專題練習5 機械振動

PAGEPAGE1專題練習(三十五)機械振動1.如圖中兩單擺的擺長相同，平衡時兩擺球剛好接觸，現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在的平面內(nèi)向左拉開一小角度后放手，碰撞后，兩擺球分開各自做簡諧運動，以mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則()A．如果mA>mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B．如果mA<mB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C．無論mA∶mB是多少，下一次碰撞都應在平衡位置D．無論mA∶mB是多少，下一次碰撞都只能在平衡位置左側(cè)解析：由于兩擺球擺長相同，做簡諧運動的周期相同，離開平衡位置后又同時回到平衡位置，只能在平衡位置相碰，C正確．答案：C解析：t＝0時試管處于正最大位移處，描述試管振動的圖象中可能正確的是D.答案：D3.如圖所示，曲軸上掛一個彈簧振子，轉(zhuǎn)動搖把，曲軸可帶動彈簧振子上下振動．開始時不轉(zhuǎn)動搖把，讓振子自由振動，測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min.則：()A．當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是0.5sB．當振子穩(wěn)定振動時，它的振動頻率是4HzC．當轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大D．當轉(zhuǎn)速減小時，彈簧振子的振幅增大解析：現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min，驅(qū)動力頻率為4Hz，周期是0.25s．當振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是0.25s，振動頻率是4Hz，選項A錯誤，B正確；當轉(zhuǎn)速減小時，驅(qū)動力頻率減小，接近固有頻率2Hz，彈簧振子的振幅增大，選項C錯誤，D正確．答案：BD4．鋪設(shè)鐵軌時，每兩根鋼軌接縫處都必須留有一定的間隙，勻速運行列車經(jīng)過軌端接縫處時，車輪就會受到一次沖擊．由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動．普通鋼軌長為12.6m，列車固有振動周期為0.315s．下列說法正確的是()A．列車的危險速率為40m/sB．列車過橋需要減速，是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C．列車運行的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的D．增加鋼軌的長度有利于列車高速運行解析：列車在鋼軌上運動時，受鋼軌對它的沖擊力作用做受迫振動，當列車固有振動頻率等于鋼軌對它的沖擊力的頻率時，列車振動的振幅最大，因v＝eq\f(l,t)＝eq\f(12.6m,0.315s)＝40m/s，A正確；列車過橋做減速運動，是為了使驅(qū)動力頻率遠小于橋梁固有頻率，防止橋發(fā)生共振現(xiàn)象，而不是列車發(fā)生共振現(xiàn)象，B、C錯誤；增加鋼軌的長度有利于列車高速運行，D正確．答案：AD5．(2013·上海虹口期末)在上海走時準確的擺鐘，隨考察隊帶到珠穆朗瑪峰的頂端，則這個擺鐘()A．變慢了，重新校準應減小擺長B．變慢了，重新校準應增大擺長C．變快了，重新校準應減小擺長D．變快了，重新校準應增大擺長解析：擺鐘隨考察隊帶到珠穆朗瑪峰的頂端，重力加速度減小，擺動周期增大，擺鐘變慢了，重新校準應減小擺長，選項A正確．答案：A6.如圖所示為某彈簧振子在0～5s內(nèi)的振動圖象，由圖可知，下列說法正確的是()A．振動周期為5s，振幅為8cmB．第2s末振子的速度為零，加速度為負向的最大值C．第3s末振子的速度為正向的最大值D．從第1s末到第2s末振子在做加速運動解析：根據(jù)圖象，周期T＝4s，振幅A＝8cm，A錯誤，第2s末振子到達波谷位置，速度為零，加速度為正向的最大值，B錯誤．第3s末振子經(jīng)過平衡位置，速度達到最大值，且向正方向運動，C正確．從第1s末到第2s末振子經(jīng)過平衡位置向下運動到達波谷位置，速度逐漸減小，D錯誤．答案：C7.如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一小球(小球可以看成質(zhì)點)．在O點正下方，距O點eq\f(3l,4)處的P點固定一顆小釘子．現(xiàn)將小球拉到點A處，輕繩被拉直，然后由靜止釋放小球．點B是小球運動的最低位置，點C(圖中未標出)是小球能夠到達的左方最高位置．