備戰(zhàn)2019年高考物理 考點一遍過 考點63 機械振動（含解析）

《備戰(zhàn)2019年高考物理 考點一遍過 考點63 機械振動（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《備戰(zhàn)2019年高考物理 考點一遍過 考點63 機械振動（含解析）（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、機械振動 一、簡諧運動的基本特征及應(yīng)用 1．簡諧運動 定義：物體在跟位移大小成正比并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動。 2．五個概念 （1）回復(fù)力：使振動物體返回平衡位置的力。 （2）平衡位置：物體在振動過程中回復(fù)力為零的位置。 （3）位移x：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段，是矢量。 （4）振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離，表示振動的強弱，是標量。 （5）周期T和頻率f：表示振動快慢的物理量。 ①單擺的周期 ②彈簧振子的周期與彈簧的勁度系數(shù)及彈簧振子的質(zhì)量有關(guān)（） 3．三個特征 （1）受力特征：F=–kx （2）運動特征： （3）能量特征

2、：系統(tǒng)機械能守恒 4．簡諧運動的表達式 （1）動力學(xué)表達式：F=–kx，其中“–”表示回復(fù)力與位移的方向相反。 （2）運動學(xué)表達式：x=Asin（ωt+φ），其中A代表振幅，ω=2πf表示簡諧運動的快慢，（ωt+φ）代表簡諧運動的相位，φ叫做初相。 5．簡諧運動的對稱性 （1）如圖所示，振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對稱（OP=OP′）的兩點P、P′時，速度的大小、動能、勢能相等，相對于平衡位置的位移大小相等。 （2）振子由P到O所用時間等于由O到P′所用時間，即tPO=tOP'?。 （3）振子往復(fù)運動過程中通過同一段路程（如OP段）所用時間相等，即tOP=tPO。 二、單擺的回復(fù)

3、力與周期 1．受力特征：重力和細線的拉力 （1）回復(fù)力：擺球重力沿切線方向上的分力，F(xiàn)=–mgsin θ=–=–kx，負號表示回復(fù)力F與位移x的方向相反。 （2）向心力：細線的拉力和重力沿細線方向的分力的合力充當向心力，F(xiàn)向=FT–mgcos θ。 特別提醒： ①當擺球在最高點時，向心力，繩子的拉力FT=mgcos θ。 ②當擺球在最低點時，向心力，F(xiàn)向最大，繩子的拉力。 2．周期公式： （1）只要測出單擺的擺長L和周期T，就可以根據(jù)，求出當?shù)氐闹亓铀俣萭。 （2）L為等效擺長，表示從懸點到擺球重心的距離，要區(qū)分擺長和擺線長，懸點實質(zhì)為擺球擺動所在圓弧的圓心。擺動圓弧的圓心

4、到擺球重心的距離。如圖甲所示的雙線擺的擺長l=r+Lcos α。乙圖中小球（可看作質(zhì)點）在半徑為R的光滑圓槽中靠近A點振動，其等效擺長為l=R。 （3）g為當?shù)氐闹亓铀俣取? 三、受迫振動和共振 1．自由振動、受迫振動和共振的關(guān)系比較 振動 項目 自由振動 受迫振動 共振 受力情況 僅受回復(fù)力 受驅(qū)動力作用 受驅(qū)動力作用 振動周期或頻率 由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定，即固有周期T0或固有頻率f0 由驅(qū)動力的周期或頻率決定，即T=T驅(qū)或f=f驅(qū) T驅(qū)=T0 或f驅(qū)=f0 振動能量 振動物體的機械能不變 由產(chǎn)生驅(qū)動力的物體提供 振動物體獲得的能量最大 常見例

