課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十四） 機(jī)械振動(dòng)

PAGE第4頁共4頁課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十四）機(jī)械振動(dòng)1．(2019·江蘇高考)(多選)一單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在偏角增大的過程中，擺球的()A．位移增大 B．速度增大C．回復(fù)力增大 D．機(jī)械能增大解析：選AC在單擺的偏角增大的過程中，擺球遠(yuǎn)離平衡位置，故位移增大，速度減小，回復(fù)力增大，機(jī)械能保持不變，選項(xiàng)A、C正確。2．做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺，其擺長不變，若擺球的質(zhì)量增加為原來的eq\f(9,4)倍，擺球經(jīng)過平衡位置的速度減為原來的eq\f(2,3)，則單擺振動(dòng)的()A．周期不變，振幅不變 B．周期不變，振幅變小C．周期改變，振幅不變 D．周期改變，振幅變大解析：選B由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，當(dāng)擺長l不變時(shí)，周期不變，故C、D錯(cuò)誤；由機(jī)械能守恒定律可知eq\f(1,2)mv2＝mgh，其擺動(dòng)的高度與質(zhì)量無關(guān)，因擺球經(jīng)過平衡位置的速度減小，則最大高度減小，故振幅變小，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤。3．(2021·莆田質(zhì)檢)(多選)下列關(guān)于機(jī)械振動(dòng)的有關(guān)說法正確的是()A．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是按效果命名的力B．振動(dòng)圖像描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡C．受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率D．當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于受迫振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，振幅最大解析：選ACD做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體所受到的回復(fù)力是按力的作用效果命名的，故選項(xiàng)A正確；振動(dòng)圖像描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移，而不是其實(shí)際的運(yùn)動(dòng)軌跡，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；物體在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與固有頻率無關(guān)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于受迫振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，發(fā)生共振，振幅達(dá)到最大，故選項(xiàng)C、D正確。4．(2020·北京海淀區(qū)模擬)如圖甲所示，彈簧振子在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。以其平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)、豎直向上為正方向建立坐標(biāo)軸，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是()A．振子的振幅為4cmB．振子的振動(dòng)周期為1sC．t＝1s時(shí)，振子的速度為正的最大值D．t＝1s時(shí)，振子的加速度為正的最大值解析：選C由振動(dòng)圖像可知，該彈簧振子的振幅為2cm，周期為2s，t＝1s時(shí)，振子正經(jīng)過平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，速度為正的最大值，加速度為零，故C正確。5．(2021·浙江1月選考)(多選)為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術(shù)人員利用松果的慣性發(fā)明了用打擊桿、振動(dòng)器使松果落下的兩種裝置，如圖甲、乙所示。則()A．針對(duì)不同樹木，落果效果最好的振動(dòng)頻率可能不同B．隨著振動(dòng)器頻率的增加，樹干振動(dòng)的幅度一定增大C．打擊桿對(duì)不同粗細(xì)樹干打擊結(jié)束后，樹干的振動(dòng)頻率相同D．穩(wěn)定后，不同粗細(xì)樹干的振動(dòng)頻率始終與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同解析：選AD不同樹木的固有頻率不同，因此針對(duì)不同樹木，要使之發(fā)生共振需要的振動(dòng)頻率不同，選項(xiàng)A正確；根據(jù)共振曲線，小于固有頻率時(shí)，逐漸增加驅(qū)動(dòng)力頻率，振動(dòng)的幅度會(huì)增大，而在大于固有頻率時(shí)增加驅(qū)動(dòng)力頻率，振動(dòng)的幅度會(huì)減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；穩(wěn)定后，不同粗細(xì)的樹干的振動(dòng)為受迫振動(dòng)，因此與振動(dòng)器的振動(dòng)頻率相同，選項(xiàng)D正確；打擊桿打擊樹干后，樹干做阻尼振動(dòng)，阻尼振動(dòng)頻率取決于固有頻率，粗細(xì)不同的樹干固有振動(dòng)頻率不同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。6．(多選)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O為平衡位置，當(dāng)它經(jīng)過點(diǎn)O時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過0.3s，第一次到達(dá)點(diǎn)M，再經(jīng)過0.2s第二次到達(dá)點(diǎn)M，則彈簧振子的周期不可能為()A．