已知點A與點B之間的高度差為h，h?l.A、B、P、O在同一豎直平面內(nèi)．當?shù)氐闹亓铀俣葹間，不計空氣阻力．下列說法正確的是()A．點C與點B高度差小于hB．點C與點B高度差等于hC．小球擺動的周期等于eq\f(3π,2)eq\r(\f(l,g))D．小球擺動的周期等于eq\f(3π,4)eq\r(\f(l,g))解析：由機械能守恒定律可知，點C與點B高度差等于h，選項A錯誤，B正確；由單擺周期公式可知，小球擺動的周期等于πeq\r(\f(l,g))＋πeq\r(\f(\f(1,4)l,g))＝eq\f(3π,2)eq\r(\f(l,g))，選項D錯誤，C正確．答案：BC8.(2013·太原期末)某彈簧振子在水平方向上做簡諧運動，其位移x隨時間t變化的關(guān)系為x＝Asinωt，振動圖象如圖所示，下列說法正確的是()A．彈簧在第1s末與第3s末的長度相同B．簡諧運動的圓頻率是eq\f(π,4)rad/sC．第3s末振子的位移大小為eq\f(\r(2),2)AD．從第3s末到第5s末，振子的速度方向發(fā)生變化E．從第3s末到第5s末，振子的加速度方向不發(fā)生變化解析：由振動圖象可知，彈簧在第1s末與第3s末的位移相同，彈簧長度相同，選項A正確；由振動圖象可知，振動周期為8s，簡諧運動的圓頻率是ω＝2π/T＝π/4rad/s，選項B正確；第3s末振子的位移大小為x＝Asinωt＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)×3))＝eq\f(\r(2),2)A，選項C正確；從笫3s末到笫5s末，振子的速度方向不發(fā)生變化，選項D錯誤；從第3s末到第5s末，振子的加速度方向發(fā)生變化，選項E錯誤．答案：ABC9.一彈簧振子做簡諧運動，它所受的回復力F隨時間t變化的圖象為正弦曲線，如圖所示，下列說法正確的是()A．在t從0到2s時間內(nèi)，彈簧振子做加速運動B．在t1＝3s和t2＝5s時，彈簧振子的速度大小相等，方向相反C．在t2＝5s和t3＝7s時，彈簧振子的位移大小相等，方向相同D．在t從0到4s時間內(nèi)，t＝2s時刻彈簧振子所受回復力做功的功率最大10．某實驗小組擬用如圖甲所示裝置研究滑塊的運動．實驗器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板，以及由漏斗和細線組成的單擺等．實驗中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運動，同時單擺垂直于紙帶運動方向擺動，漏斗漏出的有色液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置．(1)在圖乙中，從__________紙帶可看出滑塊的加速度和速度方向一致．(2)用該方法測量滑塊加速度的誤差主要來源有__________、__________(寫出2個即可)．解析：滑塊的加速度與速度方向一致時，紙帶做勻加速直線運動，則單擺擺動一個周期內(nèi)紙帶運動的距離越來越大，所以B紙帶符合題意．(2)誤差主要來源于擺長測量、漏斗重心變化、液體痕跡偏粗、阻力變化等．答案：(1)B(2)見解析11．(2012·天津高考)某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素．(1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示．這樣做的目的是________(填字母代號)．A．保證擺動過程中擺長不變B．可使周期測量得更加準確C．需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D．保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L＝0.9990m，再用游標卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為________mm，單擺擺長為________m.(3)下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是________(填字母代號)．解析：(1)有一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線的目的是保證擺動過程中擺長不變，需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)，選項A、C正確．(2)根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則，擺球直徑為12.0mm，單擺擺長為L－d/2＝0.9990m－0.0060m＝0.9930m.(3)單擺測量周期，必須從平衡位置開始計時，且擺角小于5°，測量多次擺動的總時間，計算出周期，擺動幅度越小誤差越