《2011高考物理一輪復(fù)習(xí)成套課時(shí)練習(xí)111機(jī)械振動(dòng)課時(shí)作業(yè) 選修34》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2011高考物理一輪復(fù)習(xí)成套課時(shí)練習(xí)111機(jī)械振動(dòng)課時(shí)作業(yè) 選修34(7頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、選修3-4 第十一章 第1單元 機(jī)械振動(dòng)課時(shí)作業(yè)
命 題 設(shè) 計(jì)
難度
目標(biāo)
題號
較易
中等
稍難
單
一
目
標(biāo)
簡諧運(yùn)動(dòng)
1、2、3、4、5
8
受迫振動(dòng)、共振
6
綜合
目標(biāo)
綜合應(yīng)用
7、9、10
11、12
一、選擇題(本題共9小題,每小題7分,共63分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的)
1.單擺的擺球做簡諧運(yùn)動(dòng),它經(jīng)過平衡位置時(shí)正好遇到空中飄落下來的一些小雨滴,小雨滴的速度可以忽略而質(zhì)量不能忽略.小雨滴均勻附著在擺球表面上,則擺球在以后的振動(dòng)中有關(guān)物理量的變化
2、情況是( )
A.最大速度不變,振幅不變,周期不變
B.最大速度會(huì)略變小,振幅會(huì)略變小,周期也略變小
C.最大速度會(huì)略變大,振幅會(huì)略變大,周期不變
D.最大速度會(huì)略變小,振幅會(huì)略變小,周期不變
解析:小雨滴與擺球相互作用的過程動(dòng)量守恒,最大速度v會(huì)略變小.由v2=2gh知,振幅會(huì)略變?。珨[長不變,故周期不變.
答案:D
2.如圖1甲所示,小球在內(nèi)壁光滑的固定半圓形軌道最低點(diǎn)附近做小角度振動(dòng),其振動(dòng)圖象如圖乙所示,以下說法正確的是( )
A.t1時(shí)刻小球速度最大,軌道對它的支持力最小
B.t2時(shí)刻小球速度最大,軌道對它的支持力最小
C.t3時(shí)刻小球速度為零,軌道對它
3、的支持力最大
D.t4時(shí)刻小球速度最大,軌道對它的支持力最大
解析:小球在t1和t3時(shí)刻,位移最大,小球速度為零,軌道對小球的支持力最?。辉趖2和t4時(shí)刻,位移為零,小球速度最大,軌道對小球的支持力最大.
答案:D
3.(2010·合肥模擬)如圖2所示,彈簧上面固定一質(zhì)量為m的小球,
小球在豎直方向上做振幅為A的簡諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球振動(dòng)到最高點(diǎn)
時(shí)彈簧正好為原長,則小球在振動(dòng)過程中( )
A.小球最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA
B.彈簧的彈性勢能和小球動(dòng)能總和保持不變
C.彈簧的最大彈性勢能等于2mgA
D.小球在最低點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力大于2mg
解析:設(shè)小球平衡時(shí)彈簧的壓縮量為x0
4、,有mg=kx0,由題意知,x0=A,小球振動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),彈簧的壓縮量為2x0=2A,彈力為k·2x0=2mg,D錯(cuò)誤.由動(dòng)能定理知,小球由最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中,重力勢能減少的mg·2A全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,C正確;但在平衡位置時(shí),動(dòng)能最大,由最高點(diǎn)振動(dòng)到平衡位置的過程中,重力勢能減少的mgA有一部分轉(zhuǎn)化為彈性勢能,A不正確.小球在振動(dòng)過程中還有重力勢能的變化,故B錯(cuò)誤.
答案:C
4.如圖3所示,物體A和B用輕繩相連掛在輕彈簧下靜止不動(dòng),A的質(zhì)
量為m,B的質(zhì)量為M,彈簧的勁度系數(shù)為k.當(dāng)連接A、B的繩突然
剪斷后,物體A將在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng),則A振動(dòng)的振幅為( )
5、
A.B.
C.D.
解析:剪斷輕繩前,彈簧伸長的長度為x1=.若彈簧下只掛有
A,則靜止時(shí)彈簧的伸長量x2=,此位置為A在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)的平衡位
置.則A振動(dòng)的振幅為x1-x2=-=.
答案:A
5.細(xì)長輕繩下端拴一小球構(gòu)成單擺,在懸掛點(diǎn)正下方擺長處有一個(gè)能
擋住擺線的釘子A,如圖4所示.現(xiàn)將單擺向左方拉開一個(gè)小角度,
然后無初速地釋放,對于以后的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是( )
A.?dāng)[球往返運(yùn)動(dòng)一次的周期比無釘子時(shí)的單擺周期大
B.?dāng)[球在左、右兩側(cè)上升的最大高度一樣
C.?dāng)[球在平衡位置左右兩側(cè)走過的最大弧長相等
D.?dāng)[線在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的
6、兩倍
解析:由T=2π知,l減小時(shí)T減小,擺球擺至右側(cè)時(shí),擺長減小,
周期變小,故A錯(cuò).因擺動(dòng)中機(jī)械能守恒,故左、右兩側(cè)上升的最大高度相同,即
選項(xiàng)B對.由幾何知識知,擺球向右擺的最大偏角小于左側(cè)最大偏角的兩倍,故左、
右兩側(cè)走過的最大弧長不相等,故C、D錯(cuò).
答案B
6.(2010·黃山模擬)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,下列說法正確的是( )
A.當(dāng)f<f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而減小
B.當(dāng)f>f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f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
7、. 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)的頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,D正確;驅(qū)動(dòng)力的頻率越接近固有頻率,受迫振動(dòng)的振幅越大,B錯(cuò)誤.
