内容正文:
课时跟踪检测(二十五) 机械振动
1.(多选)振动是自然界中普遍存在的运动形式,简谐运动是最简单、最基本的振动。关于简谐运动,甲、乙图对应的说法正确的是 ( )
A.图甲是研究弹簧振子的运动实验图,弹簧振子在弹簧弹力作用下做匀变速直线运动
B.图甲是研究弹簧振子的运动实验图,弹簧振子偏离平衡位置时的加速度方向永远指向平衡位置O点
C.图乙是研究单摆的回复力实验图,单摆的回复力是摆球重力和细线拉力的合力
D.图乙中单摆的摆球运动到O点时速度最大,回复力最小
2.(2025·甘肃酒泉检测)2024年4月3日,中国台湾花莲县海域发生7.3级地震,震源深度12 km。如图所示,高度约为30 m的“天王星大楼”发生严重倾斜,是受地震影响最大的建筑物之一。若钢混结构建筑物的固有频率与其高度的平方成正比,比例系数为0.1,则地震波到达地面的频率最可能是 ( )
A.10 Hz B.30 Hz
C.60 Hz D.90 Hz
3.(2024·福建高考)如图(a),装有砂粒的试管竖直静浮于水中,将其提起一小段距离后释放,一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动。取竖直向上为正方向,以某时刻作为计时起点,试管振动图像如图(b)所示,则试管 ( )
A.振幅为2.0 cm
B.振动频率为2.5 Hz
C.在t=0.1 s时速度为零
D.在t=0.2 s时加速度方向竖直向下
4.如图甲,O点为单摆的固定悬点,现将摆球拉到A点,释放摆球,摆球将在竖直面内的A、B之间来回摆动。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线,图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻,则该单摆的周期为 ( )
A.0.1π s B.0.2π s
C.0.4π s D.0.8π s
5.(2024·甘肃高考)如图为某单摆的振动图像,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 ( )
A.摆长为1.6 m,起始时刻速度最大
B.摆长为2.5 m,起始时刻速度为零
C.摆长为1.6 m,A、C点的速度相同
D.摆长为2.5 m,A、B点的速度相同
6.一质点做简谐运动,相继通过距离为16 cm的两点A和B,历时1 s,并且在A、B两点处具有相同的速度,再经过2 s,质点第2次经过B点,该质点运动的周期和振幅分别为 ( )
A.3 s, cm B.6 s,16 cm
C.6 s, cm D.4 s,8 cm
7.(多选)两单摆分别做受迫振动的共振曲线如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.若两摆的受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相同,则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线
B.若两摆的受迫振动是在地球上同一地点进行,则两摆摆长之比为LⅠ∶LⅡ=25∶4
C.若图线Ⅱ表示的受迫振动是在地球上进行的,则该单摆摆长约为1 m
D.若摆长均为1 m,则图线Ⅰ表示的受迫振动是在地球上进行的
8.(2024·河北高考)如图,一电动机带动轻杆在竖直框架平面内匀速转动,轻杆一端固定在电动机的转轴上,另一端悬挂一紫外光笔,转动时紫外光始终竖直投射至水平铺开的感光纸上,沿垂直于框架的方向匀速拖动感光纸,感光纸上就画出了描述光点振动的x⁃t图像。已知轻杆在竖直面内长0.1 m,电动机转速为12 r/min。该振动的圆频率和光点在12.5 s内通过的路程分别为 ( )
A.0.2 rad/s,1.0 m B.0.2 rad/s,1.25 m
C.1.26 rad/s,1.0 m D.1.26 rad/s,1.25 m
9.(2024·北京高考)图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况,以向上为正方向,得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线,如图乙所示。下列说法正确的是 ( )
A.t=0时,弹簧弹力为0
B.t=0.2 s时,手机位于平衡位置上方
C.从t=0至t=0.2 s,手机的动能增大
D.a随t变化的关系式为a=4sin(2.5πt)m/s2
10.(多选)某研究性学习小组设计了如图1所示的实验装置,将一倾角可调的光滑斜面固定在水平面上,斜面上固定一力传感器,将小球通过摆线挂在力传感器上,摆线与斜面始终保持平行,小球能在斜面上做简谐运动。当斜面倾角θ=45°时,传感器输出的摆线拉力F随时间t的变化曲线如图2所示,则下列说法正确的是 ( )
A.由图2可知单摆的周期为T=0.8 s
B.只减小斜面倾角,则单摆周期将变大
C.摆线应选用不易伸缩的轻质细绳
D.只增大摆线的长度,则单摆周期将减小
11.(2025·威海高三质检)如图所示,A、B两物块(可视为质点)在半径为R的光滑球面内C与C'两点间一起做简谐运动,O为最低点,当位移为x时(x≪R),A、B系统的回复力为F。A、B的总重力为G,重力加速度为g,忽略空气阻力。下列说法正确的是 ( )
A.A、B经过O点时均处于平衡状态
B.F=-x
C.由O点向C点运动的过程中,A受到的摩擦力逐渐增大
D.经过O点时,将A取走,B的振幅将增大
12.(9分)(2025·江苏模拟)如图所示,质量为m的物块放置在光滑水平面上,与劲度系数为k、左端固定在墙上的轻弹簧相连,组成弹簧振子。已知弹簧振子做简谐运动的周期T=2π,物块经过平衡位置O点的速度大小为v。某时刻,质量为m的小球从O点正上方自由下落,恰好在物块运动至O点时落在物块上,并与物块粘在一起继续做简谐运动。
(1)求小球落在物块上后,整体经过O点的速度大小;(3分)
(2)以小球粘在物块上瞬间为t=0时刻,求整体到达最左端的时刻。(6分)
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