物理大一輪復(fù)習(xí)題組層級快練第十四單元作業(yè)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精題組層級快練(五十七)一、選擇題1．（2013·上海）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)力答案B解析做簡諧振動的物體，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＝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，故選項B正確．2．（2016·海南）下列說法正確的是（)A．在同一地點，單擺做簡諧振動的周期的平方與其擺長成正比B．彈簧振子做簡諧振動時，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變C．在同一地點，當(dāng)擺長不變時，擺球質(zhì)量越大,單擺做簡諧振動的周期越小D．系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時，系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率E．已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期，就可知振子在任意時刻運(yùn)動速度的方向答案ABD解析在同一地點，重力加速度g為定值，根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r（\f（l，g）)可知，周期的平方與擺長成正比,故選項A正確；彈簧振子做簡諧振動時，只有動能和勢能參與轉(zhuǎn)化,根據(jù)機(jī)械能守恒條件可知，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變，故選項B正確;根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f（L，g））可知，單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)，故選項C錯誤；當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時，系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率，故選項D正確;若彈簧振子初始時刻在正向最大或負(fù)向最大位置，知道周期后,可以確定任意時刻運(yùn)動速度的方向,若彈簧振子初始時刻不在正向最大或負(fù)向最大位置,則無法確定，故選項E錯誤．3．有一個在y方向上做簡諧運(yùn)動的物體，其振動圖像如圖甲所示．下列關(guān)于圖乙中（1）～（4)的判斷正確的是（)A．圖(1)可作為該物體的速度—時間圖像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-時間圖像答案C解析因為F＝－kx，a＝－eq\f（kx,m)，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)．4．(2016·樂山二模)一個做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，周期為T,振幅為A，已知振子從平衡位置第一次運(yùn)動到x＝eq\f（A，2)處所用的最短時間為t1，從最大的正位移處第一次運(yùn)動到x＝eq\f（A，2）處所用的最短時間為t2,那么t1與t2的大小關(guān)系正確的是()A．t1＝t2 B．t1＜t2C．t1＞t2 D．無法判斷答案B解析根據(jù)振子遠(yuǎn)離平衡位置時速度減小，靠近平衡位置時速度增大可知，振子第一次從平衡位置運(yùn)動到x＝eq\f(1,2)A處的平均速度大于第一次從最大正位移處運(yùn)動到x＝eq\f（1,2）A處的平均速度，而路程相等，說明t1＜t2.故選項A、C、D錯誤，選項B正確．5．某質(zhì)點做簡諧運(yùn)動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為x＝Asineq\f(π，4)t，則質(zhì)點（）A．第1s末與第3s末的位移相同B．第1s末與第3s末的速度相同C．第3s末至第5s末的位移方向都相同D．第3s末至第5s末的速度方向都相同答案AD解析由關(guān)系式可知ω＝eq\f（π，4）rad/s，T＝eq\f（2π，ω)＝8s，將t＝1s和t＝3s代入關(guān)系式中求得兩時刻位移相同，選項A正確；作出質(zhì)點的振動圖像，由圖像可以看出,第1s末和第3s末的速度方向不同，選項B錯誤；由圖像可知,第3s末至第4s末質(zhì)點的位移方向與第4s末至第5s末質(zhì)點的位移方向相反，而速度的方向相同，故選項C錯誤、選項D正確．6.一質(zhì)點做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，下列說法正確的是（）A．質(zhì)點振動頻率是4HzB．在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20C．第4s末質(zhì)點的速度是零D．在t＝1s和t＝3s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等、方向相同答案B解析由題圖可知,該簡諧運(yùn)動的周期為4s,頻率為0.25Hz，在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是2.5×4A＝20cm.第4s末的速度最大．在t＝1s和t＝3s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等、方向相反．故選項B7．如圖甲所示，彈簧振子以點O為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運(yùn)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，下列說法正確的是（）A．t＝0。8s,振子的速度方向向左B．t＝0.2s時,振子在O點右側(cè)6cmC．t＝0.4s和t＝1。2s時,振子的加速度完全相同D．t＝0。4s到t＝0。8s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小答案A解析從t＝0。8s起，再過一段微小時間，振子的位移為負(fù)值,因為取向右為正方向，故t＝0。8s時，速度方向向左，選項A正確；由題中圖像得振子的位移x＝12sineq\f(5π,4）t（cm)，故t＝0.2s時，x＝6eq\r（2）cm，故選項B錯誤；t＝0。4s和t＝1。2s，振子的位移方向相反,由a＝－kx/m知，加速度方向相反，選項C錯誤；t＝0。4s到t＝0。8s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，故選項D錯誤．8。勁度系數(shù)為20N/cm的彈簧振子,它的振動圖像如圖所示，在圖中A點對應(yīng)的時刻(）A．