2021物理鲁科版新课程一轮复习核心素养测评 三十六 机 械 振 动

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高考物理鲁科版新课程一轮复习核心素养测评三十六机械振动温馨提示:此套题为Word版，请按住Ctrl，滑动鼠标滚轴,调节合适的观看比例,答案解析附后。关闭Word文档返回原板块.核心素养测评三十六机械振动(45分钟100分）一、选择题(本题共9小题，每小题6分,共54分，1～6题为单选题,7～9题为多选题)1.如图所示，轻弹簧下端挂一个质量为M的重物，平衡后静止在原点O。现令其在O点上下做简谐运动,下列四幅图象能正确反映重物的加速度a随位移x变化关系的是(沿x轴正方向的加速度为正） (）【解析】选B。做简谐运动的物体在运动方向上的合力就是回复力,回复力与位移成正比且方向相反。所以选项B正确,A、C、D错误。2。(2020·滨州模拟)如图所示,装有砂粒的试管竖直静浮于水面。将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是()【解析】选D.将试管竖直提起少许,由静止释放，并取向上为正方向,所以计时时刻，试管的位移为正的最大，D正确。3。（2017·北京高考)某弹簧振子沿x轴的简谐振动图象如图所示,下列描述正确的是 (）A。t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B。t=2s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C.t=3s时，振子的速度为负的最大值,加速度为零D。t=4s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值【解析】选A。简谐运动中,质点在平衡位置处的振动速度最大，加速度为零,质点在偏离平衡位置位移最大处的速度为零，加速度最大，且加速度方向始终指向平衡位置，A选项正确，B、C、D选项错误。4。一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动,若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，如图所示;再继续运动,又经过4s第二次经过M点；则再经过多长时间第三次经过M点 (）A。7s B.14sC.16s D.103【解析】选C.假设质点开始运动的方向先向左，再向M点运动,运动路线如图甲所示。由于从O点到质点第一次经过M点的时间是3s，小于质点第二次经过M点的时间4s，根据质点的运动路线来看是不可能的,所以质点开始运动的方向应向右。如图乙，振动的周期为T=4×3s+12×4s=20s,质点第三次经过M点需要经过的时间为t=T—4s=16s,故C项正确，A、B5.一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则 (）A.此单摆的固有周期约为0.5sB.此单摆的摆长约为1C。若摆长增大,单摆的固有频率增大D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动【解析】选B。由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5Hz,其固有周期为2s,T=2πLg得单摆的摆长约为1m,若摆长增大，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰值左移，6。（2019·潍坊模拟）如图所示为同一地点的两个单摆甲、乙的振动图象,下列说法不正确的是（)A。甲、乙两单摆的摆长相等B.甲摆的振幅比乙摆的大C.甲摆的机械能比乙摆的大D。在t=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆【解析】选C。由题图可知,两单摆的周期相同,同一地点重力加速度g相同，由单摆的周期公式T=2πlg可知，甲、乙两单摆的摆长相等，选项A正确;甲摆的振幅为10cm，乙摆的振幅为7cm，则甲摆的振幅比乙摆大，选项B正确；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长相等,但由于两摆的质量未知，故无法比较机械能的大小,选项C错误；在t=0.5s时，甲摆经过平衡位置,摆动的加速度为零,而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，7。关于振动的周期下列说法正确的是 （)A。在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B。在同一地点,当摆长不变时,摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小C.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D。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【解析】选A、C。在同一地点,重力加速度g为定值,根据单摆周期公式T=2πlg可知，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比,故选项A正确；根据单摆周期公式T=2πlg可知，单摆的周期与摆球质量无关,故选项B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C正确;已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，还要知道起振方向,才能知道振子在任意时刻运动速度的方向,故选项8。(2020·潍坊模拟)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。如图甲所示,O点为单摆的固定悬点，现将摆球(可视为质点)拉至A点，此时摆线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动,其中B点为运动中的最低位置，∠AOB=∠COB=α，α小于5°且是未知量。同时由计算机得到了摆线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，Fmax、Fmin、t1、t2均为已知量，t=0时刻摆球从A点开始运动,重力加速度为g。则根据题中（包括图中)所给的信息判断下列说法正确的是 （)A.该单摆的周期为t1B.根据题中(包括图中)所给的信息可求出摆球的质量C.根据题中（包括图中）所给的信息可以求出摆球在最低点B时的速度D.若增加摆球的质量,单摆的周期变长【解析】选B、C.由乙图可知单摆的周期T=t2,A错误；在B点拉力有最大值,根据牛顿第二定律Fmax-mg=mv2l；在A、C两点拉力有最小值，Fmin=mgcosα。由A到B机械能守恒,即mgl(1-cosα)=12mv2Fmax+2Fmin3g，B正确；已知周期T，由T=2πlg=t2得,l=t22g4π2，根据Fmax-mg=m9.一个质点经过平衡位置O,在A、B间做简谐运动，如图(a）所示，它的振动图象如图（b）所示，设向右为正方向，下列说法正确的是 （）世纪金榜导学号A.OB=5B.第0.2s末质点的速度方向是A→OC.第0。4s末质点的加速度方向是A→OD.第0.7s时质点位置在O点与A点之间【解析】选A、C。OB间距离等于振幅，由图知,OB=A=5cm,故A项正确;位移图象切线的斜率等于速度,根据数学知识知,第0.2s末质点的速度方向沿负向，即O→A，故B项错误;第0.4s末质点的位移为负,方向是O→A,由a=—kxm分析可知，加速度方向是A→O，故C项正确；第0。7s时，质点位置在O与B两点之间,二、实验题(16分)10.某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中,测得摆线长为L，摆球直径为d,然后用秒表测得n次全振动的时间为t,则:（1)重力加速度的表达式g=________。（用上述符号表示)