5、子 彈簧振子或單擺（θ≤5°） 機械工作時底座發(fā)生的振動 共振篩、聲 音的共鳴等 2．對共振的理解 （1）共振曲線：如圖所示，橫坐標為驅(qū)動力頻率f，縱坐標為振幅A。它直觀地反映了驅(qū)動力頻率對某振動系統(tǒng)受迫振動振幅的影響，由圖可知，f與f0越接近，振幅A越大；當f=f0時，振幅A最大。 （2）受迫振動中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化：受迫振動系統(tǒng)機械能不守恒，系統(tǒng)與外界時刻進行能量交換。 一彈簧振子振動過程中的某段時間內(nèi)其加速度的值越來越小，則在這段時間內(nèi) A．振子的速度越來越大 B．振子的速度越來越小 C．振子正在向平衡位置運動 D．振子正在遠離平衡位置 【參考答案】

6、AC 【詳細解析】彈簧振子加速度的值越來越小，位移也必然越來越小，說明振子正在向平衡位置運動，選項C正確，D錯誤；振子正在向平衡位置運動，振子的速度越來越大，故A正確，B錯誤。 【名師點睛】本題考查分析簡諧運動過程中物理量變化的能力，抓住平衡位置和最大位移處的特點就能正確分析；彈簧振子的加速度與位移成正比，當振子的位移增大時，振子離開平衡位置，速度減小，加速度方向與速度方向相反。 1．彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，在振子向著平衡位置運動的過程中 A．振子的速度逐漸減小 B．振子離開平衡位置的位移逐漸增大 C．振子的速度逐漸增大 D．振子的加速度逐漸增大 【答案】C 【

7、解析】振子的位移指由平衡位置指向振動物體所在位置的有向線段，因而向平衡位置運動時位移逐漸減小，B錯誤；物體向著平衡位置運動時，物體的速度逐漸增大，A錯誤，C正確；由牛頓第二定律：可知，加速度也減小，D錯誤。 2．（2018·北京市通州區(qū)高三期中）一彈簧振子沿x軸做簡諧運動，取平衡位置O為x軸坐標原點。從某時刻開始計時，經(jīng)過二分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度。下列能正確反應(yīng)振子位移x與時間t關(guān)系的圖像是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根據(jù)簡諧運動的特征：，可知，經(jīng)過二分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度，則此時振子的位移為負向最大，計時起點時，位移

8、為正向最大，故D正確，選項ABC錯誤。 【名師點睛】本題在選擇圖象時，關(guān)鍵研究t=0時刻質(zhì)點的位移和位移如何變化，要掌握簡諧運動的特征：，分析加速度和位移的關(guān)系。 細長輕繩下端拴一小球構(gòu)成單擺，在懸掛點正下方處（細繩豎直下垂的中點處）有一個能擋住擺線的釘子A，如圖所示，現(xiàn)將單擺向左方拉開一個小角度，然后無初速度地釋放，對于以后的運動，下列說法正確的是 A．擺球往返運動一次的周期比無釘子時的單擺周期小 B．擺球在左、右兩側(cè)上升的最大高度一樣 C．擺球在平衡位置左右兩側(cè)走過的最大弧長相等 D．擺球在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍 【參考答案】AB 【詳細解析】擺線被

9、釘子擋住后，繞A點做單擺運動，擺長發(fā)生變化，則周期也發(fā)生變化。以前往返一次的周期，擋住后，往返一次的周期為，故A正確；根據(jù)機械能守恒定律，擺球在左、右兩側(cè)上升的最大高度一樣，故B正確；由幾何關(guān)系得，右邊的弧長小于左邊的弧長，故C錯誤；由幾何關(guān)系得，擺球在平衡位置右側(cè)的最大擺角不是左側(cè)的兩倍；故D錯誤。 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵是掌握單擺的周期公式，并能理解周期的概念，聯(lián)系機械能守恒定律求解。 1．（2018·江蘇省贛榆高級中學(xué)高二檢測）在一單擺裝置中，擺動物體是個裝滿水的空心小球，球的正下方有一小孔，當擺開始以小角度擺動時，讓水從球中連續(xù)流出，直到流完為止，由此擺球的周期將（　?。?

