《【優(yōu)化探究】2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 基礎(chǔ)鞏固演練12-1》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《【優(yōu)化探究】2020高考物理一輪復(fù)習(xí) 基礎(chǔ)鞏固演練12-1(6頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
1.(2020年高考全國Ⅰ卷)一簡諧振子沿x軸振動,平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn).t=0時刻振子的位移x=-0.1 m;t=s時刻x=0.1 m;t=4 s時刻x=0.1 m.該振子的振幅和周期可能為( )
A.0.1 m,s B.0.1 m,8 s
C.0.2 m,s D.0.2 m,8 s
解析:當(dāng)t=0時,x1=A·sin φ=-0.1 m①
當(dāng)t= s時,x2=A·sin(·+φ)=0.1 m②
由①②兩式可解得,=2kπ+π(k=0,1,…)
T=③,
當(dāng)k=0時,T= s④
同理:當(dāng)t=4 s時,x3=A·sin(4·+φ)=0.
2、1 m⑤
將①⑤聯(lián)立可解得:=2k′π+π(k′=0,1 …)
T′=,當(dāng)k′=0時,T′=8 s.
分別將選項中對應(yīng)數(shù)值代入①②⑤式,可以發(fā)現(xiàn)只有A、D兩項能讓式子成立.
答案:AD
2.(2020年高考天津卷)某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動,其位移隨時間變化的關(guān)系式為x=Asin t,則質(zhì)點(diǎn)( )
A.第1 s末與第3 s末的位移相同
B.第1 s末與第3 s末的速度相同
C.3 s末至5 s末的位移方向相同
D.3 s末至5 s末的速度方向相同
解析:由x=Asin t知周期T=8 s.第1 s、第3 s、第5 s間分別相差2 s,恰好是個周期.根據(jù)簡諧運(yùn)動圖象中的對稱性可知A、
3、D選項正確.
答案:AD
3.
(2020年衡陽模擬)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的振動圖象如圖所示,質(zhì)點(diǎn)的速度與加速度方向相同的時間段是( )
A.0~0.3 s B.0.3 s~0.6 s
C.0.6 s~0.9 s D.0.9 s~1.2 s
解析:質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動時加速度方向與回復(fù)力方向相同,與位移方向相反.總是指向平衡位置;位移增加時速度與位移方向相同,位移減小時速度與位移方向相反,故位移減小時加速度與速度方向相同.
答案:BD
4.(2020年高考寧夏卷)某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動,驅(qū)動力的頻率為f.若驅(qū)動力的振幅保持不變,下
4、列說法中正確的是( )
A.當(dāng)ff0時,該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大
C.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于f0
D.該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后,振動的頻率等于f
解析:
受迫振動的振幅A隨驅(qū)動力頻率的變化規(guī)律如圖所示,顯然A錯,B對.振動穩(wěn)定時系統(tǒng)的頻率等于驅(qū)動力的頻率,即C錯D對.
答案:BD
5.(2020年泉州模擬)(1)蜘蛛雖有8只眼睛,但視力很差,完全靠感覺來捕食和生活,它的腿能敏捷地感覺到絲網(wǎng)的振動,當(dāng)絲網(wǎng)的振動頻率為f=200 Hz左右時,網(wǎng)的振幅最大,對于落在網(wǎng)上的昆蟲當(dāng)翅膀振動的頻率為_______
5、_Hz左右時,蜘蛛能立即捕捉到它.
(2)如該絲網(wǎng)共振時的最大振幅為0.5 cm,試定性畫出其共振曲線.
解析:(1)當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時物體發(fā)生共振,則物體的振幅最大,故昆蟲翅膀的振動頻率應(yīng)為200 Hz左右.
(2)共振曲線如圖所示.
答案:(1)200 (2)見解析圖
6.(探究創(chuàng)新)用下圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置演示單擺的振動圖象,細(xì)沙從擺動的漏斗的底部均勻下落,紙板沿著跟擺動平面垂直的方向勻速移動,落在紙板上的沙排成粗細(xì)變化的一條曲線如下圖(b).
