高中物理 第十一章 機械振動檢測 -4

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精第十一章 機械振動（時間60分鐘，滿分100分）一、選擇題(本大題共7個小題，每小題6分，共42分。在四個選項中，至少有一個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選不全的得3分，有錯選或不選的得0分)1水平放置的彈簧振子在做簡諧運動時(）a加速度方向總是跟速度方向相同b加速度方向總是跟速度方向相反c振子向平衡位置運動時，加速度方向跟速度方向相反d振子向平衡位置運動時，加速度方向跟速度方向相同解析：彈簧振子的運動過程，由兩種性質(zhì)的運動組成；a增大的減速運動和a減小的加速運動。則a與v可以同向，可以反向.振子向平衡位置運動時，a與v同向,做加速運動，振子離開平衡位置運動時，

2、a與v反向,做減速運動。答案：d2關于簡諧運動的周期，以下說法正確的是（）a間隔一個周期的兩個時刻物體的振動情況完全相同b間隔半個周期奇數(shù)倍的兩個時刻，物體的速度和加速度可能同時相同c半個周期內(nèi)物體動能的變化一定為零d一個周期內(nèi)物體勢能的變化一定為零解析:根據(jù)周期的意義知，物體完成一次全振動,所有的物理量都恢復到初始狀態(tài)，故a正確；當間隔半個周期的奇數(shù)倍時，所有的矢量都變得大小相等，方向相反，故b錯誤；由于間隔半個周期各矢量大小相等，所以物體的動能必定相等，沒有變化，所以c正確；d顯然也正確，所以應選a、c、d。答案：acd3. (2012重慶高考)裝有砂粒的試管豎直靜浮于水面，如圖1所示.將

3、試管豎直提起少許,然后由靜止釋放并開始計時，在一定時間內(nèi)試管在豎直方向近似做簡諧運動.若取豎直向上為正方向，則以下描述試管振動的圖象中可能正確的是() 圖1圖2解析：裝有砂粒的試管受到重力和浮力作用,豎直提起少許時，浮力小于重力，合力向下。試管釋放時,試管處于最高點(正方向最大位移處）,將在合力作用下向下（負方向)做加速運動 ，之后試管將做簡諧運動，故試管的振動圖象中0時刻位移為正方向最大值，只有選項d正確。答案:d4某質(zhì)點做簡諧運動,其位移與時間的關系式為:x3sin(t） cm，則(）a質(zhì)點的振幅為3 cmb質(zhì)點振動的周期為3 sc質(zhì)點振動的周期為 sdt0.75 s時刻，質(zhì)點回到平衡位置

4、解析：由x3 sin(t) cm可知，a3 cm，t3 s，a、b正確，c錯誤；將t0。75 s代入表達式中可得:x0,故t0。75 s時，質(zhì)點回到平衡位置，d正確。答案：abd5光滑的水平面上疊放有質(zhì)量分別為m和m/2的兩木塊，下方木塊與一勁度系數(shù)為k彈簧相連，彈簧的另一端固定在墻上，如圖3所示.已知兩木塊之間的最大靜摩擦力為f，使這兩個木塊組成的系統(tǒng)像一個整體一樣地振動,系統(tǒng)的最大振幅為(） 圖3a。b.c。 d.解析：對的木塊來講，隨質(zhì)量為m的木塊一起做簡諧運動,其最大加速度為a，即整體運動的最大加速度為a，則彈簧的最大拉力為（m）akx，設最大振幅為xa，a，c正確。答案：c6一砝碼和

5、一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖4甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動。勻速轉(zhuǎn)動把手時，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動力，使振子做受迫振動。把手勻速轉(zhuǎn)動的周期就是驅(qū)動力的周期，改變把手勻速轉(zhuǎn)動的速度就可以改變驅(qū)動力的周期。若保持把手不動,給砝碼一向下的初速度，砝碼便做簡諧運動，振動圖線如圖乙所示.當把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動，受迫振動達到穩(wěn)定時，砝碼的振動圖線如圖丙所示。若用t0表示彈簧振子的固有周期，t表示驅(qū)動力的周期，y表示受迫振動達到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅，則()圖4a由圖線可知t04 sb由圖線可知t08 sc當t在4 s附近時，y顯著增大;當t比4 s小得多或大得多時，y很小d當t在8 s附近時，y顯

6、著增大；當t比8 s小得多或大得多時,y很小解析：當把手不動時，砝碼的振動是簡諧運動,其振動周期等于振子的固有周期，由圖象可知，t04 s，故a對，b錯。當把手勻速轉(zhuǎn)動時，砝碼做受迫振動，受迫振動的周期等于驅(qū)動力的周期，由圖象可知受迫振動的周期為t8 s,振子做受迫振動時,驅(qū)動力的周期與固有周期越接近，振幅越大，驅(qū)動力的周期比固有周期大得越多或小得越多,振幅越小,故c對d錯.答案：ac7將一單擺向左拉至水平標志線上,從靜止釋放，當擺球運動到最低點時，擺線碰到障礙物，擺球繼續(xù)向右擺動。用頻閃照相機拍到如圖5所示的單擺運動過程的頻閃照片,以下說法正確的是（) 圖5a擺線碰到障礙物前后的擺長之比為9

