2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第一節(jié) 機械振動課后達(dá)標(biāo) 新人教版

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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第一節(jié) 機械振動課后達(dá)標(biāo) 新人教版 一、選擇題 1．(2018·江西重點中學(xué)聯(lián)考)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2 Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把，轉(zhuǎn)速為240 r/min.則(　　) A．當(dāng)振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期是0.5 s B．當(dāng)振子穩(wěn)定振動時，它的振動頻率是4 Hz C．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，彈簧振子的振幅增大 D．當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時，彈簧振子的振幅增大 E．振幅增大的過程中，外界對彈簧振子做正功 解析：選BDE.搖把勻速轉(zhuǎn)動

2、的頻率f＝n＝ Hz＝4 Hz，周期T＝＝0.25 s，當(dāng)振子穩(wěn)定振動時，它的振動周期及頻率均與驅(qū)動力的周期及頻率相等，A錯誤，B正確．當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時，其頻率將更接近振子的固有頻率2 Hz，彈簧振子的振幅將增大，C錯誤，D正確．外界對彈簧振子做正功，系統(tǒng)機械能增大，振幅增大，故E正確． 2．(2018·蘭州一中高三質(zhì)檢)如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，下列說法中正確的是(　　) A．甲、乙兩單擺的擺長相等 B．甲擺的振幅比乙擺大 C．甲擺的機械能比乙擺大 D．甲擺的周期比乙擺大 E．在t＝0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺 解析：選ABE.可從題圖上看出甲擺振幅大

3、，B正確；由題圖知兩擺周期相等，則擺長相等，因兩擺球質(zhì)量關(guān)系不明確，無法比較它們的機械能的大小，A正確，C、D錯誤；t＝0.5 s時乙擺球在負(fù)的最大位移處，故有正向最大加速度，E正確． 3. 如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點，相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m．一列簡諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時刻到達(dá)質(zhì)點a處，質(zhì)點a由平衡位置開始豎直向下運動，t＝3 s時a第一次到達(dá)最高點．下列說法正確的是(　　) A．在t＝6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點d處 B．在t＝5 s時刻質(zhì)點c恰好到達(dá)最高點 C．質(zhì)點b開始振動后，其振動周期為4 s D．在4

4、s

5、錯誤． 4．如圖甲所示為以O(shè)點為平衡位置，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，由圖可知下列說法中正確的是(　　) A．在t＝0.2 s時，彈簧振子的加速度為正向最大 B．在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個時刻，彈簧振子在同一位置 C．從t＝0到t＝0.2 s時間內(nèi)，彈簧振子做加速度增大的減速運動 D．在t＝0.6 s時，彈簧振子有最小的彈性勢能 E．在t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個時刻，振子速度都為零 解析：選BCE.t＝0.2 s時，彈簧振子的位移為正向最大值，而彈簧振子的加速度與位移大小成正比，方向與位移方向相反，A錯誤；在t＝0.1

6、s與t＝0.3 s兩個時刻，彈簧振子的位移相同，B正確；從t＝0到t＝0.2 s時間內(nèi)，彈簧振子從平衡位置向最大位移處運動，位移逐漸增大，加速度逐漸增大，加速度方向與速度方向相反，彈簧振子做加速度增大的減速運動，C正確；在t＝0.6 s時，彈簧振子的位移為負(fù)向最大值，即彈簧的形變量最大，彈簧振子的彈性勢能最大，D錯誤；t＝0.2 s與t＝0.6 s，振子在最大位移處，速度為零，E正確． 5．(2018·溫州八校聯(lián)考)如圖所示，把能在絕緣光滑水平面上做簡諧運動的彈簧振子放在水平向右的勻強電場中，小球在O點時，彈簧處于原長，A、B為關(guān)于O對稱的兩個位置，現(xiàn)在使小球帶上負(fù)電，并讓小球從B點靜止釋放

7、，那么下列說法不正確的是(　　) A．小球仍然能在A、B間做簡諧運動，O點是其平衡位置 B．小球從B運動到A的過程中，動能一定先增大后減小 C．小球仍然能做簡諧運動，但其平衡位置不在O點 D．小球不可能再做簡諧運動 E．小球從B點運動到A點，其動能的增加量一定等于電勢能的減少量 解析：選ABD.小球在勻強電場中受到水平向左的電場力，設(shè)該電場力大小為F0，小球合力為零的位置應(yīng)該在O點左側(cè)，設(shè)為O1，設(shè)O1、O點的間距為x0，彈簧勁度系數(shù)為k，則F0＝kx0；取水平向右為正方向，當(dāng)小球從O1點向右運動的位移為x時，回復(fù)力F＝－F0＋k(x0－x)＝－kx，所以小球會以O(shè)1點為平衡位