答案:D
7.一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖5所示,下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是 4 Hz
B.在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20 cm
C.第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度是零
D.在t=1 s和t=3 s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同
解析:由圖象得T=4 s,f=0.25 Hz,A=2 cm,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.在第4 s末質(zhì)點(diǎn)處于平衡狀態(tài),速度最大,C錯(cuò)誤.在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的路程為s=·4A=20 cm,B正確.在t=1
8、s和t=3 s的時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相反,D錯(cuò)誤.
答案:B
8.如圖6所示,兩根完全相同的彈簧和一根張緊
的細(xì)線將甲、乙兩物塊束縛在光滑水平面上,
已知甲的質(zhì)量大于乙的質(zhì)量.當(dāng)細(xì)線突然斷開
后,兩物塊都開始做簡諧運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中
( )
A.甲的振幅大于乙的振幅
B.甲的振幅小于乙的振幅
C.甲的最大速度小于乙的最大速度
D.甲的最大速度大于乙的最大速度
解析:由題意知,在細(xì)線未斷之前兩個(gè)彈簧所受到的彈力是相等的,所以當(dāng)細(xì)線斷開后,甲、乙兩個(gè)物體做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅是相等的,A、B錯(cuò);兩物體在平衡位置時(shí)的速度最大,此時(shí)的動(dòng)能等于彈簧剛釋放時(shí)的彈性勢能,所以甲、
9、乙兩個(gè)物體的最大動(dòng)能是相等的,則質(zhì)量大的速度小,所以C正確,D錯(cuò)誤.
答案:C
9.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)附近做簡諧運(yùn)動(dòng),若從O點(diǎn)開始計(jì)時(shí),
經(jīng)過3 s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)(如圖7所示);再繼續(xù)運(yùn)動(dòng),又經(jīng)
過2 s它第二次經(jīng)過M點(diǎn);則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需的時(shí)
間是( )
A.8 s或14 s B.4 s或8 s
C.14 s或 s D. s或8 s
解析:設(shè)題圖中a、b兩點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)過程的最大位移處.若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng).O→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)3 s,M→b→M過程歷時(shí)2 s,顯然=4 s,T=16 s.質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時(shí)間Δt3=T-2=16-2=1
10、4 s.若開始計(jì)時(shí)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng),O→a→O→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)3 s,M→b→M運(yùn)動(dòng)過程歷時(shí)2 s,顯然,+=4 s,T= s.質(zhì)點(diǎn)第三次再經(jīng)過M點(diǎn)所需要的時(shí)間Δt3′=T-2 s= s-2 s= s,故C正確.
答案:C
二、計(jì)算題(本題共3小題,共37分,解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
10.(11分)根據(jù)如圖8所示的振動(dòng)圖象:
(1)算出下列時(shí)刻振子對平衡位置的位移.
①t1=0.5 s;②t2=1.5 s.
(2)將位移隨時(shí)間的變化規(guī)律寫成x=Asin(ωt+φ)的形式并指出振動(dòng)的初相位是多少?
解析:(1)由圖象可知A=
11、10 cm,T=4 s
故位移:x=Acosωt=10cost=10cost cm
①當(dāng)t1=0.5 s時(shí),x1=5 cm
②當(dāng)t2=1.5 s時(shí),x2=-5 cm
(2)振子的位移表達(dá)式為:
x=10cost=10sincm
初相位為:φ=.
答案:(1)①5 cm?、冢? cm
(2)x=10sincm
11.(12分)將一測力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測量快速變化的力,圖9甲中O點(diǎn)為單擺的懸點(diǎn),現(xiàn)將小球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉到A點(diǎn),此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài),釋放擺球,則擺球在豎直平面內(nèi)的ABC之間來回?cái)[動(dòng),其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中最低位置.∠AOB=∠COB=α,α小于10°且是未知量
12、,圖9乙表示由計(jì)算機(jī)得到細(xì)線對擺球的拉力大小F隨時(shí)間變化的曲線,且圖中t=0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中信息(g取10 m/s2),求:
(1)單擺的周期和擺長;
(2)擺球質(zhì)量及擺動(dòng)過程中的最大速度.
解析:(1)由圖乙可知:單擺周期T=0.4π s
由公式T=2π可求得擺長l=0.4 m.
(2)mgcosα=Fmin=0.495 N.
mg(l-lcosα)=mvm2,
Fmax-mg=m.
解得m=0.05 kg,vm≈0.283 m/s.
答案:(1)0.4π s0.4 m(2)0.05 kg0.283 m/s
12.(14分)如
13、圖10所示,A、B兩物體的質(zhì)量都為m,拉A物體的細(xì)線與水平方向的夾角為30°時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài),不考慮摩擦力,設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k.若懸線突然斷開后,A在水平面上做周期為T的簡諧運(yùn)動(dòng),當(dāng)B落地時(shí),A恰好將彈簧壓縮到最短,求:
(1)A振動(dòng)時(shí)的振幅;
(2)B落地時(shí)的速度.
解析:(1)線斷前,線的拉力F=mg,設(shè)此時(shí)彈簧伸長為x0,
Fcos30°=kx0,得x0=
線斷后,在彈力作用下,A做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為:
A=x0=.
(2)A將彈簧壓縮到最短經(jīng)歷的時(shí)間t為
t=(+n)T(n=0,1,2…)
在t時(shí)間末B落地,速度v為
v=gt=gT(n=0,1,2…)
答案:(1) (2)gT (n=0,1,2…)
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