【優(yōu)化探究】2020高考物理一輪復習 基礎鞏固演練12-1

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1、 1．(2020年高考全國Ⅰ卷)一簡諧振子沿x軸振動，平衡位置在坐標原點．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t＝0時，x1＝A·sin φ＝－0.1 m① 當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k＝0時，T＝ s④ 同理：當t＝4 s時，x3＝A·sin(4·＋φ)＝0.

2、1 m⑤ 將①⑤聯立可解得：＝2k′π＋π(k′＝0,1 …) T′＝，當k′＝0時，T′＝8 s. 分別將選項中對應數值代入①②⑤式，可以發(fā)現只有A、D兩項能讓式子成立． 答案：AD 2．(2020年高考天津卷)某質點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關系式為x＝Asin t，則質點(　　) 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．根據簡諧運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)一質點做簡諧運動的振動圖象如圖所示，質點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：質點做簡諧運動時加速度方向與回復力方向相同，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，在周期性驅動力的作用下做受迫振動，驅動力的頻率為f.若驅動力的振幅保持不變，下

4、列說法中正確的是(　　) A．當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的振動，當絲網的振動頻率為f＝200 Hz左右時，網的振幅最大，對于落在網上的昆蟲當翅膀振動的頻率為_______

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)當驅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)所示實驗裝置演示單擺的振動圖象，細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變化的一條曲線如下圖(b)． (1)觀察這條細沙曲線的形態(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驗，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由于細沙曲線兩頭沙子多，中間沙子少，說明沙擺在兩側最大位移處運動慢，在經過平衡位置時運動快． (2)在同樣長的紙板上，圖(c)中對應的周期個數多，用的時間長，說明拉動紙板勻速運動的速度變?。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、球所能到達的最遠位置．設擺球向右方向運動為正方向．圖乙是這個單擺的振動圖象．根據圖象回答： (1)單擺振動的頻率是多大？ (2)開始時刻擺球在何位置？ (3)若當地的重力加速度為10 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時刻擺球在負向最大位移處，因向右為正方向，所以開始時擺球應在B點． (3)由T＝2π ，得：l＝＝0.16 m. 答案：(1)1.25 Hz　(2)B點　(3)0.16 m 8．彈簧振子以O點為平衡位置在B、C兩點之間做簡諧運動，B、C相距20 cm.某時刻振子處于B點，經過

8、0.5 s，振子首次到達C點，求： (1)振動的周期和頻率； (2)振子在5 s內通過的路程及5 s末的位移大?。? (3)振子在B點的加速度大小跟它距O點4 cm處P點的加速度大小的比值． 解析：(1)由題意可知，振子由B→C經過半個周期，即＝0.5 s，故T＝1.0 s，f＝＝1 Hz. (2)振子經過1個周期通過的路程s1＝0.4 m．振子5 s內振動了五個周期，回到B點，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點時FB＝－k×0.1 在P點時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)寫出該振子簡諧運動的表達式． (2)在第2 s末到第3 s末這段時間內彈簧振子的加速度、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 故該振子簡諧運動的表達式為：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t＝3 s時，加速度的值達到最大，速度等于零，動能等于零，彈性勢能達到最大值． (3)振子經一周期位移為零，路程為5×4 cm＝20 cm，前100 s剛好經過了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