8、置做簡諧運動，選項A、D錯誤，C正確；因為不知道A點與平衡位置O1點的位置關(guān)系，所以不能確定小球從B運動到A的過程中，動能如何變化，選項B錯誤；小球做簡諧運動的過程中，小球的動能和電勢能及彈簧的彈性勢能之和守恒，小球從B點運動到A點，彈簧的彈性勢能不變，所以小球動能的增加量一定等于電勢能的減少量，選項E正確． 6．(2018·湖北襄陽四中模擬)如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(即做簡諧運動)時的位移隨時間變化的圖象，圖乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動時的位移隨時間變化的圖象，則下列說法中正確的是(　　) A．由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4 s B．由圖乙可知彈簧振子的固有周

9、期為8 s C．由圖乙可知外力的周期為8 s D．如果改變外力的周期，在接近4 s的附近該彈簧振子的振幅較大 E．如果改變外力的周期，在接近8 s的附近該彈簧振子的振幅較大 解析：選ACD.圖甲是彈簧振子自由振動時的圖象，由圖甲可知，其振動的固有周期為4 s，A正確、B錯誤；圖乙是彈簧振子在驅(qū)動力作用下的振動圖象，彈簧振子的振動周期等于驅(qū)動力的周期，即8 s，C正確；當(dāng)固有周期與驅(qū)動力的周期相等時，其振幅最大，驅(qū)動力的周期越接近固有周期，彈簧振子的振幅越大，D正確、E錯誤． 7．(高考浙江卷)一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪很大，游船上下浮動．可把游船浮動簡化成豎直方向的簡諧運

10、動，振幅為20 cm，周期為3.0 s．當(dāng)船上升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊．地面與甲板的高度差不超過10 cm時，游客能舒服地登船．在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是(　　) A．0.5 s　　　　　　　　 B．0.75 s C．1.0 s D．1.5 s 解析：選C.由振動周期T＝3.0 s、ω＝、A＝20 cm知，游船做簡諧運動的振動方程x＝Asin ωt＝20sin t(cm)．在一個周期內(nèi)，當(dāng)x＝10 cm時，解得t1＝0.25 s，t2＝1.25 s．游客能舒服登船的時間Δt＝t2－t1＝1.0 s，選項C正確，選項A、B、D錯誤． 8．(2018·濟南月考)甲、

11、乙兩彈簧振子，振動圖象如圖所示，則可知(　　) A．兩彈簧振子完全相同 B．兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1 C．振子甲速度為零時，振子乙速度最大 D．兩振子的振動頻率之比f甲∶f乙＝1∶2 E．振子甲加速度為零時，振子乙速度最大 解析：選CDE.從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙＝2∶1，得頻率之比f甲∶f乙＝1∶2，D選項正確；彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說明兩彈簧振子不同，A錯誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子所受回復(fù)力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，所以B錯誤；由簡諧運動的特點可知，在

12、振子到達(dá)平衡位置時位移為零，速度最大；在振子到達(dá)最大位移處時，速度為零，從圖象中可以看出，在振子甲到達(dá)最大位移處時，振子乙恰好到達(dá)平衡位置，所以C正確，同理E也正確． 二、非選擇題 9．有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實驗室，各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長l的關(guān)系”，他們通過校園網(wǎng)交換實驗數(shù)據(jù)，并由計算機繪制了T2－l圖象，如圖甲所示，去北大的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是________(選填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計算機繪制了a、b兩個擺球的振動圖象(如圖乙所示)，由圖可知，兩單擺擺長之比＝________．在t＝1

13、s時，b球振動的方向是__________． 解析：由單擺的周期公式T＝2π 得：T2＝l，即圖象的斜率k＝，重力加速度越大，斜率越小，我們知道北京的重力加速度比南京的大，所以去北大的同學(xué)所測實驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是B；從題圖乙可以得出Tb＝1.5Ta，由T＝2π 知，兩單擺擺長之比＝；從題圖乙可以看出，t＝1 s時b球正在向負(fù)最大位移處運動，所以b球的振動方向沿y軸負(fù)方向． 答案：B　　沿y軸負(fù)方向 10．如圖所示為一彈簧振子的振動圖象，試完成以下問題： (1)寫出該振子簡諧運動的表達(dá)式； (2)在第2 s末到第3 s末這段時間內(nèi)，彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣

14、變化的？ (3)該振子在前100 s的總位移是多少？路程是多少？ 解析：(1)由振動圖象可得A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0 則ω＝＝ rad/s 故該振子簡諧運動的表達(dá)式為x＝5sin t cm. (2)由題圖可知，在t＝2 s時，振子恰好通過平衡位置，此時加速度為零，隨著時間的延續(xù)，位移不斷變大，加速度也變大，速度不斷變小，動能不斷減小，彈性勢能逐漸增大，當(dāng)t＝3 s時，加速度達(dá)到最大值，速度等于零，動能等于零，彈性勢能達(dá)到最大值． (3)振子經(jīng)過一個周期位移為零，路程為4×5 cm＝20 cm，前100 s剛好經(jīng)過了25個周期，所以前100 s振子的位移x＝0，振子的路程s＝25×20 cm＝500 cm＝5 m. 答案：見解析