【物理】2020届一轮复习人教版 机械振动 课时作业

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‎2020届一轮复习人教版 机械振动 课时作业 ‎ 学校：__________姓名：__________班级：__________考号：__________ 1、 有一秒摆，摆球带负电。若把该单摆放在如图所示的匀强磁场中做小角度摆动，则 A． 振动周期为1s B． 振动周期小于1s C． 振动周期小于2s D． 振动周期为2s ‎2、 甲、乙两单摆在同一地点做简谐运动的图象如图，由图可知（ ）‎ A． 甲和乙的摆长不一定相等 B． 甲的摆球质量较小 C． 甲的摆角大于乙的摆角 D． 摆到平衡位置时，甲和乙摆线所受的拉力不可能相等 ‎3、 .如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，下列说法正确的是（　　）‎ A． 摆长约为10cm B． 发生共振时单摆的周期为1s C． 若增大摆长，共振曲线的“峰”将向右移动 D． 若增大摆长，共振曲线的“峰”将向左移动 ‎4、 如图所示，摆长为1的单摆，放在倾角为θ的光滑斜面上，当摆球在斜面所在的平面内做小摆角振动时的周期为 A． B． ‎ C． D． 以上答案都不对 ‎5、 一质点做简谐运动的图象如下图所示，则该质点(　　)‎ A． 在0.015 s时，速度和加速度都为－x方向 B． 在0.01 s 至0.03 s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小 C． 在第八个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大 D． 在每1 s内，回复力的瞬时功率有50次为零 ‎6、 有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被小钉挡住，使摆长发生变化．现使摆球做小幅度摆动，摆球从右边最高点M至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示(悬点和小钉未被摄入)，P为摆动中的最低点．已知每相邻两次闪光的时间间隔相等，由此可知，小钉与悬点的距离为(　　)‎ A． L/4 B． L/2 C． 3L/4 D． 无法确定 ‎7、 图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置．当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系．第一次以速度v1匀速拉动木板；第二次仅使砂摆的振幅减半，再以速度v2匀速拉动木板，图乙给出了两次砂摆振动的图线．由此可知，砂摆两次振动的周期T1和T2以及拉动木板的速度v1和v2的关系是（　　）‎ ‎ ‎ A． T1:T2=1:1 v1:v2=1:2‎ B． T1:T2=1:2 v1:v2=1:2‎ C． T1:T2=1:1 v1:v2=2:1‎ D． T1:T2=1:2 v1:v2=2:1‎ ‎8、 ‎ 有一个做简谐运动的质点，它的振幅为5cm，频率为2.5Hz。该质点从平衡位置开始经过0.7s后，位移的大小和通过的路程分别为(　　)‎ A． 5cm，10cm B． 5cm，35cm C． 35cm，0cm D． 35cm，5cm ‎9、 一质点做简谐运动，其振动图象如图所示，在0.2 s～0.3 s这段时间内质点的运动情况是(　　) ‎ A． 沿x负方向运动，位移不断增大 B． 沿x正方向运动，速度不断减小 C． 沿x正方向运动，位移不断减小 D． 沿x负方向运动，速度不断增大 ‎10、 如图甲所示为一弹簧振子自由振动时的位移随时间变化的图象，图乙为该弹簧振子在某外力作用下做受迫振动时的位移随时间变化的图象，则下列说法中不正确的是 A． 由图甲可知该弹簧振子的固有周期为4 s B． 由图乙可知该弹簧振子的固有周期为8 s C． 由图乙可知外力的周期为8 s D． 如果改变外力的周期，在外力的周期接近4 s时该弹簧振子的振幅较大 ‎11、 关于简谐振动，以下说法中正确的是 A． 回复力总是指向平衡位置；‎ B． 加速度和速度的方向总是跟位移方向相反；‎ C． 加速度和速度的方向总是跟位移方向相同；‎ D． 