(2）若用最小分度为毫米的刻度尺测得摆线长为980.8mm,用20分度的游标卡尺测得摆球直径如图甲，摆球的直径为________mm。单摆在竖直面内摆动，用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间如图乙,则t=__________s。求得当地的重力加速度为________m/s2.(取π2=9。86,(3)如果他测得的g值偏小，可能的原因是________。

A。测摆线长时摆线拉得过紧B.摆球在水平面内做圆锥摆运动C.开始计时,秒表过迟按下D.悬点未固定,振动过程中出现松动,摆线长度增加了【解析】（1)根据T=2πlg摆长l=L+d2,周期T=联立解得g=4π（2）游标卡尺的主尺读数为18游标读数为0。05×8mm=则小球的直径为18.40秒表的小盘读数为90s，大盘读数为10.0s，则秒表的读数t=100。0s.则g=4π2n2(L+d2)(3）根据g=4π2lT2,测摆线长时摆线拉得过紧,摆长测量值偏大，则重力加速度测量值偏大，故A错误；摆球在水平面内做圆锥摆运动,等效摆长比实际的摆长短,摆长的测量值偏大,则重力加速度的测量值偏大,故B错误；开始计时,秒表过迟按下,则测量的周期偏小,测量的重力加速度值偏大，故C错误；悬点未固定,振动过程中出现松动,摆线长度增加了。则测量的摆长偏短，答案:(1)4（2)18。40100。09。76（3）D11.（10分）如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x与时间t的关系图象如图乙所示,下列说法正确的是 （)A.t=0.8s时，振子的速度方向向右B。t=0。2s时，振子在O点右侧6C.t=0。4s和t=1。2s时,振子的加速度相同D。从t=0.4s到t=0。8s的时间内，振子的速度逐渐增大【解析】选D。由图乙知,t=0.8s时，图象的斜率为负,说明振子的速度为负，即振子的速度方向向左，故A项错误;在0～0。4s内,振子做变减速运动，不是匀速运动，所以t=0。2s时,振子不在O点右侧6cm处，故B项错误；t=0.4s和t=1。2s时,振子的位移完全相反，由a=-kxm，知加速度完全相反,故C项错误；在t=0。4s到t=0。8s的时间内，振子的位移减小,正向平衡位置靠近,速度逐渐增大，12.(20分)将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲表示小滑块（可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的A、A′之间来回滑动。A、A′点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为θ，均小于5°,图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中(包括图中）所给的信息,求：(1）容器的半径；（2)小滑块的质量；（3)滑块运动过程中的机械能.(g取10m/s【解析】（1)由图乙得小滑块做简谐振动的周期T=π5由T=2πR得R=T2g(2)在最高点A有:Fmin=mgcos