【物理】2020届一轮复习人教版 机械振动 课时作业 12页

‎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、关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列正确的是( ) ‎ A． 位移减小时，加速度增大，速度增大 B． 位移方向总和加速度方向相反，和速度方向总相同 C． 物体的速度增大时，加速度一定减小 D． 物体向平衡位置运动时，速度方向和位移方向相同 ‎2、如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。以平衡位置O为原点，建立Ox轴。向右为x轴的正方向。若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎3、 如图所示，O是弹簧振子的平衡位置，小球在B、C之间做无摩擦的往复运动，则小球每次经过O点可能变化的物理量是 A． 速度 B． 机械能 C． 回复力 D. 加速度 ‎4、 ‎ 如图所示,质量为mA的物块A用不可伸长的细线吊着,在A的下方用弹簧连着质量为mB的物块B,开始时静止不动.现在B上施加一个竖直向下的力F,缓慢拉动B使之向下运动一段距离后静止,弹簧始终在弹性限度内,希望撤去力F后,B向上运动并能顶起A,则力F的最小值是 ( )‎ A． ‎ B． ‎ C． ‎ D． ‎ ‎5、 一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（ ）‎ A． 在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动 B． 在和时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反 C． 在和时，弹簧振子的位移大小相等，方向相反 D． 在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大 ‎6、 某单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，则以下说法正确的是(　　)‎ A． t1时刻摆球速度最大，摆球向心加速度最大 B． t2时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小 C． t3时刻摆球速度为零，摆球所受回复力最大 D． t4时刻摆球速度为零，摆球处于平衡状态 ‎7、 一单摆做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x=Asint，以下说法正确的是 A． 此单摆的周期为2s B． 2s末回复力沿正方向 C． 3s末速度方向沿正方向 D． 4s末摆球受到的合外力不为零 ‎8、 橡皮绳一段固定在墙上，t=0时刻，橡皮绳的另一端O开始振动。t=6s时，橡皮绳上各质点位置如图所示：O点振动到波峰位置， a点在平衡位置，波传播到P点。下图表示a点振动图象的是 A． B． ‎ C． D． ‎ ‎9、 如图所示为某一单摆的振动图像，下列说法正确的是 A． 单摆的振幅为2cm B． 单摆的周期为2s C． t=1s时摆球所受的回复力最大 D． t=2s时摆球的速度为0‎ ‎10、 关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是（ ）‎ A． 可以是恒力 B． 可以是方向不变而大小变化的力 C． 可以是大小不变而方向改变的力 D． 一定是大小和方向均改变的力 ‎11、 水平弹簧振子做简谐运动，如右图所示，若以水平向右为坐标的正方向，从振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则振子的加速度随时间变化的图像是下图中的（ ）‎ A． B． ‎ C． D． ‎ ‎12、 图为某个弹簧振子做简谐运动的振动图像，由图像可知（ ）‎ A． 由于在0.1s末振幅为零，所以振子的振动能量为零 B． 在0.2s末振子具有最大势能 C． 在0.4s末振子具有的势能尚未达到最大值 D． 