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2019版高考物理一轮复习 第十四章 第1讲 机械振动和振动图象(实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)练习 鲁科版

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  • 卖家[上传人]:san****019
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    • 1、第1讲 机械振动和振动图象(实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度)课时作业单独成册方便使用一、选择题1做简谐运动的物体,当它每次经过同一位置时,一定相同的物理量是()A位移B速度C加速度 D回复力E回到平衡位置的时间解析:做简谐运动的物体,经过同一位置时,位移、回复力和加速度是确定不变的,而速度的方向和回到平衡位置的时间可能不同,故选A、C、D.答案:ACD2下列说法正确的是()A摆钟走时快了必须调短摆长,才可能使其走时准确B挑水时为了防止水从桶中荡出,可以加快或减慢走路的步频C在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是共振现象D部队要便步通过桥梁,是为了防止桥梁发生共振而坍塌E较弱声音可震碎玻璃杯,是因为玻璃杯发生了共振解析:摆钟走时快了,说明摆钟的周期变小了,根据T2可知增大摆长L可以增大摆钟的周期,A错误;挑水时为了防止水从桶中荡出,可以改变走路的步频,B正确;在连续均匀的海浪冲击下,停在海面的小船上下振动,是受迫振动,C错误;部队便步通过桥梁,不能产生较强的驱动力,就避免桥梁发生共振现象,故D正确;当声音频率等于玻璃杯频率时,杯子发生共振而破碎,E正确答案:BDE

      2、3.如图所示,A球振动后,通过水平细绳迫使B、C振动,振动达到稳定时,下列说法中正确的是()A只有A、C的振动周期相等BC的振幅比B的振幅小CC的振幅比B的振幅大DA、B、C的振动周期相等E若先让B球振动,稳定后A、B、C三者的周期相等解析:A振动后,水平细绳上驱动力的周期TA2,迫使B、C做受迫振动,受迫振动的频率等于A施加的驱动力的频率,所以TATBTC,而TC固2TA,TB固2TA,故C共振,B不共振,C的振幅比B的振幅大,所以A、B错误,C、D正确B先振动后,A、C做受迫运动,仍有三者周期相等,都等于B的驱动周期,故E正确答案:CDE4.如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象,下列说法中正确的是()A甲、乙两单摆的摆长相等B甲摆的振幅比乙摆大C甲摆的机械能比乙摆大D在t0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆E由图象可以求出当地的重力加速度解析:由图看出,两单摆的周期相同,同一地点的g值相同,由单摆的周期公式T2得知,甲、乙两单摆的摆长L相同,A正确甲摆的振幅为10 cm,乙摆的振幅为7 cm,则甲摆的振幅比乙摆大,B正确尽管甲摆的振幅比乙摆大,两摆的摆长也相等,但由于两摆的质

      3、量未知,无法比较机械能的大小,C错误在t0.5 s时,甲摆经过平衡位置,振动的加速度为零,而乙摆的位移为负向最大,则乙摆具有正向最大加速度,D正确由单摆的周期公式T2得g,由于单摆的摆长未知,所以不能求得重力加速度,E错误答案:ABD5.如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y0.1sin(2.5t)m.t0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t0.6 s时,小球恰好与物块处于同一高度取重力加速度的大小g10 m/s2.以下判断正确的是()Ah1.7 mB简谐运动的周期是0.8 sC0.6 s内物块运动的路程为0.2 mDt0.4 s时,物块与小球运动方向相反E简谐振动的振幅为0.1 m解析:由物块简谐运动的表达式y0.1sin(2.5t)m知,A0.1 m,2.5 rad/s,T s0.8 s,选项B、E正确;t0.6 s时,y0.1 m,对小球:h|y|gt2,解得h1.7 m,选项A正确;物块0.6 s内路程为0.3 m,t0.4 s时,物块经过平衡位置向下运动,与小球运动方向相同,故选项C、D错误答案:ABE6

      4、(2016高考海南卷)下列说法正确的是()A在同一地点,单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B弹簧振子做简谐振动时,振动系统的势能与动能之和保持不变C在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大,单摆做简谐振动的周期越小D系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期,就可知振子在任意时刻运动速度的方向解析:在同一地点,重力加速度g为定值,根据单摆周期公式T2可知,周期的平方与摆长成正比,故选项A正确;弹簧振子做简谐振动时,只有动能和势能参与转化,根据机械能守恒条件可知,振动系统的势能与动能之和保持不变,故选项B正确;根据单摆周期公式T2可知,单摆的周期与质量无关,故选项C错误;当系统做稳定的受迫振动时,系统振动的频率等于周期性驱动力的频率,故选项D正确;若弹簧振子初始时刻在波峰或波谷位置,知道周期后,可以确定任意时刻运动速度的方向,若弹簧振子初始时刻不在波峰或波谷位置,则无法确定任意时刻运动的方向,故选项E错误答案:ABD7(2018湖南长沙模拟)一简谐振子沿x轴振动,平衡位置在坐标原点,t0时刻振子的位移x0.1 m;t s时刻x

