2014高考物理復(fù)習(xí)大一輪題庫(kù)-12.1機(jī)械振動(dòng)(精)

1、12.1 機(jī)械振動(dòng)1 某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為A .第 1 s 末與第 3s 末的位移相同B .第 1 s 末與第 3s 末的速度相同C.第 3 s 末至第 5 s 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n解析 根據(jù)x= Asin4t,可求得該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為圖像的斜率為正表示速度為正,反之為負(fù)，由圖可以看出第1 s 末和第 3 s 末的位移相同,反，但兩點(diǎn)的斜率均為負(fù)，故速度方向相同，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤、D 正確.答案 AD2 一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖12- 1- 1 所示，下列說(shuō)法正確的是（）.A .質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是 4 HzB 在 10 s 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)

2、過(guò)的路程是 20 cmC .第 4s 末質(zhì)點(diǎn)的速度為零D .在 t = 1 s 和 t= 3 s 兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同解析振動(dòng)圖像表示質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻相對(duì)平衡位置的位移，由圖像可看出，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的1555但斜率一正一負(fù)，故速度方向相反,A 正確、 B 錯(cuò)誤；第 3s 末和第 5s 末的位移方向相nx= Asi n4t，則質(zhì)點(diǎn)T= 8 s,則該質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)圖像如圖所示,圖 12- 1 1周期 T= 4 s,其頻率 f=T= 0.25 Hz ； 10 s 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了 2丁，其運(yùn)動(dòng)路程為 s= 2X4A= 2x4x2 cm= 20 cm；第 4 s 末質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，其速度最大； t = 1

3、 s 和 t = 3 s 兩時(shí)刻，由 圖像可看出，位移大小相等，方向相反.由以上分析可知，B 選項(xiàng)正確.答案 B4 km/s 和 9 km/s種簡(jiǎn)易地震儀由豎直彈簧振子P 和水平彈簧振子 H 組成(如圖 12- 1 2 所示).在一次地震中，震源在地震儀 下方，觀察到兩振子相差5s 開(kāi)始振動(dòng)，則().A . P 先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmB . P 先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約25 kmC. H 先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約36 kmD . H 先開(kāi)始振動(dòng)，震源距地震儀約25 km解析 縱波傳播速率較大，因此P先振動(dòng)，s= 9t= 4(t + 5), t=4s, s=36km.答案 A4

4、.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/Hz304050607080受迫振動(dòng)振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A . f固=60 HzB. 60 Hzf固70 HzC. 50 Hzf固60 HzD.以上三項(xiàng)都不對(duì)解析 從圖所示的共振曲線，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)知在f驅(qū)在 50 Hz60 Hz 范圍內(nèi)時(shí)，振幅變化最小，因此，50 Hzf固60Hz，即 C 選項(xiàng)正確.答案 C5.如圖 12

5、1 3 所示，兩根完全相同的彈簧和一根張緊的細(xì)線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上，已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量.當(dāng)細(xì)線突然斷開(kāi)后， 兩物塊都開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中3.某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為圖 12 1 2圖 12- 1 3A .甲的振幅大于乙的振幅B 甲的振幅小于乙的振幅C .甲的最大速度小于乙的最大速度D 甲的最大速度大于乙的最大速度解析 由題意知，在細(xì)線未斷之前兩個(gè)彈簧所受到的彈力是相等的，所以當(dāng)細(xì)線斷開(kāi)后,甲、乙兩個(gè)物塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振幅是相等的，A、B 錯(cuò)；兩物塊在平衡位置時(shí)的速度最大，此時(shí)的動(dòng)能等于彈簧剛釋放時(shí)的彈性勢(shì)能，所以甲、乙兩個(gè)物塊的最大動(dòng)能是相等的，而

6、質(zhì)量大的速度小，所以C 正確，D 錯(cuò)誤.答案 C6.列波長(zhǎng)大于 1 m 的橫波沿著 x 軸正方向傳播，處在 xi= 1 m 和 X2= 2 m 的兩質(zhì)點(diǎn) A、B 的振動(dòng)圖象如圖1214 5 6 7 8 9 1011所示.由此可知（）.4A .波長(zhǎng)為 3 mB .波速為 1 m/sC.3s 末 A、B 兩質(zhì)點(diǎn)的位移相同D.1s 末 A 點(diǎn)的振動(dòng)速度大于 B 點(diǎn)的振動(dòng)速度解析Ax = X2 X1= 1 m，由于波沿 x 軸正方向傳播，所以 A 先振動(dòng)，又由于波長(zhǎng)大于 1 m,334AX 1所以A=3s= 4T,所以Ax= 4 入 心 3 m, A 正確，波速 v=A= 3 m/s, B 錯(cuò)誤；由振