7、4b擺線碰到障礙物前后的擺長之比為32c擺線經(jīng)過最低點時，線速度不變，半徑減小,擺線張力變大d擺線經(jīng)過最低點時，角速度變大，半徑減小，擺線張力不變解析：由頻閃照片可知擺線碰到障礙物前后的周期之比為32，根據(jù)t2，得擺線碰到障礙物前后的擺長之比94,故a正確，b錯誤；擺線經(jīng)過最低點時,線速度不變，半徑減小,角速度變大，根據(jù)牛頓第二定律有：fmgm，得fmgm，擺線經(jīng)過最低點時,半徑減小，擺線張力變大，故c正確，d錯誤。答案:ac二、非選擇題（本大題共5小題，共58分。解答題應寫出必要的文字說明,方程式和重要的演算步驟,有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）8（8分)洗衣機脫水缸正常工作

8、時，轉(zhuǎn)速為2 800 r/min，脫水后由切斷電源到電動機停止轉(zhuǎn)動的時間為16 s。實際中發(fā)現(xiàn)13 s左右時，洗衣機震蕩最為激烈，若切斷電源后轉(zhuǎn)速是隨時間均勻減小的,則洗衣機振動的固有頻率大約是_hz。解析:洗衣機震蕩最激烈時，發(fā)生共振現(xiàn)象，即洗衣機的固有頻率和脫水缸的轉(zhuǎn)動頻率相等時發(fā)生共振現(xiàn)象，即只要算出13 s時脫水缸的轉(zhuǎn)動頻率即可.由題可知脫水缸的轉(zhuǎn)速是隨時間均勻減小的，作出圖象可求得13 s時的轉(zhuǎn)速為n1,如圖所示,求得n1 r/min,則頻率f hz8。75 hz。答案：8。759(10分)一水平彈簧振子做簡諧運動，其位移和時間關系如圖6所示。則圖6（1）t0。25102 s時的位移

9、為_ cm。（2）從t10到t28。5102 s的時間內(nèi)，質(zhì)點的路程為_ cm。解析：(1）由圖象可知t2102 s，橫坐標t0.25102 s時，所對應的縱坐標xacos t2cos 1000.25102 cm1.414 cm。（2)因振動是變速運動，因此只能利用其周期性求解.即一個周期內(nèi)通過的路程為4個振幅，本題中t8。5102 st，所以通過的路程為4a17a172 cm34 cm。答案：（1）1。414(2)3410(12分)如圖7所示，輕彈簧的下端系著a、b兩球，ma100 g，mb500 g，則:系統(tǒng)靜止時彈簧伸長x15 cm，未超出彈性限度。若剪斷a、b間繩，則a在豎直方向做簡諧

10、運動。則：(g取10 m/s2)則（1）a球振動的振幅為_ cm，(2)a球的最大加速度為_ m/s2。解析：（1)設只掛a時彈簧伸長量x1。 圖7由（mamb)gkx，得k,即x1x2。5 cm。振幅axx112。5 cm。（2）剪斷細繩瞬間，a受最大彈力，合力最大，加速度最大。f（mamb）gmagmbgmaam，am5g50 m/s2。答案：(1)12。5（2)5011（14分） （2012天津高考)某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。(1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊,如圖8所示。這樣做的目的是_(填字母代號）。圖8a

11、保證擺動過程中擺長不變b可使周期測量得更加準確c需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)d保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動（2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度l0.999 0 m，再用游標卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖9所示，則該擺球的直徑為_ mm，單擺擺長為_m。 圖9 （3）下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1 m的單擺進行周期測量的四種操作過程,圖中橫坐標原點表示計時開始，a、b、c均為30次全振動的圖象，已知sin 50.087,sin 150.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是_（填字母代號）。圖10解析：(1)用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線的目的是

12、保證擺動過程中擺長不變，需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)，選項a、c正確。（2）根據(jù)游標卡尺讀數(shù)規(guī)則,擺球直徑為12.0 mm,單擺擺長為ld/20。999 0 m0.006 0 m0。993 0 m.（3)單擺測量周期，必須從平衡位置開始計時，且擺角小于10，所以合乎實驗要求且誤差最小的是a。答案:（1）ac(2)12.00。993 0(3）a12（14分)如圖11所示，質(zhì)量為m的物塊放在彈簧上，與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運動，當振幅為a時，物體對彈簧的最大壓力是物重的1.5倍，則物體對彈簧的最小壓力是多少？要使物體在振動中不離開彈簧，振幅不能超過多大?圖11解析：由簡諧運動的對稱性知：m在最低點時:f回1.5 mgmgm