10、 A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先增大后減小 D．先減小后增大 【答案】D 【解析】單擺小角度擺動，做簡諧運動的周期為，式中L為擺長，其值為懸點到擺動物體重心之間的距離，當小球裝滿水時，重心在球心，水流完后，重心也在球心，但水剛流出過程中重心要降低，因此，在水的整個流出過程中，重心位置先下降后上升，即擺長Ll先增大后減小，所以擺動周期將先增大后減小．故ABC錯誤，D正確。 2．（2018·遼寧省實驗中學(xué)高二期中）一個擺鐘在地球上時，擺的振動周期為T1，在某一密度與地球密度相同、半徑是地球半徑2倍的星球上時，擺的振動周期為T2。由此可以確定T1：T2為 A． B． C． D

11、．2 【答案】C 【解析】由，則，又，則，故C正確，A、B、D正確；故選C。 【名師點睛】先確定重力加速度之比，再由確定周期之比。 （2018·湖南省長郡中學(xué)高二期末）為了交通安全，常在公路上設(shè)置如圖所示的減速帶，減速帶使路面稍微拱起以達到車輛減速的目的．一排等間距設(shè)置的減速帶，可有效降低車速，稱為洗衣板效應(yīng)．如果某路面上的減速帶的間距為1.5 m，一輛固有頻率為2 Hz的汽車勻速駛過這排減速帶，下列說法正確的是 A．當汽車以5m／s的速度行駛時，其振動頻率為2 Hz B．汽車速度越大，顛簸的就越厲害 C．當汽車以3 m/s的速度行駛時最不顛簸 D．當汽車以3m／s

12、的速度行駛時顛簸的最厲害 【參考答案】D 【詳細解析】當汽車以5 m/s的速度行駛時,其振動周期為：T=l/v=1.5/5=0.3s，頻率為：f=1/T=1/0.3=3.3Hz，故A錯誤；由T=1/f可知，汽車的固有周期為T=0.5s，則汽車的速度v=l/T=1.5/0.5=3m/s；即當速度為3m/s時，汽車達到共振顛簸的最厲害；故BC錯誤，D正確。 1．（2018·山西省臨猗縣臨晉中學(xué)高二期末）一洗衣機正常工作時非常平穩(wěn)，當切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機先是振動越來越劇烈，然后振動再逐漸減弱，對這一現(xiàn)象，下列說法正確的是 ①正常工作時，洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率比洗衣機的固有頻率大 ②正常

13、工作時，洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率比洗衣機的固有頻率小 ③正常工作時，洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機的固有頻率 ④當洗衣機振動最劇烈時，波輪的運轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機的固有頻率 A．①④ B．只有① C．只有③ D．②④ 【答案】A 【解析】洗衣機切斷電源，波輪的轉(zhuǎn)動逐漸慢下來，在某一小段時間內(nèi)洗衣機發(fā)生了強烈的振動，說明此時波輪的頻率與洗衣機固有頻率相同，發(fā)生了共振。所以正常工作時，洗衣機波輪的運轉(zhuǎn)頻率比洗衣機的固有頻率大；此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則驅(qū)動力頻率小于固有頻率，所以共振現(xiàn)象消失，洗衣機的振動隨之減弱，所以①④正確。故選A。 【名師點睛】本類題目抓住關(guān)鍵點：頻率相等時發(fā)生共振現(xiàn)象，

14、振幅最大。 2．一物體做受迫振動，驅(qū)動力的頻率小于該物體的固有頻率。當驅(qū)動力的頻率逐漸增大到一定數(shù)值的過程中，該物體的振幅可能 A．逐漸增大 B．逐漸減小 C．先逐漸增大，后逐漸減小 D．先逐漸減小，后逐漸增大 【答案】AC 【解析】當驅(qū)動力頻率等于固有頻率時，做受迫振動的物體發(fā)生共振現(xiàn)象，振幅最大。若驅(qū)動力頻率最后仍小于物體的固有頻率，則物體的振幅逐漸增大，若驅(qū)動力頻率最后大于物體的固有頻率，則物體的振幅先增大后減小，AC兩項都有可能。 1．做簡諧振動的物體，當它每次經(jīng)過同一位置時，可能不同的物理量是 A．位移

