（新課標(biāo)）2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)59 機(jī)械振動(dòng)（含解析）新人教版

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1、機(jī)械振動(dòng) 一、選擇題 1．(2018·淮安二模)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，關(guān)于質(zhì)點(diǎn)在t1、t2兩個(gè)時(shí)刻的物理量，下列敘述正確的是(　　) A．若t1、t2時(shí)刻的加速度相同，則t1、t2時(shí)刻的動(dòng)量必相同 B．若t1、t2時(shí)刻的動(dòng)量相同，則t1、t2時(shí)刻的位移必相同 C．若t1、t2時(shí)刻的回復(fù)力相同，則t1、t2時(shí)刻的動(dòng)能必相同 D．若t1、t2時(shí)刻的動(dòng)能相同，則t1、t2時(shí)刻的位移必相同 答案　C 解析　A項(xiàng)，若t1、t2時(shí)刻的加速度相同，根據(jù)公式a＝－x，位移x相同，速度大小相同，當(dāng)可能有兩個(gè)相反的方向，故動(dòng)量可能相同，也可能相反，故A項(xiàng)錯(cuò)誤； B項(xiàng)，若t1、t2時(shí)刻的動(dòng)量相同，根據(jù)

2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性，位移可能相反，故B項(xiàng)錯(cuò)誤； C項(xiàng)，若t1、t2時(shí)刻的回復(fù)力相同，根據(jù)公式F＝－kx，位移x相同，故動(dòng)能一定相同(標(biāo)量沒(méi)有方向)，故C項(xiàng)正確； D項(xiàng)，若t1、t2時(shí)刻的動(dòng)能相同，則速度大小相等，位移可能相反，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．(2018·福建一模)水平放置的彈簧振子先后以振幅A和2A振動(dòng)，振子從左邊最大位移處運(yùn)動(dòng)到右邊最大位移處過(guò)程中的平均速度分別為v1和v2，則(　　) A．v1＝2v2　　　　　　　　 B．2v1＝v2 C.v1＝v2 D．v1＝v2 答案　B 解析　彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為與振幅無(wú)關(guān)，設(shè)為T(mén)，則從左邊最大位移處運(yùn)動(dòng)到右邊最大位移處過(guò)程的

3、時(shí)間均為；位移之比為1∶2，根據(jù)平均速度的定義式v＝，平均速度之比為1∶2. 3．有一根張緊的水平繩上掛有5個(gè)雙線擺，其中b擺擺球質(zhì)量最大，另4個(gè)擺球質(zhì)量相等，擺長(zhǎng)關(guān)系為L(zhǎng)c＞Lb＝Ld＞La＞Le，如圖所示，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開(kāi)一微小角度，放手后讓其振動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，其余各擺均振動(dòng)起來(lái)，達(dá)到穩(wěn)定時(shí)(　　) A．周期關(guān)系為T(mén)c＞Td＞Ta＞Te B．頻率關(guān)系為fc＝fd＝fa＝fe C．振幅關(guān)系為Ac＝Ad＝Aa＝Ab D．四個(gè)擺中，c的振幅最大 答案　B 解析　A項(xiàng)，b擺垂直紙面向里拉開(kāi)一微小角度后釋放，使得其它四個(gè)單擺都做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以4

4、個(gè)單擺的頻率相等，則周期一定相同；故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確； C項(xiàng)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率接近物體的固有頻率時(shí)，振幅最大，d擺的擺長(zhǎng)與b擺擺長(zhǎng)相等，則驅(qū)動(dòng)力的周期等于b擺的固有周期，d擺發(fā)生共振，振幅最大．故C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤． 4．(2016·北京)如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸．向右為x軸正方向．若振子位于N點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖像為(　　) 答案　A 解析　由于向右為正方向，振子位于N點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，所以0時(shí)刻位移為正，在正向最大位移處，將向左運(yùn)動(dòng)，即向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確． 5．(2018·上海一模)如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像，由