在0.4s末振子的动能最大 ‎13、 部队经过桥梁时，规定不许齐步走；登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，其主要原因是（ ）‎ A． 减轻对桥的压力，避免产生回声 B． 减少对桥、雪山的冲量 C． 避免使桥发生共振和使雪山发生共振 D． 使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少 ‎14、 简谐运动属于（ ）‎ A． 匀变速运动 B． 匀速直线运动 C． 变加速运动 D． 匀加速直线运动 ‎15、 图甲为一列简谐波在t=0.20s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1.0m处的质点，Q是平衡位置为x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则 A． 从t=0.10s到t=0.20s，该波沿x轴正方向传播了4m B． 质点Q简谐运动的表达式为 C． 在t=0.25s时，质点P的速度方向为y轴正方向 D． 从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm 16、‎ 有位同学做过这样一个实验,将三个普通的橡皮筋串在一起,一端系着一把门锁,手拿着另一端使锁处于静止状态。当手在竖直方向快速上、下往复运动时,锁几乎不动;当手运动的周期接近1s时,锁的振幅最大。在手上、下周期性运动时,下列说法正确的是（ ）‎ A. 橡皮筋和锁相当于一个竖直方向的“弹簧振子”‎ B. 锁的振动周期等于橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期 C. 橡皮筋和锁组成的“弹簧振子”的固有周期约为 D. 橡皮筋和锁组成的系统机械能守恒 ‎17、如图所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，一起做简谐运动，质量分别为m和M，当他们运动到平衡位置时，突然拿去A之后对B的速度无影响，则( )　　‎ A. 振子的周期变小 B. 振子的振幅变小 C. 振子的周期变大 D. 振子的振幅变大 ‎18、做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x＝2sin(50πt＋)cm，则下列说法正确的是 ( 　)‎ A. 它的振幅为4cm B. 它的周期为0.04s C. 它的初相位是 D. 它在1/4周期内通过的路程可能是2cm 19、一列简谐横波在时的波形图如图甲所示，为处的质点，为处的质点，图乙所示为质点的振动图象，则到内的路程为_____________。‎ ‎ ‎ ‎20、如图所示，将两个劲度系数分别为 k1 和 k2 的轻质弹簧套在光滑的水平杆上，弹簧的两端固定，中间接一质 量为 m 的小球，此时两弹簧均处于原长。现将小球沿杆拉开一段距离后松开，小球以O 为平衡位置往复运动，试证明，小球所做的运动是简谐运动。 ‎ ‎ ‎ 参考答案 ‎1、答案：C 【详解】‎ A、位移x减小时,加速度 也减小;振子靠近平衡位置,故速度增加,故A错; B、位移方向总跟加速度方向相反.质点经过同一位置,位移方向总是由平衡位置指向质点所在位置,而速度方向两种,可能与位移方向相同,也可能与位移方向相反,故B错误; C、物体的速度增大时,运动方向指向平衡位置,位移逐渐减小,所以加速度一定减小,所以C选项是正确的; D、物体运动方向向平衡位置时,位移方向离开平衡位置,速度方向跟位移方向相反;故D错误; ‎ 故选C 名师点评：‎ 简谐运动的位移是指质点离开平衡位置的位移,方向从平衡位置指向质点所在位置.当质点背离平衡位置时,位移增大,速度减小,加速度增大,加速度方向总是与位移方向相反,指向平衡位置,质点做非匀变速运动.当质点靠近平衡位置时,位移减小,速度增大,加速度减小.‎ ‎2、答案：A 【详解】由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确，BCD错误。故选A。‎ 名师点评：本题在选择图象时，关键研究t=0时刻质点的位移和位移如何变化，从而确定图像是正弦线还是余弦线． 