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道题
1.
(2024高二下·舟山月考)
类比是研究和解决物理问题的常用方法。如图1,对于劲度系数为k的轻质弹簧和质量为m小球组成一维振动系统,我们可以写出任意时刻振子的能量方程为
, 其中x为任意时刻小球偏离平衡位置的位移,v为瞬时速度,v和x满足
关系。振子简谐运动的周期与振子质量的平方根成正比,与振动系统的振动系数的平方根成反比,而与振幅无关,即
。
(1) 如图2,摆长为L、摆球质量为m的单摆在A、B间做小角度的自由摆动。请你类比弹簧振动系统从能量守恒的角度类推出单摆的周期公式(已知重力加速度g;取最低点为零势能面;θ很小时,有
, 弧长
)。
(2) 如图3电路,电容器充满电后,将开关置于线圈一侧时,由电感线圈L和电容C组成的电路称为LC振荡电路,是最简单的振荡电路。理论分析表明,LC振荡电路的周期与电感L、电容C存在一定关系。已知电感线圈的磁场能可表示为
, 电容器储存的能量可表示为
QU。请类比简谐运动,根据上述信息,通过对比状态描述参量,分析推导LC振荡电路(不计能量损失)的周期表达式,并定性画出振荡电路电流i随时间t的变化图像(
时,电容器开始放电,以顺时针为电流的正方向)。
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1.
(2024高二下·富阳月考)
公路上的减速带用于降低车速。一辆汽车悬架的固有频率为
, 驶过某路面上的一排减速带,相邻减速带的间距为
, 则( )
A .
汽车颠簸的频率始终为
B .
汽车速度越大,颠簸得越厉害
C .
汽车速度越大,汽车悬架的固有频率越大
D .
当汽车以
的速度行驶时颠簸得最厉害
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+ 选题
1.
(2024高二下·富阳月考)
如图所示,水平张紧的绳子上用细线挂有5个相同的小球,细线质量可忽略,细线长远大于球半径,A、D两球的细线长度相等,使小球A小角度垂直于纸面摆动,其余各球随之开始摆动,稳定后( )
A .
小球C振动
周期最长
B .
5个小球的振动周期均相同
C .
小球C的振幅最大
D .
小球E的振幅最大
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1.
(2024高二下·富阳月考)
惠更斯利用单摆的等时性原理制成了第一座摆钟。如图甲所示为日常生活中我们能见到的一种摆钟,图乙为摆钟的结构示意图,圆盘固定在摆杆上,螺母可以沿摆杆上下移动,摆钟的摆动可看作是单摆,下列说法正确的是( )
A .
在山脚走时准的摆钟,在山顶仍能走准
B .
若将摆钟的摆角由3°增加到5°(不计空气阻力),单摆的周期不变
C .
走时准确的摆钟,调节螺母向下移动,摆钟仍能走准
D .
将摆钟由北极移到赤道,单摆振动周期减小
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+ 选题
1.
(2024高二下·富阳月考)
如图甲所示,一单摆悬挂在O点,在O点正下方P点处有一个钉子,单摆摆动的夹角始终小于7°,从
时刻开始绳子上的拉力大小随时间t的变化如图乙所示,A、C分别为运动过程中左右两侧最高点,B为最低点,忽略一切阻力,下列说法正确的是
A .
绳子遇到钉子后,绳子上的拉力变小
B .
t = 0.4π s时小球在C位置
C .
OA的长度为0.4m
D .
OP之间的距离为1.2m
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+ 选题
1.
(2024高二下·富阳月考)
图示为某景点的峡谷秋千,该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下说法正确的是( )
A .
当秋千摆动到最高点时,速度为零;最低点时,加速度为零
B .
游客臀部和座椅之间存在摩擦力,且在最低点摩擦力最大
C .
考虑阻力,秋千摆动幅度变小,经过最高点处的绳子拉力依次变大
D .
秋千下摆过程中,游客体会到的是失重;上摆过程中,体会到的是超重
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+ 选题
1.
(2024高二下·富阳月考)
两个弹簧振子甲、乙沿水平方向放置,取向右为正方向,其振动图像如图所示,以下说法正确的是( )
A .
两弹簧振子具有相同的相位
B .
甲的振幅比乙大,所以甲的能量比乙大
C .
时甲具有负向最大速度,乙具有正向最大位移
D .
甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比一定为
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+ 选题
1.
(2024高二下·富阳月考)
扬声器是语音和音乐的播放装置,在生活中无处不在。如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图像,下列判断正确的是( )
A .
时刻纸盆中心
速度最小
B .
时刻纸盆中心的加速度最大
C .
在
之间纸盆中心的速度方向不变
D .
纸盆中心做简谐运动的方程为
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+ 选题
1.
(2024高二下·湖北月考)
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
=1s到
t
=2s小球所受的回复力增加,且方向为
x
轴正向
B .
t
=2s到
t
=3s弹簧弹性势能一定减小
C .
若圆盘以30r/min匀速转动,小球振动达到稳定时其振动的周期为2s
D .
若圆盘正以30r/min匀速转动,欲使小球振幅增加则可使圆盘转速适当增大
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+ 选题
1.
(2024高二下·新洲期中)
如图甲所示,一个单摆做小角度摆动,从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时,相对平衡位置的位移
x
随时间
t
变化的图像如图乙所示。不计空气阻力,
g
取
。对于这个单摆的振动过程,下列说法中正确的是( )
A .
单摆的位移
x
随时间
t
变化的关系式为
x
=8sin
πt
(cm)
B .
单摆的摆长约为2.0m
C .
从
t
=2.5s到
t
=3.0s的过程中,摆球的重力势能逐渐增大
D .
从
t
=2.0s到
t
=2.5s的过程中,摆球所受回复力逐渐减小
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