【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

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1、 1．(2020年高考全國(guó)Ⅰ卷)一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)．t＝0時(shí)刻振子的位移x＝－0.1 m；t＝s時(shí)刻x＝0.1 m；t＝4 s時(shí)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(shí)，x1＝A·sin φ＝－0.1 m① 當(dāng)t＝ s時(shí)，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(shí)，T＝ s④ 同理：當(dāng)t＝4 s時(shí)，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(shí)，T′＝8 s. 分別將選項(xiàng)中對(duì)應(yīng)數(shù)值代入①②⑤式，可以發(fā)現(xiàn)只有A、D兩項(xiàng)能讓式子成立． 答案：AD 2．(2020年高考天津卷)某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)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(gè)周期．根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象中的對(duì)稱(chēng)性可知A、

3、D選項(xiàng)正確． 答案：AD 3. (2020年衡陽(yáng)模擬)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖象如圖所示，質(zhì)點(diǎn)的速度與加速度方向相同的時(shí)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)速度與位移方向相同，位移減小時(shí)速度與位移方向相反，故位移減小時(shí)加速度與速度方向相同． 答案：BD 4．(2020年高考寧夏卷)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

4、列說(shuō)法中正確的是(　　) A．當(dāng)ff0時(shí)，該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大 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f 解析： 受迫振動(dòng)的振幅A隨驅(qū)動(dòng)力頻率的變化規(guī)律如圖所示，顯然A錯(cuò)，B對(duì)．振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)系統(tǒng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，即C錯(cuò)D對(duì)． 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(jué)來(lái)捕食和生活，它的腿能敏捷地感覺(jué)到絲網(wǎng)的振動(dòng)，當(dāng)絲網(wǎng)的振動(dòng)頻率為f＝200 Hz左右時(shí)，網(wǎng)的振幅最大，對(duì)于落在網(wǎng)上的昆蟲(chóng)當(dāng)翅膀振動(dòng)的頻率為_(kāi)______

5、_Hz左右時(shí)，蜘蛛能立即捕捉到它． (2)如該絲網(wǎng)共振時(shí)的最大振幅為0.5 cm，試定性畫(huà)出其共振曲線(xiàn)． 解析：(1)當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)物體發(fā)生共振，則物體的振幅最大，故昆蟲(chóng)翅膀的振動(dòng)頻率應(yīng)為200 Hz左右． (2)共振曲線(xiàn)如圖所示． 答案：(1)200　(2)見(jiàn)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(dòng)圖象，細(xì)沙從擺動(dòng)的漏斗的底部均勻下落，紙板沿著跟擺動(dòng)平面垂直的方向勻速移動(dòng)，落在紙板上的沙排成粗細(xì)變化的一條曲線(xiàn)如下圖(b)． (1)觀察這條細(xì)沙曲線(xiàn)的形態(tài)特征，說(shuō)明沙擺的擺動(dòng)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(xiàn)，這是由于什么原因造成的？這是否說(shuō)明沙擺的周期變化了？ 解析：(1)①由于細(xì)沙曲線(xiàn)近似為一條正弦曲線(xiàn)，說(shuō)明沙擺的擺動(dòng)具有周期性． ②由于細(xì)沙曲線(xiàn)兩頭沙子多，中間沙子少，說(shuō)明沙擺在兩側(cè)最大位移處運(yùn)動(dòng)慢，在經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)運(yùn)動(dòng)快． (2)在同樣長(zhǎng)的紙板上，圖(c)中對(duì)應(yīng)的周期個(gè)數(shù)多，用的時(shí)間長(zhǎng)，說(shuō)明拉動(dòng)紙板勻速運(yùn)動(dòng)的速度變?。荒苷f(shuō)明沙擺的周期發(fā)生變化． 答案：見(jiàn)解析 7．如下圖甲是一個(gè)單擺振動(dòng)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(dòng)為正方向．圖乙是這個(gè)單擺的振動(dòng)圖象．根據(jù)圖象回答： (1)單擺振動(dòng)的頻率是多大？ (2)開(kāi)始時(shí)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(gè)擺的擺長(zhǎng)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(shí)刻擺球在負(fù)向最大位移處，因向右為正方向，所以開(kāi)始時(shí)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B、C相距20 cm.某時(shí)刻振子處于B點(diǎn)，經(jīng)過(guò)

8、0.5 s，振子首次到達(dá)C點(diǎn)，求： (1)振動(dòng)的周期和頻率； (2)振子在5 s內(nèi)通過(guò)的路程及5 s末的位移大??； (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(guò)半個(gè)周期，即＝0.5 s，故T＝1.0 s，f＝＝1 Hz. (2)振子經(jīng)過(guò)1個(gè)周期通過(guò)的路程s1＝0.4 m．振子5 s內(nèi)振動(dòng)了五個(gè)周期，回到B點(diǎn)，通過(guò)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(shí)FB＝－k×0.1 在P點(diǎn)時(shí)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(dòng)圖象，試完成以下要求： (1)寫(xiě)出該振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式． (2)在第2 s末到第3 s末這段時(shí)間內(nèi)彈簧振子的加速度、速度、動(dòng)能和彈性勢(shì)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(dòng)圖象可得： A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0 則ω＝＝ rad/s 故該振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為：x＝5sint (cm)． (2)由圖可知，在t＝2 s時(shí)，振子恰好通過(guò)平衡位置，此時(shí)加速度為零，隨著時(shí)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(dòng)能不斷減小，彈性勢(shì)能逐漸增大．當(dāng)t＝3 s時(shí)，加速度的值達(dá)到最大，速度等于零，動(dòng)能等于零，彈性勢(shì)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(guò)了25個(gè)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(jiàn)解析　(3)0　5 m