3、答案：A 小球做简谐运动，O为平衡位置，系统机械能守恒，在O点弹性势能为零，动能最大，回复力为零，加速度为零，但在O点速度方向可能变化，故每次经过O点可能变化的物理量为速度，故A正确。‎ 点晴：解决本题关键理解小球做简谐运动，O为平衡位置，系统机械能守恒，在O点弹性势能为零，动能最大，回复力为零，加速度为零，注意速度为矢量，有方向。 4、答案：A 两物块A、B开始时处于静止状态，此时弹簧已经伸长，令伸长量为△x0，如图所示：‎ 则k△x0=mBg，缓慢拉动B使之向下运动一段距离，该距离为△xl，则F=k△xl，撤去力F后，B将以原来静止时的位置为平衡位置做简谐振动。若要将A 顶起，令弹簧的压缩量至少应△x2，有k△x2=mAg；由简谐运动的对称性得△x2+△x0=△x1，即有F=k（△x2+△x0）=（mA+mB）g，故A正确，BCD错误。 5、答案：C 在t从0到2s时间内，回复力逐渐变大，说明振子逐渐远离平衡位置，做减速运动，故A错误；在t1=3s到t2=5s过程，回复力先减小为零后反向增加，说明先靠近平衡位置后远离平衡位置，故3s时和5s时速度方向相同；由于3s和5s回复力大小相等，故位移大小也相等，速度大小也相等，故B错误；在t1=5s和t2=7s时，回复力相等，根据公式F=-kx，位移相同，故C正确；在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子速度为零，根据P=Fv，功率为零，故D错误；故选C.‎ 名师点评：本题考查简谐运动，关键是明确简谐运动具有对称性和周期性，振子靠近平衡位置过程是加速运动，远离平衡位置过程是减速运动；明确回复力与位移的关系F=-kx． 6、答案：C A、由图读出t1时刻位移最大,说明摆球在最大位移处,此时速度为零,回复力最大,向心加速度等于零.故A错误. B、由图读出t2时刻位移为零,说明摆球在平衡位置,此时摆球速度最大,回复力最小.当由于向心加速度的存在，所以拉力此时不是最小的，故B错； C、由图读出t3时刻位移最大,说明摆球在最大位移处,此时速度为零,回复力最大.所以C选项是正确的. D、由图读出t4时刻位移为零,说明摆球在平衡位置,此时摆球速度最大,回复力最小，由于向心加速度的存在，所以受力不平衡，.故D错误.‎ 故选C 名师点评：根据位移情况分析摆球的位置,分析摆球的速度和拉力大小.当摆球在平衡位置时速度最大,回复力最小;当摆球在最大位移处速度为零,回复力最大. 7、答案：D A、由题意可知，故A错误；‎ B、2s末其位移为，单摆做简谐运动，处在正向最大位移的位置，回复力沿负方向，故B错误；‎ C、3s末其位移为，单摆做简谐运动，从正向最大位移向平衡位置运动中的某一位置，速度方向沿负方向，故C错误；‎ D、4s末摆球其位移为，‎ 单摆做简谐运动，处在平衡位置，回复力为零，由于摆球做圆周运动，受到的合外力不为零，故D正确；‎ 故选D。 8、答案：A 由图看出，简谐横波向右传播，绳上各点的起振方向均向下，由图可知，则得知t=2s时刻a点的开始向下振动，故A正确，BCD错误；‎ 故选A。 9、答案：C A项：由图象可知，单摆振动的振幅为1cm，故A错误；‎ B项：由图象可知，周期为4s，故B错误；‎ C项：由图象可知，t=1s时，摆球处于波峰位置，回复力最大，故C正确；‎ D项：由图象可知，t=2s时，摆球处于平衡位置，速度最大，故D错误。 10、答案：D 简谐运动的回复力与质点偏离平衡位置位移的大小成正比，即，并且总是指向平衡位置，大小方向都在改变，D正确． 11、答案：B 根据题意，以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，根据简谐运动振子的加速度与位移的关系，得到时刻振子的加速度，而且在前半个周期内加速度为正值，简谐运动的x-t图象是正弦曲线，则a-t图象也是正弦曲线，B正确． 12、答案：B 振幅指的是振子能达到的最大位移，虽然在某些时刻位移小于振幅，但整个过程中振幅是不变的，并且在0.1s末振子的位移为零，势能为零，动能最大，A错误；在0.2 s末振子的位移最大，故动能为零，势能最大，B正确；振子系统机械能守恒，动能和势能相互转化，故振子的动能和势能之和是不变的，0.4s末振子的位移最大，故动能为零，最小，CD错误． 