高考物理总复习课时跟踪检测第十五单元 机械振动 机械波(A、B卷)

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第十五单元 机械振动 机械波(A 、B 卷)

A 卷——夯基保分练

1.如图甲所示,一弹簧振子在A 、B 间做简谐运动,O 为平衡位置。如图乙所示是振子做简谐运动的位移—时间图象。下面四个图象中,能正确反映振子加速度变化情况的是

( )

解析:选C 图乙为正弦波形,简谐运动的加速度a =-kx m ,故a -x 图线是直线,故A 、B 错误;位移x 与时间t 是正弦函数关系,故加速度与时间关系图象与x -t 图象上下对调,故C 正确,D 错误。

2.[多选](2018·浙江省龙游中学模拟)如图是某质点做简谐运动的振动图象。根据图象中的信息,下列说法正确的是( )

A .质点离开平衡位置的最大距离为10 cm

B .在1.5 s 和2.5 s 这两个时刻,质点的加速度相同

C .在1.5 s 和2.5 s 这两个时刻,质点的速度相同

D .质点在0.5 s 内通过的路程一定是10 cm

解析:选AC 由振动图象可知,质点离开平衡位置的最大距离为10 cm ,选项A 正确;在1.5 s 和2.5 s 这两个时刻,质点的位移等大反向,则加速度等大反向,选项B 错误;在

1.5 s 和

2.5 s 这两个时刻,图象的斜率相同,则质点的速度相同,选项C 正确;0.5 s =T 8

,则质点在0.5 s 内通过的路程一定小于10 cm ,选项D 错误。

3.一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T ,振幅为A ,已知振子从平衡位置第一次运

动到x =A 2处所用的最短时间为t 1,从最大的正位移处第一次运动到x =A 2

处所用的最短时间

为t 2,那么t 1与t 2的大小关系正确的是( )

A .t 1=t 2

B .t 1<t 2

C .t 1>t 2

D .无法判断

解析:选B 根据振子远离平衡位置时速度减小,靠近平衡位置时速度增大可知,振子

第一次从平衡位置运动到x =A 2处的平均速度大于第一次从最大正位移处运动到x =A 2

处的平均速度,而路程相等,说明t 1<t 2。故A 、C 、D 错误,B 正确。

4.某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图象如图所示,下列描述正确的

是( )

A .t =1 s 时,振子的位移为正向最大,速度为零

B .t =2 s 时,振子的位移为负,加速度为正的最大值

C .t =3 s 时,振子的速度为负的最大值,加速度为零

D .t =4 s 时,振子的速度为正,加速度为负的最大值

解析:选A t =1 s 时,振子位于正向最大位移处,振子的速度为零,加速度的方向指向平衡位置,所以加速度为负的最大值,故A 正确; t =2 s 时,振子位于平衡位置正在向负方向运动,振子的速度最大,位移为0,加速度为0,故B 错误; t =3 s 时,振子位于负向最大位移处,振子的速度为零,加速度最大,故C 错误; t =4 s 时,振子位于平衡位置正在向正方向运动,振子的速度为正,加速度为0,故D 错误。

5.(2018·浙江义乌中学月考)如图甲所示为一单摆,若摆球从E 指向G 为正方向,由其振动图象图乙可知,下列说法正确的是( )

A .图中的A 点对应着单摆中的E 点

B .单摆摆球连续两次经过同一位置时,加速度的方向发生了变化

C .一周期内,势能增加且速度方向为正的时间范围是1.5 s 到2 s 时间段

D .一周期内,加速度为正且减小,并与速度同方向的时间范围是1.5 s 到2 s 时间段 解析:选D 图中的A 点位于正向最大位移,对应单摆中的G 点,故A 错误;根据加

速度与位移的关系:a =-kx m 可知,单摆摆球连续两次经过同一位置时,加速度的方向不变,

故B 错误;势能增加说明摆球正在远离平衡位置,且速度为正,即正在由E 向G 运动,对应的时间为0~0.5 s ,故C 错误;加速度为正说明回复力是向右的,则应该位于平衡位置的左侧,即位移为负,又加速度在减小,说明回复力在减小,正在靠近平衡位置,即正在由F 向E 运动,对应的时间为1.5~2.0 s ,故D 正确。

6.如图所示装置中,已知弹簧振子的固有频率f 固=2 Hz ,电动机皮带

轮的直径d 1是曲轴皮带轮d 2的12

。为使弹簧振子的振幅最大,则电动机的转速应为( )

A .60 r /min

B .120 r/min

C .30 r /min

D .240 r/min

解析:选D 要使弹簧振子振幅最大,则曲轴对弹簧振子的驱动力的频率应等于2 Hz ,

故曲轴的周期T =12

s ;曲轴转动的角速度ω=2πT =4π rad/s ;因电动机皮带轮和曲轴皮带轮的线速度相同,而d 1=d 22

;由v =rω可知,皮带轮的角速度应为ω′=2πn =8π rad /s ;解得:n =4 r/s =240 r/min ;故D 正确。

7.为了交通安全,常在公路上设置如图所示的减速带,减速带使路

面稍微拱起以达到车辆减速的目的。一排等间距设置的减速带,可有效

降低车速,称为洗衣板效应。如果某路面上的减速带的间距为1.5 m ,

一辆固有频率为2 Hz 的汽车匀速驶过这排减速带,下列说法正确的是

( )

A .当汽车以5 m/s 的速度行驶时,其振动频率为2 Hz

B .汽车速度越大,颠簸的就越厉害

C .当汽车以3 m/s 的速度行驶时最不颠簸

D .当汽车以3 m/s 的速度行驶时颠簸的最厉害

解析:选D 当汽车以5 m/s 的速度行驶时,其振动周期为:T =l v =1.55

s =0.3 s ,频率为:f =1T =10.3

Hz ≈3.3 Hz ,故A 错误;汽车的固有周期为T ′=0.5 s ,则汽车的速度v ′=l T ′=1.50.5

m /s =3 m/s ;即当速度为3 m/s 时,汽车达到共振,颠簸的最厉害,故B 、C 错误,D 正确。

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