第13章 第1讲 机械振动（word练习）-【金版新学案】2024高考物理大一轮复习讲义·高三总复习（新教材新高考版）

课时精练(六十)　机械振动 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础巩固练] 1．飞力士棒是德国物理治疗师发明的一种康复器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，棒的固有频率为4.5 Hz，如图所示。下列说法正确的是(　　) A．用力越大，棒振动的越快 B．增大手驱动的频率，棒的振幅一定变大 C．增大手驱动的频率，棒的振动频率可能减小 D．双手驱动该棒每分钟振动270次，则棒的振幅最大 D　[使用者用力大小影响的是振幅，与振动快慢没有关系，故A错误；增大手驱动的频率，飞力士棒振动的频率随之增大，但是幅度不一定越来越大，故BC错误；双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动，则驱动力的频率为f＝ Hz＝4.5 Hz，驱动力的频率与飞力士棒的固有频率相等，会产生共振，故D正确；故选D。] 2．光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子的系统总能量表达式为E＝kA2，其中k为弹簧的劲度系数，A为简谐运动的振幅。若振子质量为0.25 kg，弹簧的劲度系数为25 N/m。起振时系统具有势能0.06 J和动能0.02 J，则下列说法正确的是(　　) A．该振动的振幅为0.16 m B．振子经过平衡位置时的速度为0.4 m/s C．振子的最大加速度为8 m/s2 D．若振子在位移最大处时，质量突变为0.15 kg，则振幅变大 C　[弹簧振子振动过程中系统机械能守恒，则有kA2＝0.06 J＋0.02 J＝0.08 J，所以该振动的振幅为A＝0.08 m，故A错误；振子经过平衡位置时，动能为mv2＝0.08 J，所以速度为v＝0.8 m/s，故B错误；由牛顿第二定律可知振子的最大加速度为a＝＝8 m/s2，故C正确；振子在位移最大处时，速度为零，动能为零，所以质量突变为0.15 kg，不影响系统的机械能，所以振幅不变，故D错误。故选C。] 3．(多选)一个质点做简谐振动的图像如图所示，下列判断中正确的是(　　) A．在t＝4×10－2 s时，质点速度达到最大值 B．振幅为2×10－3 m，频率为25 Hz C．质点在0到1×10－2 s的时间内，其速度和加速度方向相同 D．该简谐振动的方程为x＝0.2cos (50πt) cm BCD　[在t＝4×10－2 s时，质点位于最大位移处，速度为0，A错误；由题图可以读出振幅为A＝2×10－3 m，周期T＝4×10－2 s，则f＝＝25 Hz，ω＝2πf＝50π rad/s，振动方程为x＝0.2cos (50πt) cm，故BD正确；在0到1×10－2 s时间内，质点的位移在减小，速度方向指向平衡位置，加速度方向也指向平衡位置，故速度和加速度方向相同，故C正确。故选BCD。] 4．荡秋千是小孩最喜欢的娱乐项目之一，可简化为如图甲所示情境。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态。由静止释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为最低位置，∠AOB＝∠COB＝α，α小于5°且大小未知，同时由连接到计算机的力传感器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(图中所标字母、重力加速度g均为已知量)。不计空气阻力。根据题中(包括图中)所给的信息，下列说法正确的是(　　) A．该单摆的周期为t1 B．无法求出摆球振动的摆长 C．可以求得由A运动到C所用的时间(不考虑重复周期)为 D．在α小于5°的情况下，α越大周期越大 C　[小球运动到最低点时，绳子的拉力最大，在一个周期内两次经过最低点，由题图乙可知单摆的周期T＝t2，故A错误；由单摆的周期公式T＝2π，可得摆球振动的摆长l＝，故摆长可以求出，故B错误；由A运动到C所用的时间(不考虑重复周期)为周期的一半t＝，故C正确；在α小于5°的情况下，周期不变，故D错误。] 5．一个有固定转动轴的竖直圆盘如图甲所示，圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统，小球做受迫振动。圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示(以竖直向上为正方向)。下列说法正确的是(　　) A．t＝1 s到t＝2 s小球所受的回复力增加，且方向为x轴正向 B．t＝2 s到t＝3 s弹簧弹性势能一定减小 C．若圆盘以30 r/min匀速转动，小球振动达到稳定时其振动的周期为4 s D．若圆盘正以30 r/min匀速转动，欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当减小 D　[以竖直向上为正方向，t＝1 s到t＝2 s小球从最低点向平衡位置振动，则所受的回复力减小，振动方向为x轴正向，故A错误；t＝2 s到t＝3 s小球从平衡位置向最高点振动，小球可能会经过弹簧的原长，则弹簧弹性势能一直减小或先减小后增大，故B错误；若圆盘以30 r/