【步步高】高考物理大一轮复习 12.1 机械振动 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:45:00星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

12.1 机械振动

π

1.某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为x=Asint,则质点

4 ( ).

A.第1 s末与第3 s末的位移相同 B.第1 s末与第3 s末的速度相同 C.第3 s末至第5 s末的位移方向都相同 D.第3 s末至第5 s末的速度方向都相同

π

解析 根据x=Asint,可求得该质点振动周期为T=8 s,则该质点振动图像如图所示,

4图像的斜率为正表示速度为正,反之为负,由图可以看出第1 s末和第3 s末的位移相同,

但斜率一正一负,故速度方向相反,A正确、B错误;第3 s末和第5 s末的位移方向相 反,但两点的斜率均为负,故速度方向相同,选项C错误、D正确.

答案 AD

2.一质点做简谐运动的图像如图12-1-1所示,下列说法正确的是

( ).

A.质点振动频率是4 Hz

B.在10 s内质点经过的路程是20 cm C.第4 s末质点的速度为零

D.在t=1 s和t=3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相同

解析 振动图像表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移,由图像可看出,质点运动的 155周期T=4 s,其频率f==0.25 Hz;10 s内质点运动了T,其运动路程为s=×4AT225

= 2

×4×2 cm=20 cm;第4 s末质点在平衡位置,其速度最大;t=1 s和t=3 s两时刻,由

图12-1-1

图像可看出,位移大小相等,方向相反.由以上分析可知,B选项正确. 答案 B

3.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为

4 km/s和9 km/s.一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成(如图12-1-2所示).在一次地震中,震源在地震仪下方,观察到两振子相差5 s开始振动,则 ( ). A.P先开始振动,震源距地震仪约36 km B.P先开始振动,震源距地震仪约25 km C.H先开始振动,震源距地震仪约36 km D.H先开始振动,震源距地震仪约25 km

解析 纵波传播速率较大,因此P先振动,s=9t=4(t+5),t=4 s,s=36 km. 答案 A

4.下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系,若该振动系统的固有频率为f固

图12-1-2

,则

( ).

驱动力频率/Hz 受迫振动振幅/cm 30 10.2 40 16.8 50 27.2 60 28.1 70 16.5 80 8.3 A.f固=60 Hz

B.60 Hz

C.50 Hz

解析 从图所示的共振曲线,可判断出f驱与f固相差越大,受迫

振动的振幅越小;f驱与f固越接近,受迫振动的振幅越大.并从 中看出f驱越接近f固,振幅的变化越慢.比较各组数据知在f驱 在50 Hz~60 Hz范围内时,振幅变化最小,因此,50 Hz

5.如图12-1-3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,已知甲的质量大于乙的质量.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

( ).

图12-1-3

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 由题意知,在细线未断之前两个弹簧所受到的弹力是相等的,所以当细线断开后, 甲、乙两个物块做简谐运动时的振幅是相等的,A、B错;两物块在平衡位置时的速度 最大,此时的动能等于弹簧刚释放时的弹性势能,所以甲、乙两个物块的最大动能是相 等的,而质量大的速度小,所以C正确,D错误. 答案 C

6.一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播,处在x1=1 m和x2=2 m的两质点A、B的振动图象如图12-1-4所示.由此可知 ( ).

图12-1-4

4A.波长为 m

3B.波速为1 m/s

C.3 s末A、B两质点的位移相同

D.1 s末A点的振动速度大于B点的振动速度

解析 Δx=x2-x1=1 m,由于波沿x轴正方向传播,所以A先振动,又由于波长大于1 m,

334Δx1

所以Δt=3 s=T,所以Δx=λ,λ= m,A正确,波速v== m/s,B错误;

443Δt3由振

动图象可知,在3 s末,A、B两质点的位移不相同,C错误;1 s末A点速度为零,B点

速度最大,D错误. 答案 A

7.弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动,B、C相距20 cm.某时刻振子