（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第十章 1 第1節(jié) 機(jī)械振動(dòng)練習(xí)（含解析）

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1、機(jī)械振動(dòng) 【隨堂檢測(cè)】 1．彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A．振子在平衡位置，動(dòng)能最大，勢(shì)能最小 B．振子在最大位移處，勢(shì)能最大，動(dòng)能最小 C．振子在向平衡位置振動(dòng)時(shí)，由于振子振幅減小，故總機(jī)械能減小 D．在任意時(shí)刻，動(dòng)能與勢(shì)能之和保持不變 解析：選C.振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)振動(dòng)，在最大位移處速度為零，動(dòng)能為零，此時(shí)彈簧的形變最大，勢(shì)能最大，所以B正確；在任意時(shí)刻只有彈簧的彈力做功，所以機(jī)械能守恒，D正確；到平衡位置處速度最大，動(dòng)能最大，勢(shì)能最小，所以A正確；根據(jù)振幅的大小與振子的位置無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 2．(2019·舟山質(zhì)檢)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧

2、運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是20 cm C．第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度是零 D．在t＝1 s和t＝3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同 解析：選B.讀圖可知，該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為4 s，頻率為0.25 Hz，在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是2.5×4A＝20 cm.第4 s末的速度最大．在t＝1 s和t＝3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相反． 3．在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來(lái)，而且越抖越厲害，后來(lái)人們經(jīng)過(guò)了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了

3、這一問(wèn)題．在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是(　　) A．加大飛機(jī)的慣性　　　　 B．使機(jī)體更加平衡 C．使機(jī)翼更加牢固 D．改變機(jī)翼的固有頻率 解析：選D.當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，振幅較大，因此要減弱機(jī)翼的振動(dòng)，必須改變機(jī)翼的固有頻率，選D. 4．(2016·4月浙江選考)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點(diǎn)高度相同，其振動(dòng)圖象如圖所示．選懸掛點(diǎn)所在水平面為重力勢(shì)能的參考面，由圖可知(　　) A．甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)之比是 B．ta時(shí)刻甲、乙兩單擺的擺角相等 C．tb時(shí)刻甲、乙兩單擺的勢(shì)能差最大 D．tc時(shí)刻甲、乙兩單擺的速率相等 解析：選AC.由圖可知甲、

4、乙單擺的周期之比＝，根據(jù)T＝2π得L＝∝T2，所以＝＝，選項(xiàng)A正確；ta時(shí)刻甲、乙兩單擺偏離平衡位置的位移相等，由于擺長(zhǎng)不等，所以偏角不等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；tb時(shí)刻甲擺球偏離平衡位置的位移最大，位置最高，乙擺球偏離平衡位置的位移為零，位置最低，由于甲的擺長(zhǎng)短且懸掛點(diǎn)等高，此時(shí)兩擺球的高度差最大，兩單擺的勢(shì)能差最大，選項(xiàng)C正確；甲的擺長(zhǎng)短但甲的振幅大，甲、乙從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)下落的高度差不一定相等，在tc時(shí)刻甲、乙兩單擺的速率不一定相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．(2019·湖州調(diào)研)如圖所示是彈簧振子的振動(dòng)圖象，請(qǐng)回答下列問(wèn)題． (1)振子的振幅、周期、頻率分別為多少； (2)振子在5 s內(nèi)通過(guò)的

5、路程； (3)根據(jù)振動(dòng)圖象寫(xiě)出該簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式． 解析：(1)由圖象可知，振幅A＝2 cm；周期T＝0.8 s； 頻率f＝＝1.25 Hz. (2)在5 s內(nèi)通過(guò)的路程 s＝×4A＝×4×2 cm＝50 cm. (3)由圖象可知，振子的初相為0，ω＝2πf＝2.5π rad/s，表達(dá)式為x＝2sin(2.5πt) cm. 答案：見(jiàn)解析 【課后達(dá)標(biāo)檢測(cè)】 不定項(xiàng)選擇題 1.(2018·11月浙江選考)如圖所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0 m，ON間距離為5.0 m，O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡(jiǎn)諧橫波

6、Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速為1.0 m/s，t＝0時(shí)刻O(píng)點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5 s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過(guò)平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷，則(　　) A．波Ⅰ的波長(zhǎng)為4 m B．N點(diǎn)的振動(dòng)周期為4 s C．t＝3 s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷 D．當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰 答案：BD 2．下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(　　) 驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動(dòng)振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固＝60 Hz

7、B．60 Hz＜f固＜70 Hz C．50 Hz＜f固＜60 Hz D．以上三個(gè)都不對(duì) 答案：C 3.(2019·杭州質(zhì)檢)一個(gè)在y方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物體，其振動(dòng)圖象如圖所示．下列關(guān)于圖甲～丁的判斷正確的是(選項(xiàng)中v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復(fù)力和加速度) (　　) A．圖甲可作為該物體的v－t圖象 B．圖乙可作為該物體的F－t圖象 C．圖丙可作為該物體的F－t圖象 D．圖丁可作為該物體的a－t圖象 答案：C 4．?dāng)[長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)(取t＝0)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至t＝時(shí)，擺球具有負(fù)向最大速度，則單擺的振動(dòng)圖象為下圖中的(　　) 解析：選D