0.53sB．1.4sC．1.6sD．2s解析：選BD如圖甲所示，設(shè)O為平衡位置，OB(OC)代表振幅，振子從O→C所需時(shí)間為eq\f(T,4)。因?yàn)楹?jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)具有對(duì)稱性，所以振子從M→C所用時(shí)間和從C→M所用時(shí)間相等，故eq\f(T,4)＝0.3s＋eq\f(0.2,2)s＝0.4s，解得T＝1.6s；如圖乙所示，若振子一開始從平衡位置向點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)，設(shè)點(diǎn)M′與點(diǎn)M關(guān)于點(diǎn)O對(duì)稱，則振子從點(diǎn)M′經(jīng)過點(diǎn)B到點(diǎn)M′所用的時(shí)間與振子從點(diǎn)M經(jīng)過點(diǎn)C到點(diǎn)M所用時(shí)間相等，即0.2s。振子從點(diǎn)O到點(diǎn)M′、從點(diǎn)M′到點(diǎn)O及從點(diǎn)O到點(diǎn)M所需時(shí)間相等，為eq\f(0.3s－0.2s,3)＝eq\f(1,30)s，故周期為T＝0.5s＋eq\f(1,30)s≈0.53s，所以周期不可能的為選項(xiàng)B、D。7.(多選)將一單擺向右拉至水平標(biāo)志線上，從靜止釋放，當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向左擺動(dòng)，用頻閃照相機(jī)拍到如圖所示的單擺運(yùn)動(dòng)過程的頻閃照片，擺球從最高點(diǎn)M擺至左邊最高點(diǎn)N時(shí)，以下說法正確的是()A．?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長之比為4∶1B．?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長之比為2∶1C．?dāng)[線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，線速度不變，半徑減小，擺線張力變大D．?dāng)[線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，角速度不變，半徑減小，擺線張力變大解析：選AC頻閃照片拍攝的時(shí)間間隔一定，由題圖可知，擺線與障礙物碰撞前后的周期之比為2∶1，根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得，擺長之比為4∶1，故A正確，B錯(cuò)誤；擺線經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，線速度不變，半徑變小，根據(jù)F－mg＝meq\f(v2,r)知，張力變大，根據(jù)v＝rω，可知角速度增大，故C正確，D錯(cuò)誤。8.如圖所示，物體A和B用輕繩相連，掛在輕彈簧下靜止不動(dòng)，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M，彈簧的勁度系數(shù)為k。當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后，物體A將在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則A振動(dòng)的振幅為()A.eq\f(Mg,k) B.eq\f(mg,k)C.eq\f(M＋mg,k) D.eq\f(M＋mg,2k)解析：選A在物體A振動(dòng)的平衡位置處，彈簧彈力和A物體重力相等。物體B將A拉至平衡位置以下最大位移Δx＝eq\f(Mg,k)處，故物體A振動(dòng)的振幅為eq\f(Mg,k)，A正確。9．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·福建卷)(多選)如圖(a)，輕質(zhì)彈簧下端固定在水平地面上，上端連接一輕質(zhì)薄板。一物塊從其正上方某處由靜止下落，落至薄板上后和薄板始終粘連。物塊從開始下落到最低點(diǎn)的過程中，位移—時(shí)間(x-t)圖像如圖(b)所示，其中t1為物塊剛接觸薄板的時(shí)刻，t2為物塊運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的時(shí)刻。彈簧形變?cè)趶椥韵薅葍?nèi)，空氣阻力不計(jì)。則()A．t2時(shí)刻物塊的加速度大小比重力加速度小B．t1～eq\f(t1＋t2,2)時(shí)間內(nèi)，有一時(shí)刻物塊所受合外力的功率為零C．t1～t2時(shí)間內(nèi)，物塊所受合外力沖量的方向先豎直向下后豎直向上D．圖(b)中OA段曲線為拋物線的一部分，AB段曲線為正弦曲線的一部分解析：選BCD若物塊從彈簧上端輕質(zhì)薄板處由靜止下落，由振動(dòng)的對(duì)稱性可知，物塊在最低點(diǎn)的加速度大小與釋放處的加速度大小相等，大小均等于g，在eq\f(t1＋t2,2)時(shí)刻物塊速度最大，合外力的功率為零，現(xiàn)在物塊從輕質(zhì)薄板正上方某高度下落，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的位置比上述位置低，加速度大小一定大于重力加速度大小，合外力為零的時(shí)刻一定在t1～eq\f(t1＋t2,2)之間，故A錯(cuò)誤，B正確；t1～t2時(shí)間內(nèi)，物塊先加速后減速，合外力沖量方向一定先豎直向下，后豎直向上，C正確；物塊在O～t1時(shí)間內(nèi)自由下落，其x-t圖線為拋物線的一部分，t1～t2時(shí)間內(nèi)物塊沿豎直方向向下振動(dòng)，其x-t圖線應(yīng)為正弦曲線的一部分，D正確。10．(2020·全國卷Ⅱ)用一個(gè)擺長為80.0cm的單擺做實(shí)驗(yàn)，要求擺動(dòng)的最大角度小于5°，則開始時(shí)將擺球拉離平衡位置的距離應(yīng)不超過__________cm(保留1位小數(shù))。(提示：?jiǎn)螖[被拉開小角度的情況下，所求的距離約等于擺球沿圓弧移動(dòng)的路程。)某同學(xué)想設(shè)計(jì)一個(gè)新單擺，要求新單擺擺動(dòng)10個(gè)周期的時(shí)間與原單擺擺動(dòng)11個(gè)周期的時(shí)間相等。新單擺的擺長應(yīng)該取為________cm。解析：由弧長公式可知l＝θR，又結(jié)合題意所求的距離近似等于弧長，則d＝eq\f(5°,360°)×2π×80.0cm＝6.98cm，結(jié)合題中保留