5、圖可知(　　) A．2 s末質(zhì)點(diǎn)速度為0 B．4 s末質(zhì)點(diǎn)速度沿x軸正方向 C．1 s～2 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)做加速運(yùn)動(dòng) D．3 s～4 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)加速度逐漸增大 答案　C 解析　A項(xiàng)，由圖可知，在第2 s末質(zhì)點(diǎn)在平衡位置處，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大，故A項(xiàng)錯(cuò)誤． B項(xiàng)，在第4 s末，質(zhì)點(diǎn)剛剛從正方向的位移返回平衡位置，所以質(zhì)點(diǎn)沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)錯(cuò)誤． C項(xiàng)，在1～2 s內(nèi)，圖像的斜率增大，則速度增大，做加速運(yùn)動(dòng)，故C項(xiàng)正確． D項(xiàng)，在3～4 s內(nèi)，圖像的斜率增大，則速度增大，加速度逐漸減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 6．(2018·揭陽(yáng)一模)(多選)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置O，在A、B間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，

6、如圖(a)所示，它的振動(dòng)圖像如圖(b)所示，設(shè)向右為正方向，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．OB＝5 cm B．第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向是A→O C．第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是A→O D．第0.7 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)位置在O點(diǎn)與A點(diǎn)之間 E．在4 s內(nèi)完成5次全振動(dòng) 答案　ACE 解析　A項(xiàng)，OB間距離等于振幅，由圖知，OB＝A＝5 cm.故A項(xiàng)正確． B項(xiàng)，位移圖像切線的斜率等于速度，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)知，第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向沿負(fù)向，即A→O.故B項(xiàng)錯(cuò)誤． C項(xiàng)，第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)的位移為負(fù)，方向是O→A，由a＝－分析可知，加速度方向是A→O，故C項(xiàng)正確． D項(xiàng)，第0

7、.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位置在O與B兩點(diǎn)之間．故D項(xiàng)錯(cuò)誤． E項(xiàng)，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為T(mén)＝0.8 s，則n＝＝＝5，即在4 s內(nèi)完成5次全振動(dòng)．故E項(xiàng)正確． 7．(2018·深圳一模)一單擺的擺長(zhǎng)為90 cm，擺球在t＝0時(shí)刻正從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，(g取10 m/s2)，則在t＝1 s時(shí)擺球的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) A．正向左做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大 B．正向左做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小 C．正向右做減速運(yùn)動(dòng)，加速度正在增大 D．正向右做加速運(yùn)動(dòng)，加速度正在減小 答案　A 解析　90 cm＝0.90 m 單擺的周期T＝2π＝2π＝0.6π s≈1.884 s， t＝1 s，則T＜t＜T；

8、擺球在t＝0時(shí)刻正從平衡位置向右運(yùn)動(dòng)，在t＝1 s時(shí)已經(jīng)返回并越過(guò)平衡位置(最低點(diǎn))，正向左側(cè)最大位移處運(yùn)動(dòng)， 由平衡位置向最大位移運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，擺球做的是減速運(yùn)動(dòng)，加速度逐漸增大．故A項(xiàng)正確，B、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤． 8.(2018·遼寧模擬)一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它所受的回復(fù)力F隨時(shí)間t變化的圖線為正弦曲線，如圖所示，下列說(shuō)法不正確的是(　　) A．在t從0到2 s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子做減速運(yùn)動(dòng) B．在t1＝3 s和t2＝5 s時(shí)，彈簧振子的速度大小相等，方向相反 C．在t1＝5 s和t2＝7 s時(shí)，彈簧振子的位移大小相等，方向相同 D．在t從0到4 s時(shí)間內(nèi)，t＝2 s時(shí)刻彈簧振

9、子所受回復(fù)力做功功率最小 答案　B 解析　A項(xiàng)，彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在t從0到2 s時(shí)間內(nèi)，回復(fù)力逐漸變大，由F＝－kx，知振子的位移逐漸增大，正遠(yuǎn)離平衡位置，做減速運(yùn)動(dòng)，故A項(xiàng)正確； B項(xiàng)，在t1＝3 s到t2＝5 s過(guò)程，回復(fù)力先減小為零后反向增加，說(shuō)明先靠近平衡位置后遠(yuǎn)離平衡位置，故3 s和5 s速度方向相同；由于3 s和5 s回復(fù)力大小相等，故位移大小也相等，速度大小相等，方向相同，故B項(xiàng)不正確； C項(xiàng)，在t1＝5 s和t1＝7 s時(shí)，回復(fù)力相等，根據(jù)公式F＝－kx，知位移相同，即位移大小相等，方向相同．故C項(xiàng)正確； D項(xiàng)，在t從0到4 s時(shí)間內(nèi)，t＝2 s時(shí)刻彈簧振子速度為