15、 B．加速度 C．速度 D．動能 2．簡諧運動屬于下列哪種運動 A．勻速運動 B．勻變速運動 C．非勻變速運動 D．無規(guī)律運動 3．（2018·重慶市高三2019屆調(diào)研測試卷）某彈簧振子做周期為T的簡諧運動，t時刻和t+Δt時刻速度相同，已知Δt

16、 A．頻率不變，振幅不變 B．頻率不變，振幅改變 C．頻率改變，振幅不變 D．頻率改變，振幅改變 5．（2018·江蘇省泰州市教師招聘模擬卷）如圖所示，勁度系數(shù)為k的豎直輕彈簧下面掛一個質(zhì)量為m的物體，物體在豎直方向做簡諧運動，當物體振動到最高點時，彈簧正好為原長。則物體在振動過程中 A．物體在最低點時受的彈力大小為mg B．彈簧的最大彈性勢能等于 C．彈簧的彈性勢能和物體的動能總和不變 D．物體的最大動能應(yīng)等子 6．一彈簧振子在一條直線上做簡諧運動，第一次先后經(jīng)過M、N兩點時速度v（v≠0）相同，那么，下列說法正確的是 A．振子在M、N兩點受回復(fù)力相同 B．振子在M

17、、N兩點相對平衡位置的位移相同 C．振子在M、N兩點加速度大小相等 D．從M點到N點，振子先做勻加速運動，后做勻減速運動 7．（2018·云南省曲靖市會澤縣第一中學(xué)）如圖為一質(zhì)點運動的x–t圖像，下列說法正確的是 A．在前10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20 cm B．在前10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的位移大小是20 cm C．第1 s末，質(zhì)點的速度是零 D．第4 s末，質(zhì)點的速度是零 8．彈簧振子做機械振動，若從平衡位置O開始計時，經(jīng)過0.3 s時，振子第一次經(jīng)過P點，又經(jīng)過了0.2 s，振子第二次經(jīng)過P點，則該振子第三次經(jīng)過P點所需的時間為 A．1.6 s B．1.4 s C．0

18、.8 s D．0.33 s 9．（2018·江西省上饒縣中學(xué)高二月考）勁度系數(shù)為20 N/cm的彈簧振子，它的振動圖像如下圖所示，則 A．在圖中A點對應(yīng)的時刻，振子所受的彈力大小為0.5N，方向指向x軸的負方向 B．在圖中A點對應(yīng)的時刻，振子的速度方向指向x軸的正方向 C．在0~4 s內(nèi)振子做了1.75次全振動 D．在0~4 s內(nèi)振子通過的路程為3.5cm，位移為0 10．（2018·人教版單元測試）如圖所示，處于豎直向下的勻強電場中的擺球，質(zhì)量為m，半徑為r，帶正電荷，用長為L的細線把擺球吊在懸點O處做成單擺，則這個單擺的周期為 A． B． C．大于 D．

19、小于 11．如圖所示，兩長方體木塊A和B疊放在光滑水平面上，質(zhì)量分別為m和M，A與B之間的最大靜摩擦力為，B與勁度系數(shù)為的水平輕質(zhì)彈簧連接構(gòu)成彈簧振子，為使A和B在振動過程中不發(fā)生相對滑動，則 A．它們的最大加速度不能大于 B．它們的最大加速度不能大于 C．它們的振幅不能大于 D．它們的振幅不能大于 12．（2018·山西省陽高縣第一中學(xué)高二月考）如圖所示，一根水平張緊的繩子系著5個單擺，擺長自左向右依次為、、、、；若讓D先擺動起來，其周期為T.在這以后，A、B、C、E各擺的情況是 A．B擺振幅最大 B．E擺振幅最大 C．C擺振動的周期為T D．A擺振動的周期大于T