8、.t＝為T(mén)，說(shuō)明此時(shí)擺球在平衡位置，且具有負(fù)向最大速度，故選項(xiàng)D正確． 5．(2019·湖州調(diào)研)如圖所示，物體A和B用輕繩相連，掛在輕彈簧下靜止不動(dòng)，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M，彈簧的勁度系數(shù)為k.當(dāng)連接A、B的繩突然斷開(kāi)后，物體A將在豎直方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則A振動(dòng)的振幅為(　　) A. B. C. D. 解析：選A.在物體A振動(dòng)的平衡位置處，彈簧彈力和A物體重力相等．物體B將A拉至平衡位置以下最大位移Δx＝處，故物體A振動(dòng)的振幅為，A正確． 6．如圖所示是彈簧振子的振動(dòng)圖象，由此圖象可得，該彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的公式是(　　) A．x＝2sin B．x＝2sin

9、 C．x＝sin D．x＝2sin 2.5πt 解析：選D.由圖象可知：A＝2 cm，ω＝＝＝2.5π，φ＝0.所以x＝2sin 2.5πt，D正確． 7.(2019·麗水測(cè)試)某同學(xué)看到一只鳥(niǎo)落在樹(shù)枝上的P處，樹(shù)枝在10 s 內(nèi)上下振動(dòng)了6次，鳥(niǎo)飛走后，他把50 g的砝碼掛在P處，發(fā)現(xiàn)樹(shù)枝在10 s內(nèi)上下振動(dòng)了12次；將50 g的砝碼換成500 g砝碼后，他發(fā)現(xiàn)樹(shù)枝在15 s內(nèi)上下振動(dòng)了6次，你估計(jì)鳥(niǎo)的質(zhì)量最接近(　　) A．50 g B．200 g C．500 g D．550 g 解析：選B.由題意，掛50 g砝碼時(shí)，樹(shù)枝在10 s內(nèi)上下振動(dòng)12次；掛500 g砝碼時(shí)

10、，樹(shù)枝在15 s內(nèi)上下振動(dòng)6次，也即10 s內(nèi)上下振動(dòng)4次；而當(dāng)鳥(niǎo)落在樹(shù)枝上時(shí)，樹(shù)枝在10 s內(nèi)上下振動(dòng)了6次．由上面的數(shù)據(jù)對(duì)比可知，小鳥(niǎo)的質(zhì)量應(yīng)該在50 g到500 g之間，這樣它在10秒內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)才會(huì)介于4次到12次之間．故選項(xiàng)B符合要求． 8．(2019·衢州高二期中)在上海走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘，隨考察隊(duì)帶到珠穆朗瑪峰的頂端，則這個(gè)擺鐘(　　) A．變慢了，重新校準(zhǔn)應(yīng)減小擺長(zhǎng) B．變慢了，重新校準(zhǔn)應(yīng)增大擺長(zhǎng) C．變快了，重新校準(zhǔn)應(yīng)減小擺長(zhǎng) D．變快了，重新校準(zhǔn)應(yīng)增大擺長(zhǎng) 解析：選A.擺鐘隨考察隊(duì)帶到珠穆朗瑪峰的頂端，重力加速度減小，擺動(dòng)周期增大，擺鐘變慢了，重新校準(zhǔn)應(yīng)減小擺長(zhǎng)，選

11、項(xiàng)A正確． 9．(2019·寧波調(diào)研)勁度系數(shù)為20 N/cm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖象如圖所示，在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(　　) A．振子所受的彈力大小為0.5 N，方向指向x軸的負(fù)方向 B．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(dòng) D．在0～4 s內(nèi)振子通過(guò)的路程為0.35 cm，位移為0 解析：選B.由題圖可知A在t軸上方，位移x＝0.25 cm，所以彈力F＝－kx＝－5 N，即彈力大小為5 N，方向指向x軸負(fù)方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過(guò)A點(diǎn)作圖象的切線，該切線與x軸的正方向的夾角小于90°，切線斜率為正值，即振子的速度方向指向x軸的正方向，故選項(xiàng)B正確；

12、t＝0、t＝4 s時(shí)刻振子的位移都是最大，且都在t軸的上方，在0～4 s內(nèi)完成兩次全振動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于t＝0時(shí)刻和t＝4 s時(shí)刻振子都在最大位移處，所以在0～4 s內(nèi)振子的位移為零，又由于振幅為0.5 cm，在0～4 s內(nèi)振子完成了2次全振動(dòng)，所以在這段時(shí)間內(nèi)振子通過(guò)的路程為2×4×0.5 cm＝4 cm，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 10.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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．以豎直向上為正方向，物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.1sin (2.5πt) m．t＝0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6 s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度．取重力加速度的大小g＝10 m