      5、0.1 m;t4 s时刻x0.1 m该振子的振幅和周期可能为()A0.1 m, s B0.1 m,8 sC0.2 m, s D0.2 m,8 sE0.2 m,10 s解析:若振子的振幅为0.1 m, s(n)T,(4)sn1T,则周期最大值为 s,A正确,B错误;若振子的振幅为0.2 m,由简谐运动的对称性可知,当振子由x0.1 m处运动到负向最大位移处再反向运动到x0.1 m处,再经n个周期时所用时间为 s,则(n)T s,所以周期的最大值为 s,且t4 s时刻x0.1 m,C正确;当振子由x0.1 m经平衡位置运动到x0.1 m处,再经n个周期时所用时间为 s,则(n)T s,所以此时周期的最大值为8 s,且t4 s时,x0.1 m,D正确答案:ACD二、非选择题8如图甲所示,在光滑的斜面上有一滑块,一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连,下端与斜面上的固定挡板连接,在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值,拉力显示为负值),能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机,经计算机处理后在屏幕上显示出F t图象现用力将滑块沿斜面压下一段距离,放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动,此时计算

      6、机屏幕上显示出如图乙所示的图象(1)滑块做简谐运动的回复力是由_提供的;(2)由图乙所示的F t图象可知,滑块做简谐运动的周期为_ s;(3)结合F t图象的数据和题目中已知条件可知,滑块做简谐运动的振幅为_解析:(1)滑块的回复力由滑块所受各力沿振动方向的分力的合力提供,即弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(2)由F t图象可知,滑块的振动周期T0.4 s.(3)弹簧的最大压缩量x1,最大伸长量x2,所以振幅A.答案:(1)弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力)(2)0.4(3)9(2018浙江金华质检)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲、乙所示测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”)(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丁所示,则该单摆的振动周期为_若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径

      7、2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将_(选填“变大”“不变”或“变小”),图丁中的t将_(选填“变大”“不变”或“变小”)解析:(1)游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量,正确的是图乙(2)一个周期内小球应该两次经过最低点,使光敏电阻的阻值发生变化,故周期为t12t0t12t0;小球的直径变大后,摆长变长,根据T2可知,周期变大;每次经过最低点时小球的挡光的时间变长,即t变大答案:(1)乙(2)2t0变大变大10(2018河南百校联考)如图甲所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图,O是它的平衡位置,P、Q是小球所能到达的最高位置小球的质量m0.4 kg,图乙是摆线长为l时小球的振动图象,g取10 m/s2.(1)为测量单摆的摆动周期,测量时间应从摆球经过_(选填“O”“P”或“Q”)时开始计时;测出悬点到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g_(用L、n、t表示)(2)由图乙写出单摆做简谐运动的表达式,并判断小球在什么位置时加速度最大?最大加速度为多少?解析:(1)因摆球经过最低点的速度大,容易观察和计时,所以测量时间应从摆球经过最低点O开始计

      8、时单摆周期T,再根据单摆周期公式T2 ,可解得g.(2)由图乙可知单摆的振幅A5 cm, rad/s rad/s,所以单摆做简谐运动的表达式为x5sin t cm.小球在Q和P处的加速度最大,由图乙可看出此摆的周期是2 s,根据T2,可求得摆长为L1 m,加速度最大值am m/s20.5 m/s2.答案:(1)O(2)x5sin t cm小球在Q和P处的加速度最大0.5 m/s211弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t0.20 s时刻,振子速度第一次变为v;在t0.50 s时刻,振子速度第二次变为v.(1)求弹簧振子的振动周期T;(2)若B、C之间的距离为25 cm,求振子在4.0 s内通过的路程;(3)若B、C之间的距离为25 cm,从平衡位置开始计时,写出弹簧振子位移表达式,并画出弹簧振子的振动图象解析:(1)画出弹簧振子简谐运动示意图如图所示由对称性可得T0.52 s1.0 s.(2)若B、C之间距离为25 cm,则振幅A25 cm12.5 cm振子4.0 s内通过的路程s412.5 cm200 cm.(3)根据xAsin t,A12.5 cm,2 rad/s,得x12.5sin 2t(cm)振动图象如图所示答案:(1)1.0 s(2)200 cm(3)x12.5sin 2t(cm)图象见解析图

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