20、 13．兩塊質(zhì)量分別為m1、m2的A、B木板，被一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧拴連在一起， A板在壓力F的作用下處于靜止狀態(tài)，如圖所示。撤去F后，A板將做簡諧運動。為了使得撤去F后，A跳起過程中恰好能帶起B(yǎng)板，則所加壓力F的最小值為 A．m1g B．（m1+m2）g C．2m1g D．2（m1+m2）g 14．如圖所示，甲、乙是擺長相同的兩個單擺，它們中間用一根細線相連，兩擺線均與豎直方向成θ角。已知甲的質(zhì)量小于乙的質(zhì)量，當細線突然斷開后，甲、乙兩擺都做簡諧運動，下列說法正確的是 A．甲不會與乙碰撞 B．甲的運動周期小于乙的運動周期 C．甲的振幅小于乙的振幅 D．甲的最

21、大速度小于乙的最大速度 15．（2018·江西省上饒縣中學(xué)高二月考）如圖所示為一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線（振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系），則 A．此單擺的固有周期約為2 s B．此單擺的擺長約為1 m C．若擺長增大，單擺的固有頻率增大 D．若擺長增大，共振曲線的峰將右移 16．工廠里，有一臺機器正在運轉(zhuǎn)，當其飛輪轉(zhuǎn)得很快的時候，機器的振動并不強烈，切斷電源，飛輪轉(zhuǎn)動逐漸慢下來，到某一時刻，機器發(fā)生了強烈的振動，此后，飛輪轉(zhuǎn)動得更慢，機器的振動反而減弱，這種現(xiàn)象說明 A．在時刻飛輪慣性最大 B．在時刻飛輪轉(zhuǎn)動的頻率最大 C．在時刻飛輪轉(zhuǎn)動的頻率與機身的固有頻率相等

22、，發(fā)生共振 D．純屬偶然現(xiàn)象，并無規(guī)律 17．（2018·青海省西寧市第四高級中學(xué)高二期末）如圖所示，A、B、C、D四個單擺的擺長分別為，擺球的質(zhì)量分別為，四個單擺靜止地懸掛在一根水平細線上?，F(xiàn)讓球振動起來，通過水平細線迫使B，C，D也振動起來，則下列說法錯誤的是 A．A、B、C、D四個單擺的周期均相同 B．只有A、C兩個單擺的周期相同 C．B、C、D中因D的質(zhì)量最小，故其振幅是最大的 D．B、C、D中C的振幅最大 18．如圖所示的裝置中，在曲軸AB上懸掛一個彈簧振子，若不轉(zhuǎn)動把手C，讓其上下振動，周期為T1，若使把手以周期T2（T2>T1）勻速轉(zhuǎn)動，當運動都穩(wěn)定后，則

23、 A．彈簧振子的振動周期為T1 B．彈簧振子的振動周期為T2 C．彈簧振子的振動頻率為 D．要使彈簧振子的振幅增大，可讓把手轉(zhuǎn)速減小 19．（2018·甘肅省蘭州第一中學(xué)高二期末）如圖所示，為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖線，下列說法中正確的是 A．甲、乙兩單擺的擺長不相等 B．甲擺的振幅比乙擺大 C．甲擺的機械能比乙擺大 D．在t=0.5?s時乙擺擺線張力最大 20．彈簧振子以O(shè)點為平衡位置在B、C兩點之間做簡諧運動，B、C相距20 cm。某時刻振子處于B點，經(jīng)過0.5 s，振子首次到達C點，求： （1）質(zhì)點在2.25 s的位置及位移； （2）振子在5 s內(nèi)通過的路

