浙江鴨2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第24講機(jī)械振動(dòng)教師備用題庫

PAGEPAGE1第24講機(jī)械振動(dòng)老師備用題庫1.(2024北京理綜,15,6分)某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像如圖所示,下列描述正確的是()A.t=1s時(shí),振子的速度為零,加速度為負(fù)的最大值B.t=2s時(shí),振子的速度為負(fù),加速度為正的最大值C.t=3s時(shí),振子的速度為負(fù)的最大值,加速度為零D.t=4s時(shí),振子的速度為正,加速度為負(fù)的最大值答案A本題考查簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖像。由圖像可知,t=1s和t=3s時(shí)振子在最大位移處,速度為零,加速度分別為負(fù)向最大值、正向最大值;而t=2s和t=4s時(shí)振子在平衡位置,加速度為零,而速度分別為負(fù)向最大、正向最大。綜上所述,A項(xiàng)說法正確。2.(多選)某試驗(yàn)小組在探討單擺時(shí)改進(jìn)了試驗(yàn)方案,將一力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上。圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn),現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn),此時(shí)細(xì)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?fù)u擺,其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置,∠AOB=∠COB=α,α小于5°且是未知量。同時(shí)由計(jì)算機(jī)得到了擺線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t改變的曲線如圖乙所示,且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)起先運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻(重力加速度為g)。依據(jù)題中(包括圖中)所給的信息,下列說法正確的是()A.該單擺的周期為t2B.依據(jù)題中(包括圖中)所給的信息可求出擺球的質(zhì)量C.依據(jù)題中(包括圖中)所給的信息不能求出擺球在最低點(diǎn)B時(shí)的速度D.若試驗(yàn)時(shí),擺球做了圓錐擺,則測(cè)得的周期變長(zhǎng)E.若增加擺球的質(zhì)量,擺球的周期不變答案ABE由乙圖可知單擺的周期T=t2,故選項(xiàng)A正確;在B點(diǎn)拉力有最大值,依據(jù)牛頓其次定律可知Fmax-mg=mv2l;在A、C兩點(diǎn)有拉力最小值,Fmin=mgcosα,由A到B機(jī)械能守恒,即mgl(1-cosα)=12mv2,由此可知擺球的質(zhì)量m=Fmax+2Fmin3g,選項(xiàng)B正確;由T=2πl(wèi)g和mgl(1-cosα)=123.(多選)如圖所示演示裝置,一根張緊的水平繩上掛著5個(gè)單擺,其中A、D擺長(zhǎng)相同,先使A擺搖擺,其余各擺也搖擺起來,可以發(fā)覺()A.各擺搖擺的周期均與A擺相同B.B擺振動(dòng)的周期最短C.C擺振動(dòng)的周期最長(zhǎng)D.D擺的振幅最大答案AD受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)達(dá)到共振。當(dāng)圖中的A擺搖擺后,由于A擺是懸于一根張緊的水平繩上,A擺搖擺對(duì)水平繩有周期性的力的作用,使得懸于同一根繩上的其他各擺均做受迫振動(dòng),且周期均等于A擺振動(dòng)的周期。而D擺的擺長(zhǎng)與A擺的擺長(zhǎng)相等,D擺發(fā)生共振,其振幅最大,故選A、D。4.將一物體系于一豎直懸掛的輕質(zhì)彈簧的下端,并用手托著物體,然后讓它漸漸下降到平衡位置,這時(shí)彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為d。已知彈簧的彈性勢(shì)能Ep=12kx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,重力加速度為g,假如A.物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2dg B.物體的最大速度為C.物體的最大加速度為2g D.彈簧的最大伸長(zhǎng)量為2d答案D物體下落過程中做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),平衡位置在重力和彈力相等位置,即平衡位置到釋放點(diǎn)的距離為d,依據(jù)對(duì)稱性可得物體從釋放點(diǎn)到最低點(diǎn)的高度為2d,但由于過程中物體做的不是自由落體運(yùn)動(dòng),故時(shí)間不是t=2hg=2dg,A錯(cuò)誤、D正確;最低點(diǎn)加速度最大,彈力為2mg,方向豎直向上,故此時(shí)的加速度為a=2mg-mgm=g,方向豎直向上,C錯(cuò)誤;當(dāng)彈力等于重力時(shí),速度最大,下降過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和彈性勢(shì)能,故在速度最大時(shí)有15.(2024海南單科,17,6分)(多選)下列說法正確的是()A.在同一地點(diǎn),單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期的平方與其擺長(zhǎng)成正比B.彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C.在同一地點(diǎn),當(dāng)擺長(zhǎng)不變時(shí),擺球質(zhì)量越大,單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期越小D.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率E.已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期,就可知振子在隨意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向答案ABD在同一地點(diǎn),重力加速度g為定值,依據(jù)單擺周期公式T=2πLg可知,周期的平方與擺長(zhǎng)成正比,故選項(xiàng)A正確;彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),只有動(dòng)能和勢(shì)能參加轉(zhuǎn)化,依據(jù)機(jī)械能守恒條件可知,振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變,故選項(xiàng)B正確;依據(jù)單擺周期公式T=2π