13、答案：C 登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是防止声波传递能量，并可能会引起雪山共振，发生雪崩，C正确． ‎ ‎14、答案：C 根据简谐运动的特征： ，可知物体的加速度大小和方向随位移的变化而变化，位移作周期性变化，加速度也作周期性变化，所以简谐运动是变加速运动，故C正确，ABD错误。 15、答案：A 由振动图象知，t=0.20s时，Q处于平衡位置向上振动，根据上下坡法知，波沿x轴正方向传播，根据甲图知，波长，根据乙图知，周期，所以波速：，故从t=0.10s到t=0.20s，波沿x轴正方向传播的距离，故A正确；角速度，则质点Q简谐运动的表达式为，故B错误；从t=0.2s到t=0.25s，则，根据振动的特点可知，在t=0.25s时P的速度方向沿y轴负方向，故C错误；由于P点不是在波峰或波谷，或平衡位置，经过0.15s，即经过个周期，质点经历的路程不等于3A，即30cm，故D错误。故选A.‎ 名师点评：t=0.20s时Q点在平衡位置上，由乙图确定Q的运动方向，从而确定了该波向左传播，结合经历的时间确定质点P的位置，从而得出质点P的运动方向．根据周期得出角速度，从而得出振动的表达式．根据波长求出波速，结合经历的时间求出波传播的距离． 16、答案：AC ‎（1）题中给的橡皮筋和锁组成的系统，接近弹簧振子的理想模型条件：空气阻力远远小于锁的重力，可以忽不计；锁的尺寸较小可以看成质点；锁的质量远远大于橡皮筋，橡皮筋质量可以忽不计。故该系统可以看成一个接近理想状态的“弹簧振子”，A正确；‎ ‎（2）该系统的锁做的受迫振动，它的周期应和驱动力的周期相等，B错误；‎ ‎（3）当手运动的周期为1s时，系统达到了共振状态，故根据共振条件可知，系统的固有周期为1s，C正确；‎ ‎（4）系统做受迫振动，克服阻力做功，消耗机械能，损失的机械能得到了驱动力源源不断的补充，符合能量守恒的规律，但不能说是机械能守恒，D错误 故本题选AC。 17、答案：AB 根据弹簧振子的周期公式，可知m减小，则周期变小，故A正确，C错误；振子运动到平衡位置时速度最大，弹簧的弹性势能为零，拿去A之后系统的机械能减小，由机械能守恒定律知振子到达最大位移处时弹簧的弹性势能减小，其形变量减小，则振幅减小，故B正确，D错误。所以AB正确，CD错误。 18、答案：BCD 位移随时间的变化规律为，则知振幅为A=2cm，圆频率，则周期为：，当t=0时，是初相位，故A错误，BC正确；当振动的物体在平衡位置附近计时，并且速度先增大再减小的过程中；为方便叙述设简谐运动，设其方程为，设初始时刻为t，则从t时刻到时刻的路程为：，故此时最大为，最小为A；由此类推，本题的在四分之一周期内的最大路程为，故D正确。故选BCD。‎ 名师点评：已知质点简谐振动的方程，读出x的最大值即为振幅．读出圆频率，由求出周期．根据初相位和振动的特点分析其路程． 19、答案： 由乙图可知波的周期为T=0.4s，由乙图可知当t=0.2s时Q将从平衡位置向波谷运动，根据“上下坡法”可知，波向左传播，则P点将向波峰运动，面从t=0.2 s到t=0.3s为个周期，即运动的对称性可知，P点经过个周期，又回到了原来的位置。由甲图可知，波长，t=0.2s时刻波动方程为，将x=1cm代入得：，故P从初位置到波峰的所走的路程为，而从波峰回到原位的路程也为，故从到内的路程为。‎ 名师点评：根据乙图得出周期和波的传播方向，从得出在t=0.2 s到t=0.3s时间内P的运动情况，再根据甲图得出P的波动方程，求出初时刻的位置，从而得出从初位置到波峰的路程，即可得出总路程。 20、答案：，即小球的运动时简谐运动 【详解】‎ 当小球向右运动到任意位置C，离开O的位移为x，此时小球受到两个弹力F1、F2，方向沿x轴负方向，如图1所示。‎ 两个力的合力即为小球的回复力，即 F= -（F1+F2）= -（k1x+k2x）= -（k1+k2）x 其中k1+k2为常数，所以F与x成正比；回复力F沿x轴负方向，位移x沿x轴正方向， F与x方向相反。由此证明小球所做的运动是简谐运动。‎ 名师点评：‎ 想要证明一个物体的运动是简谐运动，则需要证明，对小球受力分析找到力的关系即可。 ‎