振子所受的彈力大小為0.5N，方向指向x軸的負(fù)方向B．振子的速度方向指向x軸的正方向C．在0~4s內(nèi)振子做了2次全振動D．在0～4s內(nèi)振子通過的路程為0。35cm，答案BC解析由題圖可知A點在t軸上方,此時振子位移x＝0。25cm,所以彈力F＝－kx＝－5N，即彈力大小為5N,方向指向x軸負(fù)方向，選項A錯誤；過A點作圖像的切線，該切線斜率為正值，即振子的速度方向指向x軸的正方向,選項B正確；在0~4s內(nèi)振子完成兩次全振動，選項C正確;由于t＝0時刻和t＝4s時刻振子都在最大位移處，所以在0～4s內(nèi)振子的位移為零,又由于振幅為0.5cm，在0～4s內(nèi)振子通過的路程為2×4×0。5cm＝4cm9．如圖所示，彈簧振子在振動過程中，振子從a到b歷時0.2s，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。4s，則該振子的振動頻率為()A．1Hz B．1。25HzC．2Hz D．2。5Hz答案B解析由簡諧運(yùn)動的對稱性可知,tOb＝0.1s,tbc＝0.1s，故eq\f(T，4)＝0.2s,解得T＝0。8s，頻率f＝eq\f(1，T)＝1。25Hz。選項B正確．10.如圖所示為兩單擺分別在受迫振動中的共振曲線,則下列說法正確的是（)A．若兩擺的受迫振動分別在月球上和地球上進(jìn)行,且擺長相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線B．若兩擺的受迫振動是在地球上同一地點進(jìn)行，則兩擺擺長之比LⅠ∶LⅡ＝25∶4C．圖線Ⅱ若表示在地面上完成的，則該單擺擺長約為1D．若擺長均為1m，答案ABC解析圖線中振幅最大處對應(yīng)的頻率應(yīng)與做受迫振動的單擺的固有頻率相等，從圖線上可以看出,兩擺的固有頻率fⅠ＝0。2Hz，fⅡ＝0.5Hz。當(dāng)兩擺在月球和地球上分別做受迫振動且擺長相等時，根據(jù)公式f＝eq\f(1，2π）eq\r（\f(g，L））可知,g越大，f越大，所以gⅡ＞gⅠ，因為g地＞g月，因此可推知圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線，選項A正確；若在地球上同一地點進(jìn)行兩次受迫振動，g相同,擺長長的f小，且有eq\f（fⅠ，fⅡ）＝eq\f（0。2,0。5）,所以eq\f（LⅠ,LⅡ）＝eq\f（25，4），選項B正確；fⅡ＝0.5Hz，若圖線Ⅱ表示在地面上完成的，根據(jù)g＝9。8m/s2，可計算出LⅡ約為1m，選項C正確，選項D錯誤．11.將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上,從靜止釋放,當(dāng)擺球運(yùn)動到最低點時，擺線碰到障礙物,擺球繼續(xù)向右擺動．用頻閃照相機(jī)拍到如圖所示的單擺運(yùn)動過程的頻閃照片，以下說法正確的是（）A．這個實驗說明了動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能守恒B．?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長之比為9∶4C．?dāng)[線經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大D．?dāng)[線經(jīng)過最低點時，角速度變大,半徑減小,擺線張力不變答案ABC解析小球的細(xì)線即使碰到障礙物,細(xì)線的拉力不做功，只有重力做功,所以其仍能回到原來的高度，機(jī)械能守恒，選項A正確．頻閃照片拍攝的時間間隔一定，題圖可知，擺線與障礙物碰撞前后的周期之比為3∶2，根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g）），得擺長之比為9∶4，故選項B正確．?dāng)[線經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑變小，根據(jù)F－mg＝meq\f（v2,l)知，張力變大．根據(jù)v＝ωr,知角速度增大，故選項C正確,選項D錯誤．故選ABC項．二、非選擇題12．某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”的實驗中，先測得擺線長為101。00cm,擺球直徑為2。00cm,然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間為101.0(1)他測得的重力加速度g＝________m/s2。（計算結(jié)果取三位有效數(shù)字,你可能用到計算式1.012＝1.02，π2＝9。86)（2）他測得的g值偏小,可能原因是：________．A．測擺線長時擺線拉得過緊B．?dāng)[線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了C．開始計時時，秒表過遲按下D．實驗中誤將49次全振動計為50次(3)為了提高實驗精度，在實驗中可改變幾次擺長l并測出相應(yīng)的周期T，從而得出一組對應(yīng)的l和T的數(shù)值,再以l為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)將所得數(shù)據(jù)連成直線，并求得該直線的斜率k，則重力加速度g＝________．(用k表示)答案（1)9。86（2)B(3)eq\f（4π2,k）解析（1）單擺的擺長l＝l線＋eq\f(d，2)＝102。00cm.單擺振動50次所用的時間為101。0s,所以T＝2.02s根據(jù)周期公式T＝2πeq\r（\f（l,g））,根據(jù)此公式變形得到g＝eq\f(4π2l,T2）＝9。86m/s2.(2)測量g的原理是g＝eq\f(4π2l,T2)，測擺線時擺線拉得過緊,則擺長的測量量偏大，則測得的重力加速度偏大，故A項錯誤；擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了，振動周期變大，則測得重力加速度偏小，故B項正確；開始計時,秒表過遲按下，測得單擺的周期偏小，則測得的重力加速度偏大，故C項錯誤;實驗中誤將49次全振動數(shù)為50次，測得周期偏小，則測得的重力加速度偏大,故D項錯誤．(3)由單擺周期表達(dá)式T＝2πeq\r(\f(l，g）)，可得T2＝eq\f(4π2l，g）故以l為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)得到的圖像的斜率為k＝eq\f（4π2，g）解得g＝eq\f(4π2,k）13．(2016·溫州質(zhì)檢）彈簧振子以O(shè)點為平衡位置,在B、C兩點間做簡諧運(yùn)動,在t＝0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運(yùn)動；在t＝0.2s時，振子速度第一次變?yōu)椋璿;在t＝0.5s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25cm，求振子在4.0s（3)若B、C之間的距離為