高考物理二轮复习专题练习 7.1简谐运动及其图象

高考物理二轮复习专题练习 7.1简谐运动及其图象内容摘要：

1、谐运动及其图象一、选择题(共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分，在每小题给出的四个选项中至少有一项符合题意，全部选对的得 6 分，漏选的得 3 分，错选的得 0 分)1若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是 ()A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B物体通过平衡位置时，所受合外力为零，回复力为零，处于平衡状态C物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同D物体的位移增大时，动能增加，势能减少【解析】如图所示，图线中 a、b 两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，A 错误，C 正确物体的位移增大时，动能减少，势能增加，D 2、 错误单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，B 错误【答案】在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机器的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻 t，机器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，这种现象说明 ()A在 t 时刻脱水桶的惯性最大B在 t 时刻脱水桶的转动频率最大C在 t 时刻洗衣机发生共振D纯属偶然现象，并无规律【解析】质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中质量近似不变，惯性不变，脱水桶的转动频率与转速成正比，随着转动变慢，脱水桶的转动频率减小，因此，t 时刻的转动频率不是最大的，在 t 时刻脱水桶的转动频率与机身的固有 3、频率相等发生共振，故 C 项正确【答案】重庆模拟)如图所示，单摆摆球的质量为 m，做简谐运动的周期为 T，摆球从最大位移 A 处由静止开始释放，摆球运动到最低点B 时的速度为 v，则 ()A摆球从 A 运动到 B 的过程中绳拉力的冲量为零B摆球从 A 运动到 B 的过程中重力做的功为 球运动到 B 时重力的瞬时功率为 球从 A 运动到 B 的过程中重力的平均功率为析】摆球从 A 运动到 B 的过程中绳拉力不为零，时间也不为零，故冲量不为零，所以选项 A 错；由动能定理知选项 B 对；摆球运动到 B 时重力的瞬时功率是 0，所以选项 C 错；摆球从 A 运动到 B 的过程中，用时 T/4，所以重 4、力的平均功率为2P ，所以选项 D 错T/4 2案】2010黄冈中学高三测试) 一弹簧振子做简谐运动，其振动图象如图所示，那么在( t) 和( t)( t 是极短的时间 )两时刻，振子的：速度相同；加速度相同；相对平2衡位置的位移相同；振动的能量相同以上选项中正确的是()ABCD【解析】由振动图象可看出，在( t)和( t )两时刻，2振子的速度相同，加速度大小相等方向相反，相对平衡位置的位移大小相等方向相反，振动的能量相同，正确选项是 D.【答案】图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为 8弹簧振子的固有频率为 72支架受到竖直方向且频率为 9驱动力作用做受迫振动时， 5、两个弹簧振子的振动情况是 ()A甲的振幅较大，且振动频率为 8的振幅较大，且振动频率为 9的振幅较大，且振动频率为 9的振幅较大，且振动频率为 72析】据受迫振动发生共振的条件可知甲的振幅较大，因为甲的固有频率接近驱动力的频率做受迫振动物体的频率等于驱动力的频率，所以 B 选项正确【答案】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，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 ()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 6、的弹力是相等的，所以当细线断开后，甲、乙两个物体做简谐运动时的振幅是相等的，A、B 错；两物体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、乙两个物体的最大动能是相等的，则质量大的速度小，所以 C 正确，D 错误【答案】挂在竖直方向上的弹簧振子，周期 T2s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，3在一个周期内的振动图象如图所示，关于这个图象，下列哪些说法是正确的是 ()At，振子的加速度为正，速度也为正Bt，振子的加速度为负，速度也为负Ct，振子的速度为零，加速度为负的最大值Dt，振子的速度为零，加速度为负的最大值【答案】2010潍坊市检测)如图所示，一根轻弹簧竖直直立在 7、水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块物块从高处自由下落到弹簧上端 O，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了 ，物块的速度变为零从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移 x 变化的图象可能是图中的 ()【解析】根据题意，由能量守恒可知 hx)，其中 k 为弹簧劲度系数，h 为12物块下落处距 O 点的高度， x 为弹簧压缩量当 xx 0时，物块速度为 0，则mgma，a g g gg，故正确答案为 mg(h x0)g(h x0)案】图所示，图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置当盛砂漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上形成的曲线显示出砂摆的振动位移随时间的变 8、化关系已知木板被水平拉动的速度为 s，这次实验砂摆的摆长为 (取 g 2) ()A B C D析】由题中条件可得单摆的周期为 T s周期公式 T2 答案】遵义四中模拟)如图所示，图乙中图象记录了单摆中摆球的动能、势能随摆球位置4变化的关系，下列关于图象的说法正确的是 ()Aa 图线表示势能随位置的变化关系Bb 图线表示机械能随位置的变化关系Cc 图象表示动能随位置的变化关系D图象表明摆球在势能和动能的相互转化过程中机械能不变【解析】当摆球释放后，动能增大，势能减小，当运动至 B 点时动能最大，势能最小，然后继续摆动，动能减小，势能增大，到达 C 点后动能为零，势能最大，整个过程中摆球只有重力做 9、功，摆球的机械能守恒，综上可知只有 D 项正确【答案】述、计算题(本题共 3 小题，共 40 分，解答时应写出必要的文字说明、计算公式和重要的演算步骤，只写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)11有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度已知该单摆在海平面处的周期是 得该单摆周期为 h.(把地球看做质量均匀分布的半径为 R 的球体)【解析】根据单摆周期公式 ，T2 ，其中 l 是单摆长度，g 0和 g 分别是据万有引力定律公式可得 M(R h)2由以上各式可解得 h( 1)案】( 1)图所示，A、B 两物体的质量都为 m，拉 A 物体的细线与水平方向的夹角为 30 10、时处于静止状态，不考虑摩擦力，设弹簧的劲度系数为 在水平面上做周期为 T 的简谐运动，当 B 落地时，A 恰好将弹簧压缩到最短，求：(1)A 振动时的振幅；(2)B 落地时的速度【解析】(1)线断前，线的拉力 F设此时弹簧伸长为 ，得 弹力作用下，A 做简谐运动的振幅为：Ax 0 )A 将弹簧压缩到最短经历的时间 t 为5t( n) T.(n0,1,2)12在 t 时间末，B 落地，速度 n0,1,2 )(2n 1)2【答案】(1) (2) gT(n0,1,2)32n 1)213如图所示，质量为 m物体放在质量为 M 平 台上，随平台上、下做简谐运动设在简谐运动过程中，二者始终保持相 对静止已知弹簧的劲度系数为 k400N/m，振幅为 A1)二者一起运动到最低点时，物体对平台的压力大小；(2)二者一起运动最高点时，物体对平台的压力大小( 取 g10m/s)【解析】(1)在平衡位置，设弹簧压缩量为 x，有(M m) g解得 x物体对平台压力大小为 牛顿第三定律可知，平台对物体的支持力大小也为 整体k(x A)( Mm)g(M m)a 1对 mF 1mg，解得 m/s 2，F 19N.(2)在最高点，设物体对平台压力大小为 整体( Mm) gk(xA)( Mm) m 2解得 m/s 2，F 21N.【答案】(1)9N (2)1N。