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2016届高三物理一轮复习 课件 课时作业三十三.doc


课时作业(三十三)
(时间:45 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题共 10 小题,每小题 7 分,共 70 分,每小题至少有一个选项正确,把 正确选项前的字母填在题后括号内) 1.一质点做简谐运动时,其振动图像如图所示.由图可知,在 t1 和 t2 时刻,质点运动 的( )

A.位移相同 B.回复力相同 C.速度相同 D.加速度相同 【解析】 从题图中可以看出在 t1 和 t2 时刻,质点的位移大小相等、方向相反.则在 t1 和 t2 时刻质点所受的回复力大小相等、方向相反,加速度大小相等、方向相反,A、B、D 错误;在 t1 和 t2 时刻,质点都是从负最大位移向正最大位移运动,速度方向相同,由于位 移大小相等,所以速度大小相等,C 正确. 【答案】 C 2.如图所示,小球在 B、C 之间做简谐运动,O 为 BC 间的中点,B、C 间的距离为 10 cm,则下列说法正确的是( )

A.小球的最大位移是 10 cm B.只有在 B、C 两点时,小球的振幅是 5 cm,在 O 点时,小球的振幅是 0 C.无论小球在任何位置,它的振幅都是 10 cm D.从任意时刻起,一个周期内小球经过的路程都是 20 cm 【解析】 简谐运动中的平衡位置就是对称点,所以 O 点是平衡位置.小球的最大位 移是 5 cm,故选项 A 错误.振幅是物体离开平衡位置的最大距离,并不说明物体一定在最

大位移处,在 O 点的小球也能够到达最大位移处,所以小球在 O 点的振幅也是 5 cm,故选 项 B、C 错误.根据一次全振动的概念知,选项 D 正确. 【答案】 D 3.(2012· 北京卷)一个弹簧振子沿 x 轴做简谐运动,取平衡位置 O 为 x 轴坐标原点.从 某时刻开始计时,经过四分之一周期,振子具有沿 x 轴正方向的最大加速度.能正确反映振 子位移 x 与时间 t 关系的图像是( )

T 【解析】 如图所示,O 为平衡位置,由题意知 t= 时,振子具有正向最大加速度, 4 此时振子应在 A 处,位移 x 为负的最大值.分析各图像知,只有 A 项正确. 【答案】 A 4.悬挂在竖直方向上的弹簧振子,周期为 2 s,从最低点的位置向上运动时开始计时, 它的振动图像如图所示,由图可知( )

A.t=1.25 s 时振子的加速度为正,速度为正 B.t=1.7 s 时振子的加速度为负,速度为负 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 【解析】 由题意知振子在平衡位置上方其位移为正值, 且在最大位移处加速度的值最 大,在平衡位置处加速度的值为 0,由图可知,t=1.25 s 时,振子的加速度为负;t=1.7 s 时,振子的加速度为正;t=1.5 s 时,振子的加速度为零,故 A、B、D 均错误,只有 C 正

确. 【答案】 C 5.如图所示,一单摆悬于 O 点,摆长为 L,若在 O 点的竖直线上的 O′点钉一个钉子, 使 OO′=L/2,将单摆拉至 A 处释放,小球将在 A、B、C 间来回振动,若振动中摆线与竖直 方向夹角小于 5° ,则此摆的周期是( )

A.2π C.2π?

L B.2π g L + g L? 2g?

L 2g D.π?

?

?

L + g

L? 2g? L + g

【解析】 根据 T=2π π L ,故 D 正确. 2g 【答案】 D

L 1 1 1 ,该单摆有 周期摆长为 L, 周期摆长为 L,故 T=π g 2 2 2

6.如图所示,弹簧振子在振动过程中,振子从 a 到 b 历时 0.2 s,振子经 a、b 两点时 速度相同,若它从 b 再回到 a 的最短时间为 0.4 s,则该振子的振动频率为( )

A.1 Hz B.1.25 Hz C.2 Hz D.2.5 Hz T 【解析】 由简谐运动的对称性可知,tOb=0.1 s,tbc=0.1 s,故 =0.2 s,解得 T=0.8 s, 4 1 f= =1.25 Hz,选项 B 正确. T 【答案】 B 7.一质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法正确的是( )

A.质点振动频率是 4 Hz B.在 10 s 内质点经过的路程是 20 cm C.第 4 s 末质点的速度为零

D.在 t=1 s 和 t=3 s 两时刻,质点位移大小相等,方向相同 【解析】 振动图像表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移,由题图可看出,质点运 1 5 动的周期 T=4 s,其频率 f= =0.25 Hz,A 错误;10 s 内质点运动了 T,其运动路程为 s T 2 5 5 = × 4A= × 4× 2 cm=20 cm,B 正确;第 4 s 末质点在平衡位置,其速度最大,C 错;t=1 s 2 2 和 t=3 s 两时刻,由题图可看出,位移大小相等,方向相反,D 错. 【答案】 B 8.如图所示是用频闪照相的方法拍摄到的一个弹簧振子的振动情况,图甲是振子静止 1 在平衡位置时的照片,图乙是振子被拉到左侧距平衡位置 20 cm 处放手后向右运动 周期内 4 的频闪照片,已知频闪的频率为 10 Hz,则下列说法正确的是( )

