2020年高考物理復(fù)習(xí) 知能演練提升 第十二章 第一講 每課一測(cè)

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1、[每課一測(cè)] 1．一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像如圖1所示，質(zhì)點(diǎn)的速度與加速度方向相同的時(shí)間段是(　　) A．0～0.3 s　　　 B．0.3～0.6 s C．0.6～0.9 s D．0.9～1.2 s 圖 1 解析：質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度方向與回復(fù)力方向相同，與位移方向相反，總是指向平衡位置；位移增加時(shí)速度與位移方向相同，位移減小時(shí)速度與位移方向相反。 答案：BD 2．下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(　　) 驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動(dòng)振幅/cm 10.2

2、 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A．f固＝60 Hz　　　 　 　 B．60 Hz＜f固＜70 Hz C．50 Hz＜f固＜60 Hz D．以上三個(gè)都不對(duì) 解析：從如圖所示的共振曲線，可判斷出f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動(dòng)的振幅越?。籪驅(qū)與f固越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大。并從中看出f驅(qū)越接近f固，振幅的變化越慢。比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在50 Hz～60 Hz范圍內(nèi)時(shí)，振幅變化最小，因此，50 Hz＜f固＜60 Hz，即C正確。 答案：C 3.有一個(gè)在y方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其振動(dòng)圖像如圖2所示。下列關(guān)于圖3中(1)～(4)的判斷正確的是(選項(xiàng)中

3、v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復(fù)力和加速度)(　　) 圖 2 圖 3 A．圖(1)可作為該物體的速度—時(shí)間圖像 B．圖(2)可作為該物體的回復(fù)力—時(shí)間圖像 C．圖(3)可作為該物體的回復(fù)力—時(shí)間圖像 D．圖(4)可作為該物體的回復(fù)加速度—時(shí)間圖像 解析：因?yàn)镕＝－kx，a＝－，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)。 答案：C 4．(2020·上海高考)兩個(gè)相同的單擺靜止于平衡位置，使擺球分別以水平初速v1、v2(v1>v2)在豎直平面內(nèi)做小角度擺動(dòng)，它們的頻率與振幅分別為f1、f2和A1、A2，則(　　) A．f1>f

4、2，A1＝A2 B．f1A2 D．f1＝f2，A1

5、2π 　　　　　 B．2π C．2π( ＋) D．π( ＋) 解析：根據(jù)T＝2π ，該單擺有周期擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，周期擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，故T＝π ＋π ，故D正確。 答案：D 6．圖5甲是利用沙擺演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像的裝置。當(dāng)盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí)，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的沙在板上顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。已知木板被水平拉動(dòng)的速度為0.20 m/s，圖乙所示的一段木板的長(zhǎng)度為0.60 m，則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的擺長(zhǎng)大約為(g＝π2 m/s2)(　　) 圖 5 A．0.56 m B．0.65 m C．1.00 m D．2.25 m

6、 解析：木板勻速運(yùn)動(dòng)的位移L＝0.60 m，所需時(shí)間t＝＝3 s，則沙擺振動(dòng)周期T＝＝1.5 s，由單擺的周期公式T＝2π 知沙擺的擺長(zhǎng)l＝＝0.56 m。故選A。 答案：A 7.一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，它所受的回復(fù)力F隨時(shí)間t變化的圖像為正弦曲線，如圖6所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在t從0到2 s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子做加速運(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t2＝5 s和t3＝7 s時(shí)，彈簧振子的位移大小相等，方向相同 圖 6 D．在t從0到4 s時(shí)間內(nèi)，t＝2 s時(shí)刻彈簧振子所受回復(fù)力做功的功率最大 解析：在t從0到2 s時(shí)間

7、內(nèi)，彈簧振子所受的回復(fù)力增大，說(shuō)明位移在增大，振子做減速運(yùn)動(dòng)，A說(shuō)法錯(cuò)誤；從圖中可以看出，在t1＝3 s和t2＝5 s時(shí)，振子所受的回復(fù)力大小相等，可知振子的速度大小相等，在這段時(shí)間內(nèi)振子是從負(fù)向最大位移向正向最大位移運(yùn)動(dòng)，速度方向相同，B說(shuō)法錯(cuò)誤；從圖中可以看出，在t2＝5 s和t3＝7 s時(shí)，回復(fù)力大小相等，方向相同，則有彈簧振子的位移大小相等，方向相同，C說(shuō)法正確；從圖中可以看出，t＝2 s時(shí)刻彈簧振子所受的回復(fù)力最大，振子的速度為零，則回復(fù)力做功的功率為零，D說(shuō)法錯(cuò)誤。 答案：C 8．如圖7是一個(gè)單擺的共振曲線，此單擺的固有周期T是________ s，若將此單擺的擺長(zhǎng)增大，共振曲