24、程及5 s末的位移大??； 21．（2018·河北武邑中學(xué)高三第三次調(diào)研）將一個力電傳感器連接到計算機上就可以測量快速變化的力．圖甲中O點為單擺的固定懸點，現(xiàn)將質(zhì)量為m=0.05kg的小擺球（可視為質(zhì)點）拉至A點，此時細線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來回擺動，其中B點為運動中的最低位置，∠AOB=∠COB=θ；θ小于5°且是未知量．由計算機得到的細線對擺球的拉力大小F隨時間t變化的曲線如圖乙所示，且圖中t=0時刻為擺球從A點開始運動的時刻．試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中所給的信息求：（取g=10m/s2?） （1）單擺的振動周期和擺長； （2）擺球運動過程中的最大速度

25、。 22．（2018·天津卷）一振子沿x軸做簡諧運動，平衡位置在坐標原點。t=0時振子的位移為–0.1 m，t=1 s時位移為0.1 m，則 A．若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 B．若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 C．若振幅為0.2 m，振子的周期可能為4 s D．若振幅為0.2 m，振子的周期可能為6 s 23．（2016·海南卷）下列說法正確的是 A．在同一地點，單擺做簡諧振動的周期的平方與其擺長成正比 B．彈簧振子做簡諧振動時，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變 C．在同一地點，當擺長不變時，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡諧振動的周期越小 D．系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫

26、振動時，系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率 E．已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期，就可知振子在任意時刻運動速度的方向 24．（2015·上海卷）質(zhì)點運動的位移x與時間t的關(guān)系如圖所示，其中做機械振動的是 A B C D 25．（2015·山東卷）如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運動。以豎直向上為正方向，物塊簡諧運動的表達式為y=0.1sin（2.5πt）m。t=0時刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t=0.6 s時，小

27、球恰好與物塊處于同一高度。取重力加速度的大小為g=10 m/s2。以下判斷正確的是 A．h=1.7 m B．簡諧運動的周期是0.8 s C．0.6 s內(nèi)物塊運動的路程是0.2 m D．t=0.4 s時，物塊與小球運動方向相反 26．（2014·浙江卷）一位游客在千島湖邊欲乘游船，當日風浪很大，游船上下浮動?？砂延瓮Ц雍喕韶Q直方向的簡諧運動，振幅為20 cm，周期為3.0 s。當船上升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10 cm時，游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi)，游客能舒服地登船的時間是 A．0.5 s B．0.75 s C．1.0 s

28、 D．1.5 s 【名師點睛】本題考查對簡諧運動周期性及特點的理解，抓住同一位置位移、加速度和動能三個物理量都相同，但是速度方向可能相同，也可能相反。 2．C【解析】簡諧運動的速度是變化的，不可能是勻速直線運動，故A錯誤；簡諧運動物體的速度隨時間也周期性變化，回復(fù)力和加速度隨時間做周期性變化，是非勻變速運動，故C正確。 【名師點睛】此題是對簡諧振動的特點的考查；簡諧運動的位移隨時間做周期性變化，加速度也隨時間做周期性變化，物體做變速運動。 3．BCD【解析】因彈簧振子在t時刻和t+Δt時刻速度相同，可知兩個時刻振子的位置關(guān)于平衡位置對

29、稱，則t時刻和t+Δt時刻位移大小相同，方向不一定相同，則選項A錯誤；因兩個時刻振子的位置關(guān)于平衡位置對稱，可知t時刻和t+Δt時刻加速度大小相等，方向相反，選項B正確；由振子的運動規(guī)律可知，?t可能大于、小于或等于T/4，選項CD正確；因相差T/2的兩個時刻的振動速度總是相反的，則?t不可能T/2，選項E錯誤。 【名師點睛】此題關(guān)鍵是知道彈簧振子的運動規(guī)律，尤其是對稱的規(guī)律，關(guān)于平衡位置對稱的兩個時刻位移大小相等，加速度大小相等，速率相等，恢復(fù)力大小相等。 4．B【解析】單擺的周期公式為，與擺球的質(zhì)量和擺角的大小無關(guān)，所以周期不變頻率也不變，擺角減小則振幅也減小，B正確。 5．B【解

