2022三维设计一轮大本高考物理课时跟踪检测(四十三)　机械振动

2022三维设计一轮大本高考物理课时跟踪检测(四十三)　机械振动　课时跟踪检测((四.))　机械振动　1．(多选)正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，刻到某一时刻t，，机身反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，针对这种现象的分析说法正确的是(　)　A.在在t时刻脱水桶的惯性最大　B．．在在t时刻脱水桶的转动频率最大　C．．在在t时刻洗衣机发生共振　D．．纯属偶然现象，并无规律　E．．机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率相等解析：选选CE　惯性是物体本身的性质，只与物体的质量有关，，A错误；机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率相等，当脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等时机身发生共振，振幅最大，，C、E正确，，B、D错误。　2．(多选)如图甲所示，点弹簧振子以点O 为平衡位置，在在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，移振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是(　)　A．t＝0.8s时时，振子的速度方向向左　B．t＝0.2s时时，在振子在O点右侧6cm处处　C．t＝0.4s和和t＝1.2s时时，振子的加速度完全相同　D．t＝0.4s到到t＝0.8s的时间内，振子的速度逐渐增大　E．t＝0.8s到到t＝1.2s的时间内，振子的加速度逐渐增大解析：选选ADE　由题图知，t＝0.8s时时，振子在平衡位置向负方向运动，所以速度方向　向左，，A正确；由题图乙可知，为弹簧振子的振动方程为x＝Asint＝12sinèèææøøöö54tcm，，当t＝0.2s时时，x＝62　cm，，在即振子在O点右侧62　cm处处，，B错误；t＝0.4s和和t＝1.2s时时，振子的加速度大小相等，方向相反，，C错误；t＝0.4s到到t＝0.8s的时间内， 振子向平衡位置运动，速度逐渐增大，，D正确；t＝0.8s到到t＝1.2s的时间内，振子远离平衡位置运动，加速度增大，，E正确。　3．(多选)关于单摆，下列说法正确的是(　)　A．．将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变大　B．．单摆的周期公式是由惠更斯总结得出的　C．．将单摆的摆从角从4改为2，，单摆的周期变小　D．．当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大　E．．当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零解析：选选ABD　将单摆由沈阳移至广州，因重力加速度减小，据根据T＝2lg　可知，单摆周期变大，项选项A正确；单摆的周期公式是由惠更斯总结得出的，项选项B正确；单摆的周期与摆角无关，从将单摆的摆角从4改为2，，单摆的周期不变，项选项C错误；当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大，有向心加速度，则受到的合力不为零项，选项D正确，项选项E错误。　4．(多选)下列说法正确的是( 　)　A．．在同一地点，单摆做简谐运动的周期的平方与其摆长成正比　B．．弹簧振子做简谐运动时，振动系统的势能与动能之和保持不变　C．．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐运动的周期越小　D．．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率　E．．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向向解析：选选ABD　根据单摆周期公式T＝2lg　可以知道，在同一地点，度重力加速度g为定值，故周期的平方与其摆长成正比，故选项项A正确；弹簧振子做简谐运动时，只有动能和势能相互转化，根据机械能守恒条件可以知道，振动系统的势能与动能之和保持不变，项故选项B正确；根据单摆周期公式T＝2lg　可以知道，单摆的周期与质量无关，故选项项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选 　项项D正确；若弹簧振子初始时刻的位置在平衡位置，知道周期后，可以确定任意时刻运动项速度的方向，若弹簧振子初始时刻的位置不在平衡位置，则无法确定，故选项E错误。　5.(多选)(2021浙江省温州模拟)将一单摆向左拉至水平标志线上，从静止释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到障碍物，摆球继续向右摆动。