(1)觀察這條細(xì)沙曲線的形態(tài)特征,說明沙擺的擺動規(guī)律.(要求列出兩條)
①________________
6、____________;
②____________________________.
(2)仍用上述裝置重做實(shí)驗(yàn),落在紙板上的沙排成如圖(c)所示的曲線,這是由于什么原因造成的?這是否說明沙擺的周期變化了?
解析:(1)①由于細(xì)沙曲線近似為一條正弦曲線,說明沙擺的擺動具有周期性.
②由于細(xì)沙曲線兩頭沙子多,中間沙子少,說明沙擺在兩側(cè)最大位移處運(yùn)動慢,在經(jīng)過平衡位置時運(yùn)動快.
(2)在同樣長的紙板上,圖(c)中對應(yīng)的周期個數(shù)多,用的時間長,說明拉動紙板勻速運(yùn)動的速度變?。荒苷f明沙擺的周期發(fā)生變化.
答案:見解析
7.如下圖甲是一個單擺振動的情形,O是它的平衡位置,B、C是擺
7、球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置.設(shè)擺球向右方向運(yùn)動為正方向.圖乙是這個單擺的振動圖象.根據(jù)圖象回答:
(1)單擺振動的頻率是多大?
(2)開始時刻擺球在何位置?
(3)若當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?0 m/s2,試求這個擺的擺長是多少?
解析:(1)由乙圖可知T=0.8 s
則f==1.25 Hz.
(2)由乙圖知,O時刻擺球在負(fù)向最大位移處,因向右為正方向,所以開始時擺球應(yīng)在B點(diǎn).
(3)由T=2π ,得:l==0.16 m.
答案:(1)1.25 Hz (2)B點(diǎn) (3)0.16 m
8.彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動,B、C相距20 cm.某時刻振子處于B點(diǎn),經(jīng)過
8、0.5 s,振子首次到達(dá)C點(diǎn),求:
(1)振動的周期和頻率;
(2)振子在5 s內(nèi)通過的路程及5 s末的位移大小;
(3)振子在B點(diǎn)的加速度大小跟它距O點(diǎn)4 cm處P點(diǎn)的加速度大小的比值.
解析:(1)由題意可知,振子由B→C經(jīng)過半個周期,即=0.5 s,故T=1.0 s,f==1 Hz.
(2)振子經(jīng)過1個周期通過的路程s1=0.4 m.振子5 s內(nèi)振動了五個周期,回到B點(diǎn),通過的路程:s=5s1=2 m.
位移x=10 cm=0.1 m
(3)由F=-kx可知:
在B點(diǎn)時FB=-k×0.1
在P點(diǎn)時FP=-k×0.04
故==5∶2.
答案:(1)1.0 s 1.0
9、Hz (2)2 m 0.1 m (3)5∶2
9.(2020年溫州模擬)
如圖為一彈簧振子的振動圖象,試完成以下要求:
(1)寫出該振子簡諧運(yùn)動的表達(dá)式.
(2)在第2 s末到第3 s末這段時間內(nèi)彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的?
(3)該振子在前100 s的總位移是多少?路程是多少?
解析:(1)由振動圖象可得:
A=5 cm,T=4 s,φ=0
則ω== rad/s
故該振子簡諧運(yùn)動的表達(dá)式為:x=5sint (cm).
(2)由圖可知,在t=2 s時,振子恰好通過平衡位置,此時加速度為零,隨著時間的延續(xù),位移值不斷加大,加速度的值也變大,速度值不斷變小,動能不斷減小,彈性勢能逐漸增大.當(dāng)t=3 s時,加速度的值達(dá)到最大,速度等于零,動能等于零,彈性勢能達(dá)到最大值.
(3)振子經(jīng)一周期位移為零,路程為5×4 cm=20 cm,前100 s剛好經(jīng)過了25個周期,所以前100 s振子位移s=0,振子路程
s′=20×25 cm=500 cm=5 m.
答案:(1)x=5sint cm (2) 見解析 (3)0 5 m