7、動(dòng)圖象可知，在 3 s 末，A、B 兩質(zhì)點(diǎn)的位移不相同，C 錯(cuò)誤；1 s 末 A 點(diǎn)速度為零，B 點(diǎn)速度最大，D 錯(cuò)誤.答案 A7._彈簧振子以 0 點(diǎn)為平衡位置在 B、C 兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B、C 相距 20 cm某時(shí)刻振子 處于 B 點(diǎn)，經(jīng)過(guò) 0.5 s,振子首次到達(dá) C 點(diǎn)，則該振動(dòng)的周期和頻率分別為 _、_;振子在 5 s 內(nèi)通過(guò)的路程及 5 s 末的位移大小分別為 _ 、_ .解析 設(shè)振幅為 A，由題意 BC= 2A= 20 cm,所以 A = 10 cm,振子從 B 到 C 所用時(shí)間1t= 0.5 s,為周期 T 的一半，所以 T = 1.0 s, f =亍=1.0 Hz；振子在

8、一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程t為 4A,故在 t = 5 s= 5T 內(nèi)通過(guò)的路程 s=X4A = 200 cm ； 5 s 內(nèi)振子振動(dòng)了 5 個(gè)周期，5 s 末振子仍處在 B 點(diǎn)，所以它偏離平衡位置的位移大小為10 cm.答案 1.0 s 1.0 Hz 200 cm 10 cm8.有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實(shí)驗(yàn)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(zhǎng) I 的關(guān)系”，他們通過(guò)校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)繪制了 T2 l 圖像，如圖 12 1 5 甲所示.去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng) 的圖線是 _ （填 A”或 B”）.另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計(jì)

9、算機(jī)繪制了a、bla兩個(gè)擺球的振動(dòng)圖像（如圖 12 1 5 乙），由圖可知，兩單擺擺長(zhǎng)之比 兀=_ .在 t=1 s 時(shí)，b 球振動(dòng)的方向是_ .大，斜率越小，我們知道北京的重力加速度比南京的大,果對(duì)應(yīng)的圖線是 B;從題圖乙可以得出：Tb= 1.5Ta,由單擺的周期公式得:/jbla4Tb= 2n.：g,聯(lián)立解得：|b= 9；從題圖乙可以看出，t= 1 s 時(shí) b 球正在向負(fù)最大位移運(yùn)動(dòng)，所以 b 球的振動(dòng)方向沿 y 軸負(fù)方向.解析 由單擺的周期公式 T=24 n即圖像的斜率 k= g，重力加速度越i所以去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)4答案 B9沿 y 軸負(fù)方向9.某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀?/p>

10、度的實(shí)驗(yàn)中;用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖12 -1-6 所示，則該擺球的直徑為_(kāi)cm.圖 12- 1-6(2)_小組成員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有如下說(shuō)法，其中正確的是 _ .(填選項(xiàng)前的字母)A 把單擺從平衡位置拉開(kāi)30。的擺角，并在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)tB 測(cè)量擺球通過(guò)最低點(diǎn)100 次的時(shí)間 t，則單擺周期為 而C 用懸線的長(zhǎng)度加擺球的直徑作為擺長(zhǎng)，代入單擺周期公式計(jì)算得到的重力加速度值偏大D 選擇密度較小的擺球，測(cè)得的重力加速度值誤差較小解析 游標(biāo)卡尺讀數(shù)為 0.9 cm + 5X0.1 mm = 0.95 cm.(2)單擺符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是最大偏角不超過(guò)10 并從平衡位置計(jì)時(shí)，故A

11、錯(cuò)誤；若tt第一次過(guò)平衡位置計(jì)為0”則周期 T= 50,若第一次過(guò)平衡位置計(jì)為1 ”則周期 T= 49.5,Ill Jll 1 JI 1LH山1門(mén)Lilli 11n il3f4g =，其中 L 為擺長(zhǎng)，即懸線長(zhǎng)加擺球半徑,若為懸線長(zhǎng)0 1 2cmB 錯(cuò)誤；由 T= 2n加擺球直徑，由公式知 g 偏大，故 C 正確；為了能將擺球視為質(zhì)點(diǎn)和減少空氣阻力引起的相對(duì)誤差，應(yīng)選密度較大體積較小的擺球，故D 錯(cuò)誤.答案 (1)0.97(0.96、0.98 均可)(2)C10.在 t= 0 時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn) A 開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖12- 1 - 7所示質(zhì)點(diǎn) A 振動(dòng)的周期是 _s； t = 8 s 時(shí)