做简谐振动的物体，向平衡位置运动，加速度越来越小，速度也越来越小.‎ ‎12、 一根劲度系数为k的轻弹簧，上端固定，下端挂一质量为m的物体，让其上下振动，振幅为A，当物体运动最高点时，其回复力大小为 A． mg+kA B． mg- kA C． kA D． kA- mg ‎13、 一质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是 A． t=1s时质点的速度最大 B． t=2s时质点所受的回复力为0‎ C． 质点振动的振幅为8cm D． 质点振动的频率为4Hz ‎14、 如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是 A． t = 0.2s时，振子在O点左侧10cm处 B． t = 0.1s和t = 0.3s时，振子的速度相同 C． t = 0.5s和t = 0.7s时，振子的加速度相同 D． 从t=0.2s到t=0.4s，系统的势能逐渐增加 ‎15、 图1是利用砂摆演示简谐运动图象的装置。当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系。第一次以速度v1匀速拉动木板,图2给出了砂摆振动的图线;第二次仅使砂摆的振幅减半,再以速度v2匀速拉动木板,图3给出了砂摆振动的图线。由此可知,砂摆两次振动的周期T1和T2以及拉动木板的速度v1和v2的关系是( )‎ A． B． ‎ C． D． ‎ ‎16、 关于简谐运动，下列说法中正确的是（ ）‎ A． 回复力总是指向平衡位置 B． 物体在平衡位置受到的合力一定为零 C． 加速度和速度方向总跟位移的方向相反 D． 做简谐运动的物体如果位移越来越小，则加速度越来越小，速度也越来越小 ‎17、 如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，A、B间的距离为20 cm，由A运动到B的最短时间为1 s，则下述说法正确的是（ ）‎ A． 从O到A再到O振子完成一次全振动 B． 振子的周期是1 s，振幅20 cm C． 振子完成两次全振动所通过的路程是40 cm D． 从O点开始经过2 s时，振子对平衡位置的位移为零 ‎18、 如图所示是一质点做简谐运动的振动图线，下列说法正确的是（ ）‎ A． 第1秒内质点的势能转变为动能 B． 第2秒内质点做减速运动 C． t=3s时加速度为负的最大值 , 速度为零 D． t=4s时速度为正的最大值 ，加速度为零 ‎19、 下列关于单摆运动的说法中，正确的是 A． 单摆做简谐运动时，其回复力由重力沿轨迹切线方向的分力提供 B． 单摆的周期与摆球的质量和摆长有关 C． 当单摆的摆长变为原来的2倍时，周期也变为原来的2倍 D． 将单摆从地球移到月球上，其周期将变小 ‎20、 单摆做简谐运动，周期为T，若从平衡位置开始计时，此后回复力大小的变化情况是 A． 先减小后增大 B． 经是最大值 C． 经是最大值 D． 经是最大值 ‎ 参考答案 ‎1、答案：D 单摆做小角度摆动，在真空中摆球受重力和绳的拉力，重力沿切线方向的分力提供回复力，在匀强磁场中摆球受重力和绳的拉力和磁场力的作用，但回复力扔由重力沿切线方向的分力提供，根据，可知，故D正确，故选D。‎ 名师点评：在两种情况下对摆球受力分析，明确回复力来源，根据单摆的周期公式进行分析判断。 2、答案：C 由图可知，甲和乙两摆的周期相同；则由单摆的周期公式，可知两摆的摆长一定相同，故A错误；因为单摆的周期与摆球质量无关，故B错误；摆长相同，而甲的振幅大，故甲摆的摆角大，故C正确；在最低点时，拉力与重力的合力充当向心力，则有：，解得：，因为摆长相等，但偏角不同，故到达底部时的速度不同；同时因为质量不同；故拉力有可能相同，也有可能不相同，故D错误；故选C。‎ 名师点评：根据图线得到振幅和周期的情况，然后结合单摆的周期公式进行分析讨论． 3、答案：D 由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率f=0.5Hz，则周期，由单摆的周期公式，解得L=1m，故AB错误；由单摆的周期公式，知当摆长增大时，单摆的固有周期增大，则单摆的固有频率减小，产生共振的驱动力频率也减小，共振曲线的“峰”向左移动。故C错误，D正确。故选D。‎ 名师点评：当物体受到的驱动力频率与物体的固有频率相等，振动物体产生共振现象．