2020高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十四章 振動(dòng)和波 光 相對(duì)論 基礎(chǔ)課1 機(jī)械振動(dòng)練習(xí)（含解析）新人教版

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1、基礎(chǔ)課 1 機(jī)械振動(dòng) 一、選擇題 1．(多選)關(guān)于簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．間隔一個(gè)周期的整數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻，物體的振動(dòng)情況相同 B．間隔半個(gè)周期的奇數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻，物體的速度和加速度可能同時(shí)相同 C．半個(gè)周期內(nèi)物體的動(dòng)能變化一定為零 D．一個(gè)周期內(nèi)物體的勢(shì)能變化一定為零 E．經(jīng)過(guò)一個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程變?yōu)榱? 解析：選ACD　根據(jù)周期的定義可知，物體完成一次全振動(dòng)，所有的物理量都恢復(fù)到初始狀態(tài)，故A選項(xiàng)正確；當(dāng)間隔半周期的奇數(shù)倍時(shí)，所有的矢量都變得大小相等，方向相反，且物體的速度和加速度不同時(shí)為零，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤，C、D選項(xiàng)正確；經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程為

2、4A，E選項(xiàng)錯(cuò)誤． 2．(多選)如圖所示是質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象，由此可知(　　) A．t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移、速度均為零 B．t＝1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移最大，速度為零，加速度最大 C．t＝2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，速度負(fù)向最大，加速度為零 D．t＝4 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng) E．質(zhì)點(diǎn)的周期為4 s，頻率為0.25 Hz 解析：選BCE　當(dāng)t＝0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，加速度為零，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置具有沿x軸正方向的最大速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)t＝1 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的正向位移最大，加速度負(fù)向最大，速度為零，選項(xiàng)B正確；t＝2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，加速度為零，速度最大，沿x軸負(fù)方向，選項(xiàng)C正確；t

3、＝4 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由圖象可以確定周期T＝4 s，頻率f＝＝0.25 Hz，選項(xiàng)E正確． 3．(多選)(2018屆濟(jì)寧模擬)如圖甲所示的彈簧振子(以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C間振動(dòng))，取水平向右的方向?yàn)檎褡与x開(kāi)平衡位置的位移的正方向，得到如圖乙所示的振動(dòng)曲線，由曲線所給的信息可知，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)，振子處在B位置 B．振子運(yùn)動(dòng)的周期為4 s C．t＝4 s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移為10 cm D．t＝2.5 s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移為5 cm E．如果振子的質(zhì)量為0.5 kg，彈簧的勁度系數(shù)為20 N/cm，則振子的最大加速度大小為400 m

4、/s2 解析：選ABE　由振動(dòng)圖象可知t＝0時(shí)，振子的位移為負(fù)向最大，說(shuō)明振子處于B位置，故A正確；由圖知，振子運(yùn)動(dòng)的周期為4 s，故B正確；t＝4 s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移為－10 cm，故C錯(cuò)誤；由于振子不是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以t＝2.5 s時(shí)振子對(duì)平衡位置的位移是5 cm，故D錯(cuò)誤；由題，k＝20 N/cm＝2 000 N/m，振幅A＝10 cm＝0.1 m．振子的最大加速度在振幅處，由彈簧受力和牛頓第二定律可得最大加速度大小為：am＝＝＝400 m/s2，故E正確． 4．(多選)(2018屆湖北襄陽(yáng)四中模擬)如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(dòng)(即做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng))時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，圖

5、乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動(dòng)時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，則下列說(shuō)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(dòng)時(shí)的圖象，由圖甲可知，其振動(dòng)的固有周期為4 s，A正確、B錯(cuò)誤；圖乙是彈簧振子在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)圖象，彈簧振子的振動(dòng)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即8 s，C正確；當(dāng)固有周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相等時(shí)，其振幅最大，

6、驅(qū)動(dòng)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(cuò)誤． 5．(多選)如圖，a、b、c、d是均勻媒質(zhì)中x軸上的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)的間距依次為2 m、4 m和6 m．一列簡(jiǎn)諧橫波以2 m/s的波速沿x軸正向傳播，在t＝0時(shí)刻到達(dá)質(zhì)點(diǎn)a處，質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng)，t＝3 s時(shí)a第一次到達(dá)最高點(diǎn)．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．在t＝6 s時(shí)刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處 B．在t＝5 s時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn) C．質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)后，其振動(dòng)周期為4 s D．在4 s

7、知t＝6 s時(shí)波傳播的距離s＝vt＝2×6 m＝12 m，即傳到d點(diǎn)，選項(xiàng)A正確；t＝0時(shí)a由平衡位置開(kāi)始向下振動(dòng)，t＝3 s時(shí)第一次到達(dá)最高點(diǎn)，則T＝3 s，得T＝4 s；各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期相同，選項(xiàng)C正確；波傳到c點(diǎn)所需時(shí)間t＝＝ s＝3 s，此時(shí)c點(diǎn)由平衡位置開(kāi)始向下振動(dòng)，1 s后到達(dá)最低點(diǎn)，所以4 s

8、起組成的．物塊在光滑水平面上左右振動(dòng)，振幅為A0，周期為T0.當(dāng)物塊向右通過(guò)平衡位置時(shí)，a、b之間的粘膠脫開(kāi)；以后小物塊a振動(dòng)的振幅和周期分別為A和T，則A________(填“>”“<”或“＝”)A0，T________(填“>”“<”或“＝”)T0. 解析：當(dāng)物塊向右通過(guò)平衡位置時(shí)，b脫離前： 振子的動(dòng)能Ek1＝(ma＋mb)v02 b脫離后振子的動(dòng)能Ek2＝mav02 由機(jī)械能守恒可知，平衡位置處的動(dòng)能等于最大位移處的彈性勢(shì)能，因此b脫離后振子振幅變??；由彈簧振子的周期T＝2π知，b脫離后振子質(zhì)量變小，周期變?。? 答案：<　< 7．(2019屆福建永定縣校級(jí)月考)物體在a

9、b之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，已知ab間的距離為L(zhǎng)＝0.8 m，振子在t＝10 s內(nèi)完成了n＝5次全振動(dòng)．若從某時(shí)刻振子經(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速度． (1)求振子的振幅A和周期T； (2)寫出振子的振動(dòng)表達(dá)式； (3)求振子在t＝2.25 s時(shí)離平衡位置的距離d. 解析：(1)已知a、b間的距離為0.8 m，則振子的振幅A＝×0.8 m＝0.4 m，振子在10 s內(nèi)完成了5次全振動(dòng)，則振子完成一次全振動(dòng)所用的時(shí)間為2 s，則其周期為T＝2 s. (2)由振子經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期，振子具有正向最大速度，說(shuō)明振子先沿負(fù)向振動(dòng)，振子的振動(dòng)表達(dá)式x＝－Asint＝－0.4sinπt(m)． (3)將t＝2.25 s代入振子的振動(dòng)表達(dá)式得 x＝－0.4sin(m)＝－ m 即所求距離為 m. 答案：(1)0.4 m　2 s (2)x＝－0.4sinπt(m)　(3) m 4