8、線的最大值將________ (填“向左”或“向右”)移動(dòng)。 圖 7 解析：當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率和單擺的固有頻率接近或相等時(shí)單擺的振幅最大。由單擺的共振曲線可知，單擺的固有頻率是0.4 Hz，則單擺的固有周期是2.5 s，單擺的擺長(zhǎng)增大時(shí)，單擺的固有頻率減小，共振時(shí)則驅(qū)動(dòng)力的頻率也變小，故共振曲線的最大值將向左移動(dòng)。 答案：2.5　向左 9．一個(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)，如圖8甲所示，它的振動(dòng)圖像如圖乙所示，設(shè)向右為正方向，則 圖 8 (1)OB＝________cm； (2)第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)的速度方向是________，加速度大小為_(kāi)_______； (3

9、)第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)的加速度方向是________； (4)第0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)位置在________點(diǎn)與________點(diǎn)之間； (5)質(zhì)點(diǎn)從O經(jīng)B運(yùn)動(dòng)到A所需時(shí)間t＝________s； (6)在4 s內(nèi)完成________次全振動(dòng)。 解析：(1)OB＝5 cm (2)在第0.2 s末質(zhì)點(diǎn)沿－x方向運(yùn)動(dòng)，即向左，此時(shí)正處在平衡位置，加速度大小為0。 (3)第0.4 s末質(zhì)點(diǎn)處在負(fù)最大位移處，加速度方向沿＋x方向，即向右。 (4)第0.7 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)正處于由平衡位置向正向最大位移運(yùn)動(dòng)，即在O點(diǎn)與B點(diǎn)之間。 (5)由圖像知，由O到B需0.2 s，由對(duì)稱性可知總時(shí)間t＝0.6 s

10、。 (6)頻率f＝＝1.25 Hz。 4 s內(nèi)成全振動(dòng)n＝1.25×4＝5 次。 答案：(1)5　(2)向左　0　(3)向右　(4)O　B　(5)0.6　(6)5 10．(2020·盤綿模擬)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移和時(shí)間關(guān)系如圖9所示。 (1)求t＝0.25×10－2 s時(shí)的位移； (2)在t＝1.5×10－2 s到2×10－2 s的振動(dòng)過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、速度、動(dòng)能、勢(shì)能如何變化？ (3)在t＝0至8.5×10－2 s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的路程、位移各多大？ 圖 9 解析：(1)由題圖可知A＝2 cm，T＝2×10－2 s， 振動(dòng)方程為x＝Asin(ωt－)＝

11、－Acosωt ＝－2cost cm＝－2cos(100πt) cm 當(dāng)t＝0.25×10－2 s時(shí) x＝－2cos cm＝－ cm。 (2)由圖可知在1.5×10－2s～2×10－2s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移變大，回復(fù)力變大，速度變小，動(dòng)能變小，勢(shì)能變大。 (3)從t＝0至8.5×10－2 s的時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程為 s＝17A＝34 cm，位移為2 cm。 答案：(1)－ cm　(2)位移變大，回復(fù)力變大，速度變小，動(dòng)能變小，勢(shì)能變大　(3)34 cm　2 cm 11.有一彈簧振子在水平方向上的BC之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，已知BC間的距離為20 cm，振子在2 s內(nèi)完成了10次全振動(dòng)。若從某時(shí)刻

12、振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)(t＝0)，經(jīng)過(guò)周期振子有正向最大加速度。 (1)求振子的振幅和周期； 圖 10 (2)在圖10中做出該振子的位移—時(shí)間圖像； (3)寫出該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式。 解析：(1)由題設(shè)所給的已知條件可知，彈簧振子的振幅為10 cm，周期T＝＝0.2 s，則ω＝＝10π rad/s； (2)由振子從平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)振子具有正向最大加速度可知，時(shí)，振子在負(fù)的最大位移處，即t＝時(shí)，x＝－10 cm，則其位移—時(shí)間圖像為： (3)由公式x＝Asin(ωt＋φ0)得φ0＝π，所以簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)表達(dá)式為x＝0.1sin(10πt＋π)m(或x＝－0.

13、1sin10πt m)。 答案：(1)10 cm　0.2 s　(2)見(jiàn)解析圖 (3)x＝0.1sin(10πt＋π)m(或x＝－0.1sin 10πt m) 12．將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力。圖11甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C點(diǎn)之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，∠AOB＝∠COB＝α，α小于5°且是未知量。圖乙表示由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線，且圖中t＝0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息求：(g取10 m/s2) 圖11 (1)單擺的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng)； (2)擺球的質(zhì)量； (3)擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度。 解析：(1)由圖可知T＝0.4π s，由T＝2π 得l＝＝0.4 m (2)在B點(diǎn)拉力的最大值為Fmax＝0.510 N，F(xiàn)max－mg＝；在A、C兩點(diǎn)Fmin＝0.495 N，F(xiàn)min＝mgcos α，由A到B的過(guò)程中機(jī)械能守恒，即mgl(1－cos α)＝mv2 解得m＝0.05 kg (3)由Fmax－mg＝，解得vmax＝0.283 m/s 答案：(1)0.4πs　0.4 m　(2)0.05 kg　(3)0.283 m/s