10、零，根據(jù)P＝Fv，知回復(fù)力做功功率為零，最小，故D項(xiàng)正確． 9．(2018·南開(kāi)區(qū)三模)一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有一記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有一記錄紙．當(dāng)振子上下振動(dòng)時(shí)，以速率v水平向左勻速拉動(dòng)記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖所示的圖像，y1、y2、x0、2x0為紙上印跡的位置坐標(biāo)．則(　　) A．該彈簧振子的振動(dòng)周期為2x0 B．該彈簧振子的振幅為y1 C．該彈簧振子的平衡位置在彈簧原長(zhǎng)處 D．若從記錄紙?jiān)c(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，該彈簧振子的振動(dòng)方程為cost 答案　D 解析　A項(xiàng)，記錄紙勻速運(yùn)動(dòng)，振子振動(dòng)的周期等于記錄紙運(yùn)動(dòng)位移2x0所用的時(shí)間，則周期T＝.故A項(xiàng)錯(cuò)誤； B項(xiàng)，根據(jù)圖

11、像可知，振幅為A＝.故B項(xiàng)錯(cuò)誤； C項(xiàng)，在平衡位置處彈簧振子靜止時(shí)，受到的合外力等于0，所以振子受到彈簧的拉力大小等于重力，方向向上，所以彈簧處于拉長(zhǎng)狀態(tài)．故C項(xiàng)錯(cuò)誤； D項(xiàng)，振子振動(dòng)的角速度：ω＝＝＝(rad/s) 所以若從記錄紙?jiān)c(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，該彈簧振子的振動(dòng)方程為：y＝Acosωt＝cost.故D項(xiàng)正確． 10．(2018·浙江二模)一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若Δt＝，則在Δt時(shí)間內(nèi)振子經(jīng)過(guò)的路程為一個(gè)振幅 B．若Δt＝，則在Δt時(shí)間內(nèi)振子經(jīng)過(guò)的路程為兩個(gè)振幅 C．若Δt＝，則在t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子的位移一定相同 D．若Δt＝，則

12、在t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子的速度一定相同 答案　B 解析　A項(xiàng)，若Δt＝，Δt時(shí)間內(nèi)振子經(jīng)過(guò)的路程不一定等于振幅，與振子的初始位置有關(guān)，故A項(xiàng)錯(cuò)誤； B項(xiàng)，若Δt＝，則在t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子的位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)，在Δt時(shí)間內(nèi)振子經(jīng)過(guò)的路程為兩個(gè)振幅，故B項(xiàng)正確； C項(xiàng)，若Δt＝，則在t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子的位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)，振子的位移大小相等，方向相反，故C項(xiàng)錯(cuò)誤； D項(xiàng)，若Δt＝，則在t時(shí)刻和(t＋Δt)時(shí)刻振子的位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱(chēng)，所以這兩時(shí)刻速度的大小一定相等，方向相反，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 11．一個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，若從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)3 s時(shí)，

13、振子第一次到達(dá)P點(diǎn)，又經(jīng)過(guò)2 s第二次經(jīng)過(guò)P點(diǎn)．則該彈簧振子的振動(dòng)周期可能為(　　) A．32 s B．16 s C．8 s D．4 s 答案　B 解析　若從O點(diǎn)開(kāi)始向右振子按下面路線振動(dòng)，作出示意圖如圖，則振子的振動(dòng)周期為T(mén)1＝4×(3＋)＝16 s， 若振子從O點(diǎn)開(kāi)始向左振動(dòng)，則按下面路線振動(dòng)，作出示意圖如圖， 設(shè)從P到O的時(shí)間為t，則＋t＝ 解得：t＝s 則周期T＝4×(＋1)s＝ s. 12.(多選)如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.1sin(2.5πt) m．t＝0時(shí)刻

