专项七 机械运动-2020-2021高考物理真题专项分类

专项七 机械运动 一、选择题（共2小题） 1．（2022•浙江）图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置拉到后释放，小球在点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是　　 A．甲图中的小球将保持静止 B．甲图中的小球仍将来回振动 C．乙图中的小球仍将来回摆动 D．乙图中的小球将做匀速圆周运动 2．（2021•江苏）如图所示，半径为的圆盘边缘有一钉子，在水平光线下，圆盘的转轴和钉子在右侧墙壁上形成影子和，以为原点在竖直方向上建立坐标系。时从图示位置沿逆时针方向匀速转动圆盘，角速度为，则做简谐运动的表达式为　　 A． B． C． D． 二、多选题（共1小题） 3．（2021•浙江）为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员利用松果的惯性发明了用打击杆、振动器使松果落下的两种装置，如图甲、乙所示。则　　 A．针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同 B．随着振动器频率的增加，树干振动的幅度一定增大 C．打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同 D．稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同 三、填空题（共3小题） 4．（2021•广东）如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为。经时间，小球从最低点向上运动的距离 　　（选填“大于”、“小于”或“等于” ；在时刻，小球的动能 　　（选填“最大”或“最小” 。 5．（2021•河北）如图，一弹簧振子沿轴做简谐运动，振子零时刻向右经过点，时第一次经过点，已知振子经过、两点时的速度大小相等，内经过的路程为，则该简谐运动的周期为 　　，振幅为 　　。 6．（2020•上海）质量为、摆长为的单摆，拉开一定角度后，时刻由静止释放，在、、时刻。摆球动能与势能第一次出现如图关系，其中为单摆的总机械能。此单摆周期为 　　，摆球在最低点的向心加速度为 　　。 四、实验题（共1小题） 7．（2020•海南）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径（滑板车的长度远小于轨道半径）。主要实验过程如下： ①用手机查得当地的重力加速度； ②找出轨道的最低点，把滑板车从点移开一小段距离至点，由静止释放，用手机测出它完成次全振动的时间，算出滑板车做往复运动的周期　　； ③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式　　（用、表示）计算出轨道半径。 参考答案 1．【解答】解：、甲图做简谐运动，回复力为弹力，不受重力影响，故扔来回振动，故错误，正确；、乙图小球受重力影响来回振动，太空中重力不计，故不能摆动或匀速圆周运动，故错误。 【答案】。 2．【解答】解：时刻转动角度为，总角度为，所以，故正确，错误。 【答案】。 3．【解答】正确；、当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，则随着振动器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故错误； 、打击杆对不同粗细树干打击的振动频率不同，打击结束后，树干的振动频率为其固有频率，不同粗细的树干的固有频率是不同的，故错误；故正确。 【答案】。 4．【解答】解：小球从最低点向上运动的过程中做变加速运动，在时间内运动的距离为，小球在前时间内的平均速度小于后时间内的平均速度，则经时间，小球从最低点向上运动的距离小于。在时刻，小球到达平衡位置，动能最大。 【答案】小于，最大。 5．【解答】解：振子从点向右开始计时，振子先到达右侧最大位移处，再反向到达平衡位置，最后到达点用时，因点的速度大小和点速度大小相等，则说明关于平衡位置对称；则可知时间对应，故周期； 因半个周期内对应的路程为，则有，解得。 【答案】4；3。 6．【解答】解：单摆在摆动过程中，只有重力做功，机械能守恒为，故重力势能和动能之和为，在时刻，即在摆动的最高点，单摆的速度为零，动能为零；在时刻，单摆的重力势能为零，故此时摆球在最低点，则摆球从最高点运动到最低点所用的时间为，故周期； 在最低点，摆球的动能为，根据牛顿定律得，则； 【答案】； 四、实验题（共1小题） 7．【解答】解：②滑板车做往复运动的周期为： ③根据单摆的周期公式， 联立解得： 【答案】； 学科网（北京）股份有限公司 $