高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題50 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其描述 單擺 受迫振動(dòng)和共振(測(cè))(含解析)1
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專題50 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及其描述 單擺 受迫振動(dòng)和共振(測(cè)) 【滿分:110分 時(shí)間:90分鐘】 一、選擇題(本大題共12小題,每小題5分,共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中.1~8題只有一項(xiàng)符合題目要求; 9~12題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。) 1.關(guān)于單擺擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力,下列說(shuō)法中正確的是: ( ) A.?dāng)[球受到重力、擺線的張力、回復(fù)力、向心力作用 B.?dāng)[球受到的回復(fù)力為零時(shí),向心力最大;回復(fù)力最大時(shí),向心力為零 C.?dāng)[球受到的回復(fù)力最大時(shí),擺線中的張力大小比擺球的重力大 D.?dāng)[球受到的向心力最大時(shí),擺球的加速度方向沿?cái)[球運(yùn)動(dòng)方向 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵明確回復(fù)力和向心力的來(lái)源,并明確單擺的擺動(dòng)過(guò)程,能正確分析擺動(dòng)中的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的受力情況. 2.如圖所示,質(zhì)量為m的物塊放置在質(zhì)量為M的木板上,木板與彈簧相連,它們一起在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧振動(dòng),周期為T,振動(dòng)過(guò)程中m、M之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k、物塊和木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,下列說(shuō)法正確的是: ( ) A、若t時(shí)刻和時(shí)刻物塊受到的摩擦力大小相等,方向相反,則一定等于的整數(shù)倍 B、若,則在t時(shí)刻和時(shí)刻彈簧的長(zhǎng)度一定相同 C、研究木板的運(yùn)動(dòng),彈簧彈力充當(dāng)了木板做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力 D、當(dāng)整體離開平衡位置的位移為x時(shí),物塊與木板間的摩擦力大小等于 【答案】D 【名師點(diǎn)睛】靈活利用整體法和隔離法解題是關(guān)鍵.要知道簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的基本特征是,但k不一定是彈簧的勁度系數(shù). 3.質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其位移x與時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖所示,由圖可知: ( ) A.振幅為4m,頻率為0.25Hz B.t=1s時(shí)速度為零,但質(zhì)點(diǎn)所受合外力為最大 C.t=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)具有正方向最大加速度 D.該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為 【答案】C 【解析】 由圖像讀出,振幅為2cm,周期為4s,則頻率為0.25Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置,故此時(shí)速度最大,質(zhì)點(diǎn)所受合外力為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)在負(fù)向位移最大的位置,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)具有正方向最大加速度,選項(xiàng)C正確;因,故 該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;故選C. 【名師點(diǎn)睛】本題簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象能直接讀出振幅和周期.對(duì)于質(zhì)點(diǎn)的速度方向,也可以根據(jù)斜率讀出.注意加速度與位移具有正比反向的關(guān)系。 4.彈簧振子在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在振子向著平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中: ( ) A.振子所受的回復(fù)力逐漸增大 B.振子離開平衡位置的位移逐漸增大 C.振子的速度逐漸增大 D.振子的加速度逐漸增大 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】分析這類問(wèn)題,首先抓住回復(fù)力與位移的關(guān)系,然后運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律逐步分析.在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,振子的位移逐漸減小,因此,振子所受回復(fù)力逐漸減小,加速度逐漸減小,但加速度方向與速度方向相同,故速度逐漸增大。 5.一彈簧振子的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y=0.1sin2.5πt,位移y的單位為m,時(shí)間t的單位為s.則: ( ) A.彈簧振子的振幅為0.2m B.彈簧振子的周期為1.25s C.在t=0.2s時(shí),振子的運(yùn)動(dòng)速度為零 D.在任意0.2s時(shí)間內(nèi),振子的位移均為0.1m 【答案】C 【解析】 A、質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)方程為y=0.1sin2.5πt,可讀出振幅A=0.1m,故A錯(cuò)誤; B、質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)方程為y=0.1sin2.5πt,可讀出角頻率為2.5π,故周期T=,故B錯(cuò)誤; C、在t=0.2s時(shí),振子的位移最大,故速度最小,為零,故C正確; D、根據(jù)周期性可知,質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程一定是4A,但四分之一周期內(nèi)通過(guò)的路程不一定是A,故D錯(cuò)誤;故選:C. 【名師點(diǎn)睛】質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)方程為y=0.1sin2.5πt,可讀出振幅A和角頻率.然后結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性進(jìn)行分析. 6.如圖所示,MN為半徑較大的光滑圓弧軌道的一部分,把小球A放在MN的圓心處,再把另一小球B放在MN上離最低點(diǎn)C很近的B處,今使兩球同時(shí)自由釋放,則在不計(jì)空氣阻力時(shí)有: ( ) A.A球先到達(dá)C點(diǎn) B.B球先到達(dá)C點(diǎn) C.兩球同時(shí)到達(dá)C點(diǎn) D.無(wú)法確定哪一個(gè)球先到達(dá)C點(diǎn) 【答案】A 【解析】 單擺周期公式可求B球到達(dá)O點(diǎn)的時(shí)間:,對(duì)A球,據(jù)得;,,故A先到達(dá)C點(diǎn),A正確; 【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵是判斷B球可視為單擺運(yùn)動(dòng),當(dāng)B球第一次到達(dá)最低求出所需時(shí)間,A球做自由落體運(yùn)動(dòng),求出時(shí)間即可. 7.一擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺,懸點(diǎn)正下方某處有一小釘,當(dāng)擺球經(jīng)過(guò)平衡位置向左擺動(dòng)時(shí),擺線的上部將被擋住,使擺長(zhǎng)發(fā)生變化.現(xiàn)使擺球作小角度擺動(dòng),圖示為擺球從右邊最高點(diǎn)M擺至左邊最高點(diǎn)N的閃光照片(懸點(diǎn)和小釘未攝入),P為最低點(diǎn),每相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔相等.則小釘距懸點(diǎn)的距離為: ( ) A.B. C.D.條件不足,無(wú)法判斷 【答案】C 【名師點(diǎn)睛】已知每相鄰兩次閃光的時(shí)間間隔相等,根據(jù)擺球從M到P、P到N的間隔,確定擺球在左右兩側(cè)擺動(dòng)的周期關(guān)系,由單擺周期公式研究擺長(zhǎng)關(guān)系,再求解小釘與懸點(diǎn)的距離。 8.某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力的頻率為f.若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變,下列說(shuō)法正確的是: ( ) A.當(dāng)時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨增大而減小 B.當(dāng)時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨減小而減小 C.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f0 D.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于 【答案】D 【解析】 當(dāng)時(shí),系統(tǒng)達(dá)到共振,振幅最大,故時(shí),隨的增大,振幅增大,故A錯(cuò)誤;當(dāng)時(shí),隨的減小,驅(qū)動(dòng)力的頻率接近固有頻率,故該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅增大,故B錯(cuò)誤;該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,故C錯(cuò)誤;系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,系統(tǒng)的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,故振動(dòng)頻率等于,故D正確。 【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)明確受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,而當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),物體的振動(dòng)最強(qiáng)烈。 9.某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系式為:,則: ( ) A.質(zhì)點(diǎn)的振幅為3 cm B.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為3 s C.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為 s D.t=0.75 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)回到平衡位置 【答案】ABD 【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是明確簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為,知道其中振幅、周期、角頻率、相位的求解方法。 10.某振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率為f0 ,在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力的頻率為f 。若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變,下列說(shuō)法正確的是: ( ) A.當(dāng)f- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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