用频闪照相机拍到如图所示的单摆运动过程的频闪照片，以下说法正确的是(　)A．．这个实验说明了动能和势能可以相互转化，转化过程中机械能守恒　B．．为摆线碰到障碍物前后的摆长之比为9∶4　C．．摆球经过最低点时，线速度不变，半径减小，摆线张力变大　D．．摆球经过最低点时，角速度变大，半径减小，摆线张力不变解析：选选ABC　摆线即使碰到障碍物，摆线的拉力对小球也不做功，整个过程中只有重力做功，所以机械能守恒，其仍能回到原来的高度，故故A正确；频闪照相机拍摄的时间间隔一定，由题图可知，为摆线碰到障碍物前、后的周期之比为3∶2，，根据单摆的周期公式T＝2lg　，为得摆长之比为9∶4，，故故B 正确；摆球经过最低点时，线速度不变，半径变小，据根据F－mg＝mv2l知，张力变大，据根据v＝r，知角速度增大，故故C正确，，D。　错误。　6．(多选)受迫振动的演示装置如图所示，在一根张紧的绳子上悬挂几个摆球，可以用一个单摆(称为"驱动摆'')驱动另外几个单摆。下列说法正确的是(　)　A．．某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度可能不同而加速度一定相同　B．．为如果驱动摆的摆长为l，，于则其他单摆的振动周期都等于2lg　C．．为如果驱动摆的摆长为l，，为振幅为A，，于若某个单摆的摆长大于l，，于振幅也大于A　D．．如果某个单摆的摆长等于驱动摆的摆长，则这个单摆的振幅最大　E．．驱动摆只把振动形式传播给其他单摆，不传播能量解析：选选ABD　某个单摆摆动过程中多次通过同一位置时，速度大小相等但方向可能不同，据根据F＝－kx可得，度加速度a＝Fm　＝－km 　x，故加速度一定相同，，A正确；如果驱为动摆的摆长为l，有根据单摆的周期公式有T＝2lg　，而其他单摆都做受迫振动，故其振　动周期都等于驱动摆的周期，，B正确；当做受迫振动的单摆的固有周期等于驱动摆的周期时，做受迫振动的单摆的振幅最大，故某个单摆的摆长大，振幅不一定也大，，C错误；同一地区，单摆的固有频率只取决于单摆的摆长，则当摆长等于驱动摆的摆长时，单摆的振幅能够达到最大，这种现象称为共振，受迫振动不仅传播运动形式，还传播能量和信息，，D正确，，E错误。　7．(多选)下列说法正确的是(　)　A．．摆钟走得快了必须调短摆长，才可能使其走时准确　B．．挑水时为了防止水从桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率　C．．在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是共振现象　D．．部队要便步通过桥梁，是为了防止桥梁发生共振而坍塌　E．．较弱声音可以震碎玻璃杯， 是因为玻璃杯发生了共振解析：选选BDE　摆钟走得快了说明摆的周期短，需要增大单摆的周期，根据单摆的周式期公式T＝2lg　可知，必须增大摆长，才可能使其走得准确，故故A错误；挑水的人由于行走，使扁担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步的频率时，发生共振，水桶中的水溢出，挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以加快或减慢走路的频率，故故B正确；停在海面的小船上下振动，是受迫振动，故故C错误；部队经过桥梁时，如果士兵行走的频率和桥梁的固有频率相等，则会发生共振，为了防止桥梁发生共振而坍塌，士兵要便步通过桥梁，故故D正确；当声音的频率等于玻璃杯的固有频率时，杯子发生共振而破碎则，则E正确。　8.如图所示，一竖直圆盘转动时，一固定在圆盘上的小圆柱带动一T形支架在竖直方向振动，，T形支架的下面系着一弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘转动一会静止后，小球做________(选选填"阻尼'"自由'或"受迫'')振动。若弹簧和小球构成的系统振动为频率约为3Hz，，以现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定，小球的振动频率为________Hz 。逐渐改变圆盘的转动周期，当小球振动的振幅达到最大时，此时圆盘的周期为________s。　解析：　由于水对小球有阻力的作用，因此圆盘停止转动后，小球做阻尼振动；圆盘转动时带动小球做受迫振动，因此小球振动稳定时的振动频率等于驱动力的频率，即小球的振动频率f＝14　Hz＝0.25Hz；当驱动力的频率等于小球的固有频率时小球振动的振幅最大，　为即圆盘的转动频率应为3Hz，，则圆盘的周期应为13　s。。　答案：　阻尼　0.25　0.33èèææøøöö或13　9．．如图所示，，于一单摆悬于O点点，，为摆长为l，，在若在O点的正下方的O点钉一个光滑钉子，使使OO＝＝l2　，，至将单摆拉至A处释放，在小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直于方向夹角小于5，，则此摆的周期是( 　)　A．