由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率f=0.5Hz．由单摆的频率公式求解摆长．摆长增大时，单摆的固有频率减小，共振曲线“峰”向左移动． 4、答案：C 斜面上的单摆的重力沿斜面向下的分力与竖直悬挂的单摆的重力等效，故斜面上的单摆的等效“重力加速度”为g′=gsinθ，根据单摆的周期公式得：‎ ‎，故C正确。‎ 点晴：由于小球位于光滑斜面上，摆动过程中回复力产生的加速度变小，周期将变长，应用等效加速度方法解决是比较巧妙的，要注意这种等效方法。 5、答案：B 在0.015s时，位移为负值，由a=-kx/m知加速度为正值，即加速度方向为+x方向，速度沿-x方向。故A错误。在0.01至0.03s内，质点由平衡位置运动到负向最大位移处，再回到平衡位置，速度先反方向后同方向，速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小。故B正确。在第八个0.01s内，相当于第一个周期内第四个0.01s内，速度与位移方向都沿+x方向，方向相同，速度在不断减小，位移不断增大。故C错误。周期T=0.04s，时间t=1s=25T，质点在平衡位置时回复力为零，回复力的瞬时功率为零，在最大位移处速度为零，其瞬时功率也为零，一个周期内有四个时刻回复力的瞬时功率为零，所以在每1s内，回复力的瞬时功率有100次为零。故D错误。故选B。‎ 名师点评：本题考查由振动图象读出位移、速度、加速度方向及其大小变化的能力．回复力的瞬时功率等于回复力与速度的乘积，一个周期内有四个时刻回复力的瞬时功率为零． 6、答案：C 设每相邻两次闪光的时间间隔为t，则摆球在右侧摆动的周期为T1=8t，在左侧摆动的周期为T2=4t，T1：T2=2：1。设左侧摆长为l，则T1=2π；T2=2π；联立得l=L；所以小钉与悬点的距离s=L-l=L。故选C。‎ 名师点评：本题是拐子摆类型，考查分析单摆周期的能力，重点是对于所给图象的间隔进行分析，得出在碰钉子之前和之后的周期比例关系，进而才能正确处理钉子的位置． 7、答案：C 单摆摆动的周期由摆长决定，与振幅无关，故T1：T2=1：1；设板长为d，图乙对应速度分别为：v1=， v2=，则v1:v2=2:1．故C正确，ABD错误。故选C。‎ 名师点评：本题要掌握单摆的等时性即与振幅无关的特点，关键抓住单摆摆动的等时性和速度的定义公式求解速度之比． 8、答案：B 振子振动的周期为：T＝1/f=0.4s，时间t=0.7s=1T由于从平衡位置开始振动，经过0.7s，振子到达最大位移处，其位移大小为：x=A=5cm。在0.7s内振子通过的路程为：S=1.75×4A=7×5cm=35cm，故B正确，ACD错误。故选B。 9、答案：C 在0.2s～0.3s这段时间内，质点正由负向最大位移处向平衡位置运动，速度沿x正方向，位移不断减小，速度不断增大。故ABD错误，C正确。故选C。‎ 名师点评：本题是简谐运动的图象，考查由图象读出基本物理量变化的能力，对于位移、加速度和回复力大小变化情况是一致的．而速度与位移的变化情况是相反的． 10、答案：B A、图象甲是物体自由振动时的周期，故由图象甲可知，物体的固有频率为，故A正确；‎ B、图象乙是受迫振动的图象，故实际的振动周期为8s，即T=8s，故B错误；‎ C、由B选项可知，外力的周期为8s，故C正确；‎ D、当物体的驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体的振动达到最强，故当T在4s附近时，发生共振，振幅显著增大；当T比4s小得多或大得多时，振幅很小，故D正确；‎ 不正确的故选B。‎ 名师点评：由题意可知，图甲是物体自由振动图象，而图乙是物体做受迫振动时的图象；而物体自由振动时的周期为固有周期，做受迫振动时的周期等于驱动力的周期。 11、答案：A 只有回复力满足的振动才是简谐运动，据此可知，恢复力总是指向平衡位置，A正确；根据简谐运动的特征得知，物体受到的回复力的方向和位移的方向相反，据牛顿第二定律得：加速度的方向与位移的方向相反，但速度的方向可能与位移的方向相同也可能相反，BC错误；谐振动的加速度，可见加速度随位移的减小而减小，物体向平衡位置运动过程中位移越来越小，所以加速度越来越小，加速度方向和速度方向相同，所以速率越来越大，D错误． 