2021物理魯科版新課程一輪復(fù)習(xí)核心素養(yǎng)測評 三十六 機(jī) 械 振 動

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2021高考物理魯科版新課程一輪復(fù)習(xí)核心素養(yǎng)測評三十六機(jī)械振動溫馨提示:此套題為Word版，請按住Ctrl，滑動鼠標(biāo)滾軸,調(diào)節(jié)合適的觀看比例,答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊.核心素養(yǎng)測評三十六機(jī)械振動(45分鐘100分）一、選擇題(本題共9小題，每小題6分,共54分，1～6題為單選題,7～9題為多選題)1.如圖所示，輕彈簧下端掛一個質(zhì)量為M的重物，平衡后靜止在原點O?，F(xiàn)令其在O點上下做簡諧運動,下列四幅圖象能正確反映重物的加速度a隨位移x變化關(guān)系的是(沿x軸正方向的加速度為正） (）【解析】選B。做簡諧運動的物體在運動方向上的合力就是回復(fù)力,回復(fù)力與位移成正比且方向相反。所以選項B正確,A、C、D錯誤。2。(2020·濱州模擬)如圖所示,裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面。將試管豎直提起少許,然后由靜止釋放并開始計時,在一定時間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運動。若取豎直向上為正方向，則以下描述試管振動的圖象中可能正確的是()【解析】選D.將試管豎直提起少許,由靜止釋放，并取向上為正方向,所以計時時刻，試管的位移為正的最大，D正確。3。（2017·北京高考)某彈簧振子沿x軸的簡諧振動圖象如圖所示,下列描述正確的是 (）A。t=1s時，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值B。t=2s時,振子的速度為負(fù),加速度為正的最大值C.t=3s時，振子的速度為負(fù)的最大值,加速度為零D。t=4s時,振子的速度為正,加速度為負(fù)的最大值【解析】選A。簡諧運動中,質(zhì)點在平衡位置處的振動速度最大，加速度為零,質(zhì)點在偏離平衡位置位移最大處的速度為零，加速度最大，且加速度方向始終指向平衡位置，A選項正確，B、C、D選項錯誤。4。一個質(zhì)點在平衡位置O點附近做簡諧運動,若從O點開始計時，經(jīng)過3s質(zhì)點第一次經(jīng)過M點，如圖所示;再繼續(xù)運動,又經(jīng)過4s第二次經(jīng)過M點；則再經(jīng)過多長時間第三次經(jīng)過M點 (）A。7s B.14sC.16s D.103【解析】選C.假設(shè)質(zhì)點開始運動的方向先向左，再向M點運動,運動路線如圖甲所示。由于從O點到質(zhì)點第一次經(jīng)過M點的時間是3s，小于質(zhì)點第二次經(jīng)過M點的時間4s，根據(jù)質(zhì)點的運動路線來看是不可能的,所以質(zhì)點開始運動的方向應(yīng)向右。如圖乙，振動的周期為T=4×3s+12×4s=20s,質(zhì)點第三次經(jīng)過M點需要經(jīng)過的時間為t=T—4s=16s,故C項正確，A、B5.一個單擺做受迫振動，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系）如圖所示，則 (）A.此單擺的固有周期約為0.5sB.此單擺的擺長約為1C。若擺長增大,單擺的固有頻率增大D.若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動【解析】選B。由共振曲線知此單擺的固有頻率為0.5Hz,其固有周期為2s,T=2πLg得單擺的擺長約為1m,若擺長增大，則單擺的固有周期增大，固有頻率減小，共振曲線的峰值左移，6。（2019·濰坊模擬）如圖所示為同一地點的兩個單擺甲、乙的振動圖象,下列說法不正確的是（)A。甲、乙兩單擺的擺長相等B.甲擺的振幅比乙擺的大C.甲擺的機(jī)械能比乙擺的大D。在t=0.5s時有正向最大加速度的是乙擺【解析】選C。由題圖可知,兩單擺的周期相同,同一地點重力加速度g相同，由單擺的周期公式T=2πl(wèi)g可知，甲、乙兩單擺的擺長相等，選項A正確;甲擺的振幅為10cm，乙擺的振幅為7cm，則甲擺的振幅比乙擺大，選項B正確；盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長相等,但由于兩擺的質(zhì)量未知，故無法比較機(jī)械能的大小,選項C錯誤；在t=0.5s時，甲擺經(jīng)過平衡位置,擺動的加速度為零,而乙擺的位移為負(fù)的最大，則乙擺具有正向最大加速度，7。關(guān)于振動的周期下列說法正確的是 （)A。在同一地點，單擺做簡諧振動的周期的平方與其擺長成正比B。在同一地點,當(dāng)擺長不變時,擺球質(zhì)量越大，單擺做簡諧振動的周期越小C.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時,系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率D。已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期,就可知振子在任意時刻運動速度的方向【解析】選A、C。在同一地點,重力加速度g為定值,根據(jù)單擺周期公式T=2πl(wèi)g可知，單擺做簡諧振動的周期的平方與其擺長成正比,故選項A正確；根據(jù)單擺周期公式T=2πl(wèi)g可知，單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān),故選項B錯誤;當(dāng)系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時,系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率，故選項C正確;已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期，還要知道起振方向,才能知道振子在任意時刻運動速度的方向,故選項8。(2020·濰坊模擬)某實驗小組在研究單擺時改進(jìn)了實驗方案，將一力傳感器連接到計算機(jī)上。如圖甲所示,O點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將擺球(可視為質(zhì)點)拉至A點，此時擺線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來回擺動,其中B點為運動中的最低位置，∠AOB=∠COB=α，α小于5°且是未知量。同時由計算機(jī)得到了擺線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線如圖乙所示，F(xiàn)max、Fmin、t1、t2均為已知量，t=0時刻擺球從A點開始運動,重力加速度為g。則根據(jù)題中（包括圖中)所給的信息判斷下列說法正確的是 （)A.該單擺的周期為t1B.根據(jù)題中(包括圖中)所給的信息可求出擺球的質(zhì)量C.根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息可以求出擺球在最低點B時的速度D.若增加擺球的質(zhì)量,單擺的周期變長【解析】選B、C.由乙圖可知單擺的周期T=t2,A錯誤；在B點拉力有最大值,根據(jù)牛頓第二定律Fmax-mg=mv2l；在A、C兩點拉力有最小值，F(xiàn)min=mgcosα。由A到B機(jī)械能守恒,即mgl(1-cosα)=12mv2Fmax+2Fmin3g，B正確；已知周期T，由T=2πl(wèi)g=t2得,l=t22g4π2，根據(jù)Fmax-mg=m9.一個質(zhì)點經(jīng)過平衡位置O,在A、B間做簡諧運動，如圖(a）所示，它的振動圖象如圖（b）所示，設(shè)向右為正方向，下列說法正確的是 （）世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號A.OB=5B.第0.2s末質(zhì)點的速度方向是A→OC.第0。4s末質(zhì)點的加速度方向是A→OD.第0.7s時質(zhì)點位置在O點與A點之間【解析】選A、C。OB間距離等于振幅，由圖知,OB=A=5cm,故A項正確;位移圖象切線的斜率等于速度,根據(jù)數(shù)學(xué)知識知,第0.2s末質(zhì)點的速度方向沿負(fù)向，即O→A，故B項錯誤;第0.4s末質(zhì)點的位移為負(fù),方向是O→A,由a=—kxm分析可知，加速度方向是A→O，故C項正確；第0。7s時，質(zhì)點位置在O與B兩點之間,二、實驗題(16分)10.某同學(xué)在“利用單擺測定重力加速度”的實驗中,測得擺線長為L，擺球直徑為d,然后用秒表測得n次全振動的時間為t,則:（1)重力加速度的表達(dá)式g=________。（用上述符號表示)