A.该振子振动的周期为 1.6 s B.该振子振动的周期为 1.2 s 1 C.振子在该 周期内做加速度逐渐减小的变加速运动 4 D.从图乙可以看出再经过 0.2 s 振子将运动到平衡位置右侧 10 cm 1 1 T 【解析】 相邻两次频闪的时间间隔 Δt= = s=0.1 s,由题图乙可知 3Δt= ,则振 f 10 4 1 子振动的周期为 T=1.2 s,选项 B 对,选项 A 错;振子在该 周期内受到弹簧的弹力逐渐减 4 小,加速度减小,选项 C 对;由振动方程 x=20sin 选项 D 错. 【答案】 BC 9.一个质点在平衡位置 O 点附近做机械振动.若从 O 点开始计时,经过 3 s 质点第一 次经过 M 点(如图所示);再继续运动,又经过 2 s 它第二次经过 M 点;则该质点第三次经过 M 点还需要的时间是( ) 2π t cm,当 t=0.2s 时,x=10 3 cm, 1.2

10 A.8 s B.4 s C.14 s D. s 3 【解析】 设图中 a、b 两点为质点振动过程的最大位移处,若开始计时时刻,质点从

T O 点向右运动, O→M 过程历时 3 s, M→b→M 运动过程历时 2 s, 显然, =4 s, T=16 s. 质 4 点第三次经过 M 点还需要的时间 Δt3=T-2 s=(16-2)s=14 s,故选项 C 正确.若开始计时 时刻,质点从 O 点向左移动,O→a→O→M 运动过程历时 3 s,M→b→M 运动过程历时 2 s, 16 ? 10 T T 16 显然, + =4 s, T= s. 质点第三次经过 M 点还需要的时间 Δt3′=T-2 s=? ? 3 -2?s= 3 2 4 3 s,故选项 D 正确. 【答案】 CD 10.(2015· 兰州一中高三质检)如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图像,下列说 法中正确的是( )

A.甲、乙两单摆的摆长相等 B.甲摆的振幅比乙摆大 C.甲摆的机械能比乙摆大 D.在 t=0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆 【解析】 题图上可以看出甲摆振幅大,故 B 对;两摆周期相等,则摆长相等,因质 量关系不明确,无法比较机械能.t=0.5 s 时乙摆球在负的最大位移处,故有正向最大加速 度,所以正确答案为 A、B、D. 【答案】 ABD 二、综合应用(本题共 2 小题,共 30 分,解答时应写出必要的文字说明,方程式和演算 步骤,有数值计算的要注明单位) 11.(15 分)有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室,各自在那里利用 先进的 DIS 系统较准确地探究了“单摆的周期 T 与摆长 l 的关系”, 他们通过校园网交换实验 数据,并由计算机绘制了 T2?l 图象,如图甲所示,去北大的同学所测实验结果对应的图线 是________(填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同学还利用计算机绘制了 a、b 两个摆球 la 的振动图象(如图乙所示),由图可知,两单摆摆长之比 =________.在 t=1 s 时,b 球振动 lb 的方向是________.

【解析】 由单摆的周期公式 T=2π

l 4π2 4π2 得:T2= l,即图象的斜率 k= ,重力加 g g g

速度越大,斜率越小,我们知道北京的重力加速度比南京的大,所以去北大的同学所测实验 结果对应的图线是 B;从题图可以得出 Tb=1.5Ta,由单摆的周期公式得:Ta=2π =2π la ,Tb gA

lb gA gA 4π2 8 la ,而由图甲可知 = 2· = ,所以联立解得 =2;从题图可以看出,t=1 s 时 gB gB 4π gB 9 lb

b 球正在向负最大位移运动,所以 b 球的振动方向沿 y 轴负方向. 【答案】 B 2 沿 y 轴负方向

12.(15 分)(2015· 杭州高三月考)弹簧振子以 O 点为平衡位置,在 B、C 两点间做简谐运 动,在 t=0 时刻,振子从 O、B 间的 P 点以速度 v 向 B 点运动;在 t=0.20 s 时,振子速度 第一次变为-v;在 t=0.50 s 时,振子速度第二次变为-v. (1)求弹簧振子振动周期 T. (2)若 B、C 之间的距离为 25 cm,求振子在 4.00 s 内通过的路程. (3)若 B、C 之间的距离为 25 cm.从平衡位置计时,写出弹簧振子位移表达式,并画出弹 簧振子的振动图像. 【解析】 (1)画出弹簧振子简谐运动示意图如图

由对称性可得:T=0.5× 2 s=1 s. (2)若 B、C 之间距离为 25 cm, 1 则振幅 A= × 25 cm=12.5 cm 2 振子 4.00 s 内通过的路程 s=4× 4× 12.5 cm=200 cm. 2π (3)根据 x=Asin ωt,A=12.5 cm,ω= =2π rad/s. T 得 x=12.5sin(2πt) cm.

振动图像为

【答案】

(1)1 s (2)200 cm

(3)x=12.5sin(2πt) cm 图像见解析


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