12、答案：C 当物体运动最高点时，物体偏离平衡位置的位移为，根据简谐运动的特征 ‎，得回复力的大小，C正确． 13、答案：B 在t=1s时质点位于负的最大位移处，速度为0，加速度最大，故A错误。t=2s时位移为0，故质点所受的回复力为0，故B正确；由图可知质点振动的振幅为8cm，周期为T=4s，则频率为，故CD错误；故选B。‎ 名师点评：当物体位移为零时，质点的速度最大，加速度为零，回复力为0；当位移为最大值时，速度为零，加速度最大，回复力最大，根据图象读出振幅和周期，根据求出频率。 14、答案：D 根据图像可知，t = 0.2s时，振子在O点右侧处，选项A错误；因x-t图像的斜率等于速度，则t = 0.1s和t = 0.3s时，振子的速度方向相同，大小不同，选项B错误；t = 0.5s和t = 0.7s时，振子离开平衡位置的位移不同，则回复力不同，振子的加速度不相同，选项C错误；从t=0.2s到t=0.4s，弹簧长度增加，形变量增加，则系统的势能逐渐增加，选项D正确；故选D.‎ 名师点评；此题关键是能把振子的实际振动与图像结合起来；知道x-t图像的斜率等于速度；知道简谐振动的特点F=-kx；振子的加速度与位移是正比反向关系. 15、答案：D AB. 单摆摆动的周期由摆长决定，与振幅无关，故T1:T2=1:1，故A错误，B错误；‎ CD. 设板长为d，图(2)对应速度：v1=，图(3)对应的速度：v2=，则v1：v2=2：1.故C错误，D正确。‎ 故选：D.‎ 名师点评：砂摆的周期与摆长有关，与振幅无关．板的运动与砂摆的运动具有同时性，根据板上记录的砂摆的振动周期，由时间和位移关系求出拉到木块的速度之比． 16、答案：A A项：简谐运动中，回复力总是指向平衡位置，大小为F=-kx，故A正确；‎ B项：物体通过平衡位置时回复力为零，合外力不一定为零，如单摆做简谐运动经过平衡位置时，合外力不为零，故B错误；‎ C项：加速度与位移关系为：，加速度的方向与位移方向相反；但速度的方向有时与位移方向相反或相同，故C错误；‎ D项：加速度与位移关系为：可知，位移越来越小，加速度越来越小，速度越来越大，故D错误。 17、答案：D A项：从0到A再到O振子完成半个全振动，故A错误；‎ B项：从A运动到B的最短时间为1s，为半个周期，则周期为2s，振幅A=10cm，故B错误；‎ C项：振子完成一次全振动通过的路程是4A，故振子完成三次全振动所通过的路程是：S=2×4A=12A=8×10cm=80cm；故C错误；‎ D项：从O开始经过2s时，刚好完成一个全振动，振子回到O点，故振子对平衡位置的位移为零，故D正确。‎ 点晴：本题考查对简谐运动的周期、振幅的理解和判别能力．对于简谐运动质点通过的路程，往往一个周期通过4A去研究。 18、答案：D A项：第1秒内质点的位移增大，远离平衡位置，速度减小，动能减小，动能转变为势能，故A错误；‎ B项：第2秒内质点的位移减小，向平衡位置靠近，速度增大做加速运动，故B错误；‎ C项：第3秒末质点的位移是负向最大，速度为零，而加速度为正向最大，故C错误；‎ D项：第4秒末质点的位移为零，速度正向最大，而加速度为零，故D正确。‎ 点晴：由振动图象直接读出质点的位移变化，当质点处于平衡位置时，速度最大，加速度为零；当质点处于最大位移处时，速度为零，加速度最大；根据位移的变化，判断质点的位移变化，判断速度的变化。 19、答案：A 单摆在运动过程中的回复力是重力沿圆弧方向上切向分力，即摆线的拉力与重力的合力沿圆弧方向上切向分力，故A正确；根据单摆的周期公式：T=2π可知单摆的周期与摆球的质量无关。故B错误；根据单摆的周期公式：T=2π可知当单摆的摆长变为原来的2倍时，周期也变为原来的倍。故C错误；将单摆从地球移到月球上，月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，根据单摆的周期公式：T=2π可知其周期将变大。故D错误。故选A。‎ 名师点评：对于单摆的回复力、周期公式、简谐运动的条件是重点，通过周期公式，掌握单摆的周期与什么因素有关系． 20、答案：C 小球若从平衡位置开始计时，其位移在前T/4内先增大，之后在T/4？ T/2内位移减小，在T/2？ 3T/4反向增大然后在3T/4？T时间内再减小，回复力F=-kx，所以在3T/4时刻回复力到达最大值。故选C。 ‎