高考物理一轮复习课时分层作业（二十二）机械振动含答案

课时分层作业(二十二)　机械振动

基础性题组

1．在北京走时准确的摆钟，随考察队带到北极黄河站，则这个摆钟(　　)

A．变慢了，重新校准应减小摆长

B．变慢了，重新校准应增大摆长

C．变快了，重新校准应减小摆长

D．变快了，重新校准应增大摆长

2．[2022·江苏常州联考](多选)关于某物体受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是(　　)

A．物体的固有频率等于f0

B．物体做受迫振动时的频率等于f0

C．物体做受迫振动时振幅相同则频率必相同

D．为避免共振发生，应该让驱动力的频率远离f0

3．[2022·福建省调研](多选)如图甲所示，以O点为平衡位置，弹簧振子在A、B两点间做简谐运动，图乙为这个弹簧振子的振动图像．下列说法中正确的是(　　)

A．在t＝0.2 s时，弹簧振子的加速度为正向最大

B．在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子在同一位置

C．从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动

D．在t＝0.6 s时，弹簧振子有最小的弹性势能

4．悬挂在竖直方向上的弹簧振子如图甲所示，周期T＝2 s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，在一个周期内的振动图像如图乙所示，关于这个图像，下列说法正确的是(　　)

A．t＝1.25 s时，振子的加速度为正，速度也为正

B．t＝1.7 s时，振子的加速度为负，速度也为负

C．t＝1.0 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

D．t＝1.5 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

5．[2022·河北沧州模拟](多选)如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示．不计空气阻力，g取10 m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法中正确的是(　　)

A．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝(8sin πt) cm

B．单摆的摆长约1 m

C．从t＝2.5 s到t＝3 s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大

D．从t＝2.5 s到t＝3 s的过程中，摆球所受绳子拉力逐渐减小

综合性题组

6．如图所示，将小球甲、乙、丙(都可视为质点)分别从A、B、C三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心处出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B到达另一端D，丙沿圆弧轨道从C点运动到D，且C点很靠近D点．如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是(　　)

A．甲球最先到达D点，乙球最后到达D点

B．甲球最先到达D点，丙球最后到达D点

C．丙球最先到达D点，乙球最后到达D点

D．甲球最先到达D点，无法判断哪个球最后到达D点

7．[2022·济宁模拟]如图甲所示，摆球在竖直面内做简谐运动．通过力传感器得到摆线拉力F的大小随时间t变化的图像如图乙所示，摆球经过最低点时的速度为v＝ m/s，忽略空气阻力，g取10 m/s2，π2≈g，求：

(1)单摆的摆长l；

(2)摆球的质量m.

课时分层作业(二十二)　机械振动

1．解析：摆钟从上海到北极，纬度升高，重力加速度g变大，由单摆的周期公式T＝2π可知，摆钟的周期变小，即摆动变快，要将周期T调大从而重新校准应增大摆长l，故D正确，A、B、C错误．故选D.

答案：D

2．答案：AD

3．解析：在t＝0.2 s时，弹簧振子的位移为正向最大值，a＝－，知弹簧振子的加速度为负向最大，A错误；在t＝0.1 s与t＝0.3 s两个时刻，弹簧振子的位移相同，说明弹簧振子在同一位置，B正确；从t＝0到t＝0.2 s时间内，弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振子做加速度增大的减速运动，C正确；在t＝0.6 s时，弹簧振子的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，D错误．

答案：BC

4．解析：t＝1.25 s时，位移为正，加速度a＝－x为负，x ­ t图像上某点切线的斜率表示速度，故速度为负，A错误；t＝1.7 s时，位移为负，加速度a＝－x为正，速度为负，B错误；t＝1.0 s时，位移为正，加速度a＝－x为负，且最大，速度为零，C正确；t＝1.5 s时，位移为零，故加速度为零，速度为负向最大，D错误．故选C.

答案：C

5．解析：由图像可知，单摆周期为T＝2 s，则ω＝＝π rad/s，所以单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝(8sin πt) cm，故A正确；由单摆的周期公式T＝2π 解得单摆的摆长为l≈1 m，故B正确；由图像可知，从t＝2.5 s到t＝3 s的过程中，摆球在靠近平衡位置，所以摆球的重力势能减小，故C错误；由于从t＝2.5 s到t＝3 s的过程中，摆球在靠近平衡位置，所以摆球的速度在增大．设绳子与竖直方向夹角为θ，则其所受绳子的拉力为FT＝G cos θ＋m，此时θ在减小，v在增大，所以拉力在增大，故D错误．故选AB.

答案：AB

6．解析：设圆弧轨道半径为R，由自由落体运动规律，可得甲球运动时间t1＝；设BD倾角为θ，则对乙球分析可得，其运动的加速度大小为a＝g sin θ，又BD长为2R sin θ，故2R sin θ＝，得乙球运动时间t2＝2 ；因C点很靠近D点，可认为丙球做简谐运动，则丙球运动时间t3＝×2π ＝.综上可知A正确．

答案：A

7．解析：(1)由乙图可知单摆周期为T＝2 s；

由单摆周期公式T＝2π ；

解得l＝1 m；

(2)当拉力最大时，即F＝1.02 N时，摆球处在最低点．

由牛顿第二定律F－mg＝m；

可解得m＝0.1 kg.

答案：(1)1 m　(2)0.1 kg