30、析】小球從最高點先向下加速，到達平衡位置時速度達到最大，此后繼續(xù)向下做減速運動；平衡位置，有，故最低點彈力，A錯誤；小球到最低點時，動能減為零，由系統(tǒng)機械能守恒定律得到，彈性勢能最大，重力勢能減小量等于彈性勢能的增加量，等于，B正確；小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能總量守恒，C錯誤；當物體運動到平衡位置時，動能最大，根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒定律，有，，故，D錯誤。 【名師點睛】解決本題關(guān)鍵要抓住簡諧運動的對稱性，掌握簡諧運動的特征：和，來分析回復(fù)力和加速度的關(guān)系。 7．AC【解析】由圖可知，質(zhì)點振動的周期為4 s，振動的振幅為2 cm，10 s內(nèi)有2.5個周期，故質(zhì)點經(jīng)過的路程為2.5×

31、4×2 cm=20 cm，而由圖可知前10 s內(nèi)的位移為0，故A正確，B錯誤；由圖可知第1 s末，質(zhì)點在波峰位置，故此時的速度為零，故C正確；由圖可知第4 s末，質(zhì)點在平衡位置，速度最大，故D錯誤。 【名師點睛】由振動圖象可以讀出周期、振幅、位移、速度和加速度及其變化情況，是比較常見的讀圖題。 8．BD【解析】若從O點開始向右振子按下面路線振動，作出示意圖如圖，則振子的振動周期為，則該質(zhì)點再時間，第三次經(jīng)過P點 若振子從O點開始向左振動，則按下面路線振動，作出示意圖如圖， 設(shè)從P到O的時間為t，則，解得，則周期，則該質(zhì)點再時間，第三次經(jīng)過P點，BD正確。 【名師點睛】本題

32、關(guān)鍵要掌握簡諧運動的特征：F=–kx分析彈簧的彈力。知道振動圖象，通過分析位移即可分析振子的運動情況。 10．D【解析】處于豎直向下的勻強電場中的擺球，豎直方向受到的合力：F合＝mg＋qE，擺球在擺動的過程中切線方向的分力：F切＝（mg＋qE）·sinθ＞mgsinθ，由于切線方向的分力增大，所以單擺的周期減小，故D正確，ABC錯誤。 11．AD【解析】當A和B在振動過程中恰好不發(fā)生相對滑動時，AB間靜摩擦力達到最大。此時A、B到達最大位移處。根據(jù)牛頓第二定律，以A為研究對象，最大加速度，以整體為研究對象：聯(lián)立兩式得，最大振幅，故選項AD正確。 12．AC【解析】A、B、C、E四個擺在D

33、擺振動時產(chǎn)生的驅(qū)動力作用下做受迫振動；盡管A、B、C、E四個擺的擺長不同，固有周期不同；但它們做受迫振動的周期都等于D擺的振動周期，故C項正確，D項錯誤。在A、B、C、E四個擺中，B擺的擺長等于D擺的擺長，B擺的固有頻率等于D擺產(chǎn)生的驅(qū)動力的頻率，發(fā)生共振，振幅最大。故A項正確，B項錯誤。 【名師點睛】物體做受迫振動時的頻率（周期）等于驅(qū)動力的頻率（周期）；當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振幅最大，出現(xiàn)共振現(xiàn)象。 13．B【解析】撤去F后，A跳起后做簡諧運動，當A運動到最高，彈簧將A拉得恰好跳離桌面時，彈簧的彈力為：F彈=m2g，根據(jù)牛頓第二定律得，A在最高點時加速度的大小為：，

34、方向豎直向下。根據(jù)簡諧運動的對稱性，物體A在最低點時加速度的大小為：a2=a1，合力大小，方向豎直向上，A原來靜止，由平衡條件的推論可知，所以，F(xiàn)至少為，故B正確。 【名師點睛】本題關(guān)鍵抓住簡諧運動的對稱性，分析物體受力情況仍是基礎(chǔ)。要明確物體受力平衡時，若撤去其中一個力，其余力不變時，物體的合力與撤去的力大小相等、方向相反 14．A【解析】根據(jù)能量守恒定律判斷出它們上升的最大高度相同。所以兩球不會相撞，振幅相同，根據(jù)單擺的周期，周期與擺球的質(zhì)量、振幅無關(guān)，根據(jù)動能定理，從最高點到最低點有mgl（1﹣cos θ）=mv2–0，，所以甲、乙最大速度相等，故A正確，BCD錯誤。 【名師點