2lg　B．2l2g　C．2èèææøøöölg＋＋l2g　D．．èèææøøöölg＋＋l2g　解析：选选D　根据T＝2lg　，该单摆有12　周期摆长为l，12　周期摆长为12　l。故T＝lg　＋l2g　＝èèææøøöölg＋＋l2g，故故D正确。　10．(多选)简谐运动的振动图象可用下述方法画出：如图甲所示，在弹簧振子的小球上笔安装一支绘图笔P，，让一条纸带在与小球振动方向垂笔直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象。取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置位移的正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图象如图乙所示。下列说法正确的是(　) 　A．．为弹簧振子的周期为4s　B．．为弹簧振子的振幅为10cm　C．t＝17s时振子相对平衡位置的位移是10cm　D．．为若纸带运动的速度为2cm/s，，上振动图象上1、3两点间的距离是4cm　E．2.5s时时向振子正在向x轴正方向运动　解析：选选ABD　周期是振子完成一次全振动的时间，由题图知，为弹簧振子的周期为T＝＝4s，，故故A正确；振幅是振子离开平衡位置的最大距离，由题图知，为弹簧振子的振幅为10cm，，故故B正确；振子的周期为4s，，由周期性知，t＝17s时振子相对平衡位置的位移与t＝1s时振子相对平衡位置的位移相同，为为0，，故故C错误；若纸带运动的速度为2cm/s，，振动上图象上1、3两点间的距离为s＝vt＝2cm/s2s＝4cm，，故故D正确；题图乙图线的斜率表示速度，斜率正、负表示速度的方向，知则知2.5s时振子的速度为负，向正在向x轴负方向运动，故故E错误。　11．(多选)某实验小组在研究单摆时改进了实验方案，将一力传感器连接到计算机上。中图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球(可视为质点)拉至A点点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，的 则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，中其中B点为最低位置，AOB＝＝COB＝，于小于5且大小未知，同时由计算机得到了摆线对摆小球的拉力大小F间随时间t变化的曲线，如图乙所示(图中所标字母均为已知量)，，中且图中t＝0时刻为摆球从A为点开始运动的时刻。已知摆长为l，，为重力加速度为g。根据题中(包括图中)所给的信息，下列说法正确的是(　)　A．．为该单摆的周期为t2　B．．可求出摆球的质量　C．．点不能求出摆球在最低点B时的速度大小　D．．若在地球的两极做该实验，则测得单摆的周期最大　E．．若增加摆球的质量，单摆的周期不变解析：选选ABE　由题图乙可知单摆的周期T＝t2，故故A正确；在B点拉力F有最大值，律根据牛顿第二定律Fmax－－mg＝mv2l，，在在A、C两点拉力F有最小值，Fmin＝＝mgcos，由A到点到B有点根据机械能守恒定律有mgl(1－cos)＝＝12　mv2，量由此可求得摆球的质量m＝Fmax＋＋2Fmin3g，在在B点时的速度v＝2（Fmax－Fmin ）glFmax＋＋2Fmin，故故B正确，，C错误；地球的两极重力加速度最大，若在地球的两极做该实验，为单摆周期为T＝2lgmax　，，所以测得　单摆的周期最小，故故D错误；根据单摆周期公式可知，单摆的周期与摆球质量无关，故故E正确。　12．(多选)如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，的已知甲的质量是乙的质量的4倍倍，期弹簧振子做简谐运动的周期T＝2mk　，，中式中m为振子的质量，，k为弹簧的劲度系数。当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中(　)　A．．的甲的振幅是乙的振幅的4倍倍　B．．甲的振幅等于乙的振幅　C．．甲的最大速度是乙的最大速度的12　D．．的甲的振动周期是乙的振动周期的2倍倍　E．．的甲的振动频率是乙的振动频率的2倍解析：选选BCD　细线断开前，两根弹簧上的弹力大小相同 ，弹簧的伸长量相同，细线断开后，两物块都开始做简谐运动，简谐运动的平衡位置都在弹簧原长位置，所以它们的振幅相等，A错误，，B正确；两物块做简谐运动时，动能和势能相互转化，总机械能保持不变，细线断开前，弹簧的弹性势能就是物块开始做简谐运动时的机械能，二者相等，根据机械能守恒，可知在振动过程中，它们的机械能相等，到达平衡位置时，它们的弹性势能为零，动能达到最大，二者相等，的因为甲的质量是乙的质量的4倍倍，根据动能公式可知甲的最大速度是乙的最大速度的12　，C正确；根据弹簧振子式做简谐运...