统考版高考物理复习热点专项练十四机械振动与机械波光学第100练机械振动含答案

这是一份统考版高考物理复习热点专项练十四机械振动与机械波光学第100练机械振动含答案，共3页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．(多选)下列说法正确的是( )
A．摆钟走时快了必须调短摆长，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步频
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．较弱声音可振碎玻璃杯，是因为玻璃杯发生了共振
2.
(多选)劲度系数为20 N/cm的弹簧振子的振动图象如图所示，则( )
A．图中A点对应的时刻振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴负方向
B．图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴正方向
C．在0～4 s内，振子做了2 次全振动
D．在0～4 s内，振子通过的路程为0.35 cm，位移为0
E．在0～4 s内，振子通过的路程为4 cm，位移为0
二、非选择题
3．如
图所示，一竖直圆盘转动时，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________(选填“阻尼”“自由”或“受迫”)振动．若弹簧和小球构成的系统振动频率约3 Hz，现使圆盘以4 s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．
4．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m＝1 kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10 cm.现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最高点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2.
(1)写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式；
(2)求出小球在0～12.9 s内运动的总路程和12.9 s时刻的位置；
(3)小球运动到最高点时加速度的大小．
第100练 机械振动
1．答案：BDE
解析：摆钟走时快了，说明摆钟的周期变小了，根据T＝2π eq \r(\f(L,g)) 可知增大摆长L可以增大摆钟的周期，A错误；挑水时为了防止水从桶中荡出，可以改变走路的步频，B正确；在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的小船上下振动，是受迫振动，C错误；部队便步通过桥梁，不能产生较强的驱动力，就避免桥梁发生共振现象，故D正确；当声音频率等于玻璃杯频率时，杯子发生共振而破碎，E正确．
2．答案：BCE
解析：由图象可知，A点在t轴上方，此时振子的位移x＝0.25 cm，所以振子所受的弹力F＝－kx＝－5 N，即弹力大小为5 N ，方向指向x轴负方向，A错误；过A点作图象的切线，该切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴正方向，B正确；由图象可知，周期为2 s，振幅为0.5 cm，故在0～4 s内，振子完成2 次全振动，由于t＝0时刻和t＝4 s时刻振子都在最大位移处，所以在0～4 s内，振子的位移为零，振子通过的路程为2×4×0.5 cm＝4 cm，D错误，C、E正确．
3．答案：阻尼 0.25 0.33（或 eq \f(1,3) ）
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，即小球的振动频率为 eq \f(1,4) Hz＝0.25 Hz；当驱动力的频率等于小球的固有频率时小球的振幅最大，即圆盘的转动频率应为3 Hz，则圆盘的周期应为 eq \f(1,3) s.
4．答案：（1）y＝5cs eq \f(5π,3) t（cm） （2）215 cm 在平衡位置 （3）5 m/s2
解析：本题考查简谐运动图象与力学知识的综合应用．
（1）由振动图象可知A＝5 cm，T＝1.2 s ，则ω＝ eq \f(2π,T) ＝ eq \f(5π,3) rad/s，则小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式为y＝A cs ωt＝5cs eq \f(5π,3) t（cm）.
（2）12.9 s＝10 eq \f(3,4) T，则小球在0～12.9 s内运动的总路程为10 eq \f(3,4) ×4A＝215 cm；将t＝12.9 s代入（1）中关系式可得y＝0，即小球在平衡位置．
（3）小球在平衡位置时弹簧伸长量为10 cm，则k＝ eq \f(mg,Δx) ＝ eq \f(10,0.1) N/m＝100 N/m，小球在最高点时，弹簧伸长Δx′＝5 cm，则mg－kΔx′＝ma，解得a＝5 m/s2.