35、睛】本題關(guān)鍵明確：受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率；當受迫振動中的固有頻率等于驅(qū)動力頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象。 16．C【解析】飛輪轉(zhuǎn)動的越來越慢時，做受迫振動的頻率在減小，當減小到跟機器的固有頻率相等時，發(fā)生共振，振動最強烈，然后受迫振動的頻率繼續(xù)減小，遠離固有頻率，振動又減弱，故ABD錯誤，C正確。 17．BC【解析】由A擺擺動從而帶動其它3個單擺做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故其它各擺振動周期跟A擺相同，故A正確，B錯誤；受迫振動中，當固有頻率等于驅(qū)動力頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅達到最大，由于C擺的固有頻率與A擺的相同，故C擺發(fā)生共振，振幅最大，故C錯誤，D正確；此題選擇錯誤

36、的選項，故選BC。 22．AD【解析】t=0時刻振子的位移x=–0.1 m，t=1 s時刻x=0.1 m，關(guān)于平衡位置對稱；如果振幅為0.1 m，則1 s為半周期的奇數(shù)倍；如果振幅為0.2 m，分靠近平衡位置和遠離平衡位置分析。若振幅為0.1 m，根據(jù)題意可知從t=0 s到t=1 s振子經(jīng)歷的周期為，則，解得，當n=1時，無論n為何值，T都不會等于，A正確，B錯誤；如果振幅為0.2 m，結(jié)合位移時間關(guān)系圖象，有①，或者②，或者③，對于①式，只有當n=0時，T=2 s，為整數(shù)；對于②式，T不為整數(shù)；對于③式，當n=0時，T=6 s，之后只會大于6 s，故C錯誤，D正確 【名師點睛】t=0時

37、刻振子的位移x=–0.1 m，t=1 s時刻x=0.1 m，關(guān)于平衡位置對稱；如果振幅為0.1 m，則1 s為半周期的奇數(shù)倍；如果振幅為0.2 m，分靠近平衡位置和遠離平衡位置分析。 23．ABD【解析】在同一地點，重力加速度g為定值，根據(jù)單擺周期公式可知，周期的平方與擺長成正比，故選項A正確；彈簧振子做簡諧振動時，只有動能和勢能參與轉(zhuǎn)化，根據(jù)機械能守恒條件可知，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變，故選項B正確；根據(jù)單擺周期公式可知，單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)，故選項C錯誤；當系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動時，系統(tǒng)振動的頻率等于周期性驅(qū)動力的頻率，故選項D正確；若彈簧振子初始時刻在波峰或波谷位置，知道周期后，

38、可以確定任意時刻運動速度的方向，若彈簧振子初始時刻不在波峰或波谷位置，則無法確定，故選項E錯誤。 【名師點睛】本題考查了機械運動的概念，涉及位移表達式，屬于容易題，意在考查考生對機械振動的理解能力。機械運動是一個往復(fù)運動。 25．AB【解析】t=0.6 s時，物塊的位移為y=0.1sin（2.5π×0.6）m=–0.1 m；則對小球，解得h=1.7 m，選項A正確；簡諧運動的周期是，選項B正確；0.6 s內(nèi)物塊運動的路程是3A=0.3 m，選項C錯誤；t=0.4 s=，此時物塊在平衡位置向下振動，則此時物塊與小球運動方向相同，選項D錯誤。 26．C【解析】由題意知，游艇在做簡諧振動其振動圖象如圖所示，根據(jù)振動方程，結(jié)合振動圖象知 地面與甲板的高度差不超過10 cm的時間有三分之一周期，故C正確；ABD錯誤。 22