案A分析依據簡諧振動答復力F＝－kx知，答復力或加快度與位移大小成正比，方向相反，可得A正確，B、D錯誤；速度在均衡地點最大，在最大位移處為零，圖②應當為速度—時間圖象，C錯誤。5．(2018·山東濰坊月考)(多項選擇)把一個篩子用四根彈簧支撐起來，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉一周，給篩子一個驅動力，這就做成了一個共振篩，如圖甲所示。該共振篩的共振曲線如圖乙所示。已知增大電壓，可使偏愛輪轉速提升，增添篩子質量，可增大篩子的固有周期。此刻，在某電壓下電動偏愛輪轉速是54r/min。為了使篩子的振幅增大，以下做法正確的選項是( )A．提升輸入電壓B．降低輸入電壓2C．增添篩子質量D．減小篩子質量答案BD分析由題圖乙可知篩子的固有頻次為0.8Hz，那么固有周期為1.25s，而此刻偏愛輪10轉速為54r/min，即周期為9s<1.25s，為了使振幅增大，應當使偏愛輪的周期更靠近篩子的固有周期，所以要增大偏愛輪的轉動周期，或減小篩子的固有周期，聯(lián)合題意可知應當降低輸入電壓，或減小篩子質量，故B、D正確。6．(多項選擇)如圖甲所示為以O點為均衡地點，在A、B兩點間做簡諧運動的彈簧振子，圖乙為這個彈簧振子的振動圖象，由圖可知以下說法中正確的選項是( )A．在t＝0.2s時，彈簧振子的加快度為正向最大B．在t＝0.1s與t＝0.3s兩個時刻，彈簧振子在同一地點C．在t＝0到t＝0.2s時間內，彈簧振子做加快度增大的減速運動D．在t＝0.6s時，彈簧振子有最小的彈性勢能答案BC分析t＝0.2s時，彈簧振子的位移為正向最大值，而彈簧振子的加快度與位移大小成正比，方向與位移方向相反，A錯誤；在t＝0.1s與t＝0.3s兩個時刻，彈簧振子的位移同樣，B正確；從t＝0到t＝0.2s時間內，彈簧振子從均衡地點向正的最大位移處運動，位移漸漸增大，加快度漸漸增大，加快度方向與速度方向相反，彈簧振子做加快度增大的減速運動，C正確；在t＝0.6s時，彈簧振子的位移為負向最大值，即彈簧的形變最大，彈簧振子的彈性勢能最大，D錯誤。7．(多項選擇)彈簧振子做簡諧運動，O為均衡地點，當它經過點O時開始計時，經過0.3s第一次抵達點M，再經過0.2s第二次抵達點M，則彈簧振子的周期為( )A．0.53sB．1.4sC．1.6sD．3s答案AC如圖甲所示，設O為均衡地點，OB(OC)代表振幅，振子從O→C所需時間為T分析4。因為簡諧運動擁有對稱性，所以振子從M→C所用時間和從C→M所用時間相等，故T＝0.3s＋40.2s，C正確。＝0.4s，解得T＝1.6s23如圖乙所示，若振子一開始從均衡地點向點B運動，設點M′與點M對于點O對稱，則振子從點′經過點B回到點′所用的時間與振子從點經過點C回到點所需時間相等，MMMM即0.2s。振子從點O到點M′和從點M′到點O以及從點O到點M所需時間相等，為0.3s－0.2s11163＝30s，故周期為T＝0.5＋30s＝30s≈0.53s，A正確。8．如圖甲所示是一個擺線長度可調的單擺振動的情形圖，O是它的均衡地點，P、Q是小球所能抵達的最高地點。小球的質量＝0.4kg，圖乙是擺線長為l時小球的振動圖象，gm取10m/s2。(1)為丈量單擺的搖動周期，丈量時間應從擺球經過____(填“O”“P”或“Q”)時開始計時；測出懸點到小球球心的距離(擺長)L及單擺達成n次全振動所用的時間t，則重力加快度g＝________(用L、n、t表示)。由圖乙寫出單擺做簡諧運動的表達式，并判斷小球在什么地點時加快度最大？最大加速度為多少？答案(1)O4π2n2L(2)x＝5sinπt(cm)小球在最大位移處的加快度最大'0.5m/s2t2分析(1)因擺球經過最低點的速度大，簡單察看和計時，所以丈量時間應從擺球經過最低點開始計時，單擺周期t＝2πLg＝4π2n2L＝，再依據單擺周期公式，可解得2。OTnTgt42π2π(2)由圖乙可知單擺的振幅A＝5cm，ω＝T＝2rad/s＝πrad/s，所以單擺做簡諧運動的表達式為x＝5sinπt(cm)。小球在最大位移處的加快度最大，由圖乙可看出此擺的周期是2s，依據T＝2πLL＝1m，加快度最大值FmmgsinθgAgmmLm10×5×10－22＝0.5m/s2m/s。19．(2016·北京高考)如下圖，彈簧振子在M、N之間做簡諧運動。以均衡地點O為原點，成立Ox軸，向右為x軸正方向。若振子位于N點時開始計時，則其振動圖象為( )答案A分析振子在N點時開始計時，其位移為正向最大，并按余弦規(guī)律變化，A正確。10.(2017·北京高考)某彈簧振子沿x軸的簡諧運動圖象如下圖，以下描繪正確的選項是( )A．t＝1s時，振子的速度為零，加快度為負的最大值B．t＝2s時，振子的速度為負，加快度為正的最大值C．t＝3s時，振子的速度為負的最大值，加快度為零5D．t＝4s時，振子的速度為正，加快度為負的最大值答案A分析t＝1s時，振子處于正的最大位移處，振子的速度為零，加快度為負的最大值，A正確；t＝2s時，振子在均衡地點且向x軸負方向運動，則振子的速度為負，加快度為零，B錯誤；t＝3s時，振子處于負的最大位移處，振子的速度為零，加快度為正的最大值，C錯誤；t＝4s時，振子在均衡地點且向x軸正方向運動，則振子的速度為正，加快度為零，D錯誤。11．(2017·安徽皖南八校聯(lián)考)如圖甲所示在一條張緊的繩索上掛幾個擺，當a擺振動的時候，經過張緊的繩索給其余各擺施加驅動力，使其余各擺也振動起來，達到穩(wěn)準時________擺的振幅最大，圖乙是c擺穩(wěn)固此后的振動圖象，重力加快度為g，不計空氣阻力，則a擺的擺長為________。2gt0答案c4π2L分析依據單擺周期公式T＝2πg可知，圖甲所示中，單擺的固有周期關系為Ta＝c<b，當a擺振動的時候，經過張緊的繩索給其余各擺施加驅動力，b、c擺將做受迫振動，TT受迫振動的周期等于驅動力周期，當驅動力的頻次等于其固有頻次時，達到共振，其振幅最大，所以，、擺振動達到穩(wěn)準時，c擺振幅最大，由圖乙可知，c＝t0，即a＝0，依據單bcTTt22擺周期公式可知，a擺的擺長為：La＝gTagt02＝2。4π4π12.(2016·重慶高考)一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一