(2）若用最小分度為毫米的刻度尺測得擺線長為980.8mm,用20分度的游標(biāo)卡尺測得擺球直徑如圖甲，擺球的直徑為________mm。單擺在豎直面內(nèi)擺動，用秒表測出單擺做50次全振動所用的時間如圖乙,則t=__________s。求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開_______m/s2.(取π2=9。86,(3)如果他測得的g值偏小，可能的原因是________。

A。測擺線長時擺線拉得過緊B.擺球在水平面內(nèi)做圓錐擺運動C.開始計時,秒表過遲按下D.懸點未固定,振動過程中出現(xiàn)松動,擺線長度增加了【解析】（1)根據(jù)T=2πl(wèi)g擺長l=L+d2,周期T=聯(lián)立解得g=4π（2）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為18游標(biāo)讀數(shù)為0。05×8mm=則小球的直徑為18.40秒表的小盤讀數(shù)為90s，大盤讀數(shù)為10.0s，則秒表的讀數(shù)t=100。0s.則g=4π2n2(L+d2)(3）根據(jù)g=4π2lT2,測擺線長時擺線拉得過緊,擺長測量值偏大，則重力加速度測量值偏大，故A錯誤；擺球在水平面內(nèi)做圓錐擺運動,等效擺長比實際的擺長短,擺長的測量值偏大,則重力加速度的測量值偏大,故B錯誤；開始計時,秒表過遲按下,則測量的周期偏小,測量的重力加速度值偏大，故C錯誤；懸點未固定,振動過程中出現(xiàn)松動,擺線長度增加了。則測量的擺長偏短，答案:(1)4（2)18。40100。09。76（3）D11.（10分）如圖甲所示，彈簧振子以O(shè)點為平衡位置,在M、N兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x與時間t的關(guān)系圖象如圖乙所示,下列說法正確的是 （)A.t=0.8s時，振子的速度方向向右B。t=0。2s時，振子在O點右側(cè)6C.t=0。4s和t=1。2s時,振子的加速度相同D。從t=0.4s到t=0。8s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸增大【解析】選D。由圖乙知,t=0.8s時，圖象的斜率為負(fù),說明振子的速度為負(fù)，即振子的速度方向向左，故A項錯誤;在0～0。4s內(nèi),振子做變減速運動，不是勻速運動，所以t=0。2s時,振子不在O點右側(cè)6cm處，故B項錯誤；t=0.4s和t=1。2s時,振子的位移完全相反，由a=-kxm，知加速度完全相反,故C項錯誤；在t=0。4s到t=0。8s的時間內(nèi)，振子的位移減小,正向平衡位置靠近,速度逐漸增大，12.(20分)將一測力傳感器連接到計算機(jī)上就可以測量快速變化的力。圖甲表示小滑塊（可視為質(zhì)點)沿固定的光滑半球形容器內(nèi)壁在豎直平面的A、A′之間來回滑動。A、A′點與O點連線與豎直方向之間夾角相等且都為θ，均小于5°,圖乙表示滑塊對器壁的壓力F隨時間t變化的曲線,且圖中t=0為滑塊從A點開始運動的時刻。試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中）所給的信息,求：(1）容器的半徑；（2)小滑塊的質(zhì)量；（3)滑塊運動過程中的機(jī)械能.(g取10m/s【解析】（1)由圖乙得小滑塊做簡諧振動的周期T=π5由T=2πR得R=T2g(2)在最高點A有:Fmin=mgcos