14、，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6 s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.以下判斷正確的是________．(雙選，填正確答案標(biāo)號(hào)) A．h＝1.7 m B．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8 s C．0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程是0.2 m D．t＝0.4 s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反 答案　AB 解析　根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式得振幅A＝0.1 m，周期T＝＝0.8 s．0.6 s時(shí)物塊處于最低點(diǎn)，物塊運(yùn)動(dòng)的路程為0.3 m，此時(shí)小球下落高度為h＋A＝gt2，得h＝1.7 m．0.4 s時(shí)物塊處于平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)，速度方向與小球運(yùn)動(dòng)方向相同．所以A、B兩項(xiàng)正

15、確． 二、非選擇題 13．某研究性學(xué)習(xí)小組在進(jìn)行“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中(實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示)，已知單擺在擺動(dòng)過(guò)程中的擺角小于5°；在測(cè)量單擺的周期時(shí)，從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)且記數(shù)為1，到第n次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)所用的時(shí)間為t；在測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)時(shí)，先用毫米刻度尺測(cè)得擺球懸掛后的擺線長(zhǎng)(從懸點(diǎn)到擺球的最上端)為L(zhǎng)，再用螺旋測(cè)微器測(cè)得擺球的直徑為d(讀數(shù)如圖乙所示)． (1)從乙圖可知，擺球的直徑為d＝________mm； (2)用上述物理量的符號(hào)寫(xiě)出求重力加速度的一般表達(dá)式g＝________； (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，同學(xué)們?cè)谟懻撊绾文軌蛱岣邷y(cè)量結(jié)果的精確度時(shí)，提出了以下建議，其

16、中可行的是：________． A．盡可能選擇細(xì)、輕且不易伸長(zhǎng)的線作為擺線 B．當(dāng)單擺經(jīng)過(guò)最高位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) C．質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的 D．測(cè)量多組周期T和擺長(zhǎng)L，作L-T2關(guān)系圖像來(lái)處理數(shù)據(jù)． 答案　(1)5.980　(2)　(3)AD 解析　(1)螺旋測(cè)微器的主尺讀數(shù)為5.5 mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×48.0 mm＝0.480 mm，則最終讀數(shù)為5.980 mm； (2)由題，從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)且記數(shù)為1，到第n次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)所用的時(shí)間內(nèi)為t，則單擺全振動(dòng)的次數(shù)為N＝，周期為：T＝＝； 單擺的長(zhǎng)度為l＝L＋.由單擺的周期公式T＝2π得：g＝

17、； (3)A項(xiàng)，公式中，重力加速度的測(cè)量值與擺長(zhǎng)有關(guān)，所以要盡可能選擇細(xì)、輕且不易伸長(zhǎng)的線作為擺線．故A項(xiàng)正確． B項(xiàng)，為了減小誤差，需要當(dāng)單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．故B項(xiàng)錯(cuò)誤； C項(xiàng)，為了減小誤差，質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較小的．故C項(xiàng)錯(cuò)誤． D項(xiàng)，應(yīng)用圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以減小實(shí)驗(yàn)誤差，測(cè)量多組周期T和擺長(zhǎng)L，作L－T2關(guān)系圖像來(lái)處理數(shù)據(jù)，故D項(xiàng)正確． 14．彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在B、C兩點(diǎn)間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)刻，振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t＝0.2 s時(shí)，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.5 s時(shí)，振子速度第二次變?yōu)椋璿. (1)求彈簧

18、振子振動(dòng)周期T. (2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4.0 s內(nèi)通過(guò)的路程． (3)若B、C之間的距離為25 cm.從平衡位置計(jì)時(shí)，寫(xiě)出彈簧振子位移表達(dá)式，并畫(huà)出彈簧振子的振動(dòng)圖像． 答案　(1)1.0 s　(2)200 cm　(3)x＝12.5sin2πt cm　圖像見(jiàn)解析 解析　(1)彈簧振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示． 由對(duì)稱(chēng)性可得T＝0.5×2 s＝1.0 s. (2)若B、C之間距離為25 cm， 則振幅A＝×25 cm＝12.5 cm 振子4.0 s內(nèi)通過(guò)的路程 s＝4×4×12.5 cm＝200 cm (3)根據(jù)x＝Asinωt，A＝12.5 cm， ω＝＝2π. 得x＝12.5sin2πt cm. 振動(dòng)圖像為 8