12、，質(zhì)點(diǎn) A 的運(yùn)動(dòng)沿y 軸的_方向(填“正”或“負(fù)”)；質(zhì)點(diǎn) B 在波的傳播方向上與 A 相距 16 m，已知波的傳播速度為 2 m/s，在解析 由圖象可知，T= 4 s, t = 8 s 時(shí)與 t= 0 時(shí)質(zhì)點(diǎn) A 的運(yùn)動(dòng)情況相圖121-7同，沿 y 軸的正方向運(yùn)動(dòng)在 t = 1 s 時(shí)質(zhì)點(diǎn) A 處于波峰，經(jīng)過(guò) 8 s 波峰向前傳播的距離 L = vt= 2X8 m = 16 m，即在 t = 9 s 時(shí)波峰恰好傳到質(zhì)點(diǎn) B 處，故其位移是 10 cm.答案 4 正 1011.一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移和時(shí)間關(guān)系如圖12- 1-8 所示.-2(1) 求 t = 0.25X10 s 時(shí)的位移；2

13、2(2) 在 t = 1.5X10 s 到 2X10 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？-2在 t = 0 至8.5X10s 時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的路程、位移各多大？解析(1)由圖可知 A= 2 cm, T = 2X10-2s,振動(dòng)方程為(nx = Asin 呼2 丿=Acosw t 2cos=2cos(102n) cmn當(dāng) t = 0.25X102s 時(shí) x= 2cos 4 cm = 2 cm.2 2(2)由圖可知在 1.5X10s2X10s 內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的位移變大，回復(fù)力變大，速度變小,能變小，勢(shì)能變大.2從 t = 0 至8.5X10-s 的時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程為s= 17

14、A = 34 cm，位移為 2 cm.答案(1) 2 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 cm12.(1)將一個(gè)電動(dòng)傳感器接到計(jì)算機(jī)上，就可以測(cè)量快速變 化的力，用這種方法測(cè)得的某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線上拉力的大 小隨時(shí)間變化的曲線如圖12 1 9 所示某同學(xué)由此圖像提供的信息作出的下列判斷中，正確的是 _ .A . t = 0.2 s 時(shí)擺球正經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B . t= 1.1 s 時(shí)擺球正經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C .擺球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能減小D .擺球擺動(dòng)的周期是 T = 1.4 s(2)如圖 12 1 10 所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、 乙的振動(dòng)圖像，下列說(shuō)法中正確的

15、是 _ .A 甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等2n2X10-21cmB 甲擺的振幅比乙擺大C 甲擺的機(jī)械能比乙擺大圖 12 1 10D .在 t= 0.5 s 時(shí)有正向最大加速度的是乙擺解析 懸線拉力在經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)最大，t= 0.2 s 時(shí)，F(xiàn) 有正向最大值，故 A 選項(xiàng)正確，t= 1.1 s 時(shí)，F(xiàn) 有最小值，不在最低點(diǎn)，周期應(yīng)為T(mén) = 1.0 s,因振幅減小，故機(jī)械能減小,C 選項(xiàng)正確.(2)振幅可從題圖上看出甲擺振幅大，故B 對(duì).且兩擺周期相等，則擺長(zhǎng)相等，因質(zhì)量關(guān)系不明確，無(wú)法比較機(jī)械能.t = 0.5 s 時(shí)乙擺球在負(fù)的最大位移處，故有正向最大加速度,所以正確答案為 A、B、D.答案(1)AC

16、 (2)ABD13.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖線可用下述方法畫(huà)出：如圖12- 1- 11(1)所示，在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆 P,讓一條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng)，筆P 在紙帶上畫(huà)出的就是小球的振動(dòng)圖像.取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開(kāi)平衡位置的位移正方向，紙帶運(yùn)動(dòng)的距離代表時(shí)間，得到的振動(dòng)圖線如圖12- 1 11(2)所示.圖 12 1 11(1) 為什么必須勻速拖動(dòng)紙帶？(2) 剛開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，振子處在什么位置？t= 17 s 時(shí)振子相對(duì)平衡位置的位移是多少？(3) 若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為 2 cm/s，振動(dòng)圖線上 1、3 兩點(diǎn)間的距離是多少？(4) 振子在_ s 末負(fù)方向速度最大；在 _ s 末正方向加速度最大；2.5 s 時(shí)振子正在向_方向運(yùn)動(dòng).(5) 寫(xiě)出振子的振動(dòng)方程.解析(1)紙帶勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由x= vt 知，位移與時(shí)間成正比，因此在勻速條件下，可以用紙帶通過(guò)的位移表示時(shí)間.(2)由圖(2)可知 t= 0 時(shí)，振子在平衡位置左側(cè)