13、/s2.以下判斷正確的是(　　) A．h＝1.7 m B．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8 s C．0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程為0.2 m D．t＝0.4 s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)方向相反 解析：選AB.由物塊簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)＝0.1sin(2.5πt) m知，ω＝2.5π rad/s，T＝＝ s＝0.8 s，選項(xiàng)B正確；t＝0.6 s時(shí)，y＝－0.1 m，對(duì)小球：h＋|y|＝gt2，解得h＝1.7 m，選項(xiàng)A正確；物塊0.6 s內(nèi)路程為0.3 m，t＝0.4 s時(shí)，物塊經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，與小球運(yùn)動(dòng)方向相同．故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 11．(2019·紹興調(diào)研)某彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，

14、其位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為x＝Asin ωt，振動(dòng)圖象如圖所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．彈簧在第1 s末與第3 s末的長(zhǎng)度相同 B．簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率是 rad/s C．第3 s末振子的位移大小為A D．從第3 s末到第5 s末，振子的速度方向發(fā)生變化 解析：選ABC.由振動(dòng)圖象可知，彈簧在第1 s末與第3 s末的位移相同，彈簧長(zhǎng)度相同，選項(xiàng)A正確；由振動(dòng)圖象可知，振動(dòng)周期為8 s，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率是ω＝＝ rad/s，選項(xiàng)B正確；第3 s末振子的位移大小為x＝Asin ωt＝Asin＝A，選項(xiàng)C正確；從第3 s末到第5 s末，振子的速度方向不發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 12

15、．甲、乙兩彈簧振子，振動(dòng)圖象如圖所示，則可知(　　) A．兩彈簧振子完全相同 B．兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1 C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大 D．兩振子的振動(dòng)頻率之比f(wàn)甲∶f乙＝1∶2 解析：選CD.從題圖中可以看出，兩彈簧振子振動(dòng)周期之比T甲∶T乙＝2∶1，得頻率之比f(wàn)甲∶f乙＝1∶2，D選項(xiàng)正確；彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說(shuō)明兩彈簧振子振動(dòng)不同，A錯(cuò)誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以?xún)烧褡铀芑貜?fù)力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，所以B錯(cuò)誤；由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零，速

16、度最大；在振子到達(dá)最大位移處時(shí)，速度為零，從題圖中可以看出，在振子甲到達(dá)最大位移處時(shí)，振子乙恰好到達(dá)平衡位置，所以C正確． 13.(2019·金華調(diào)研)質(zhì)量為m的帶電荷量為＋q的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球與一個(gè)絕緣輕彈簧右側(cè)相連，彈簧左側(cè)固定在墻壁上，小球靜止在光滑絕緣水平面上，位于水平向右的x坐標(biāo)軸原點(diǎn)O.當(dāng)加入如圖所示水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，小球向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處為x＝x0，空氣阻力不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．彈簧的勁度系數(shù)k＝ B．小球在x＝0處與在x＝x0處加速度相同 C．小球運(yùn)動(dòng)速度的最大值為 D．運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球的電勢(shì)能、動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，且總量保持不變 解析：選C.加上電場(chǎng)

17、后小球受力開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡點(diǎn)的位置在O到x0的中點(diǎn)處，此時(shí)電場(chǎng)力等于彈簧彈力，故彈簧勁度系數(shù)k＝＝，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在x＝0處與在x＝x0處加速度大小相等，但方向相反，B錯(cuò)誤；根據(jù)功能關(guān)系可知，小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)有qE×x0＝Ek＋Ep，到達(dá)x0處時(shí)有qEx0＝E′p，由彈簧彈性勢(shì)能與形變量的關(guān)系得Ep＝kx2，E′p＝4Ep，聯(lián)立以上三式解得Ek＝qEx0，又Ek＝mv2，故v＝，C正確；因?yàn)閰⑴c能量轉(zhuǎn)化的還有彈簧的彈性勢(shì)能，所以D錯(cuò)誤． 14.如圖所示，彈簧下面掛一質(zhì)量為m的物體，物體在豎直方向上做振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，物體振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧正好為原長(zhǎng)．則物體在振動(dòng)過(guò)程中(　　) A

18、．物體的最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA B．彈簧的彈性勢(shì)能和物體的動(dòng)能總和不變 C．彈簧的最大彈性勢(shì)能等于2mgA D．物體在最低點(diǎn)時(shí)受到的彈力大小應(yīng)為2mg 解析：選CD.物體振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)，彈簧的彈性勢(shì)能為零，從最高點(diǎn)到平衡位置，重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增加，重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，物體的最大動(dòng)能小于重力勢(shì)能的減少量mgA，A錯(cuò)誤；物體在振動(dòng)過(guò)程中，物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能保持不變，彈簧的彈性勢(shì)能和物體動(dòng)能之和在不斷變化，B錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量最大，彈簧的彈性勢(shì)能最大，物體的動(dòng)能為零，從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，物體重力勢(shì)能的減少

19、量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量，彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm＝mg×2A＝2mgA，C正確；在最高點(diǎn)物體所受的回復(fù)力大小為Fm＝mg，在最低點(diǎn)物體所受的回復(fù)力大小等于在最高點(diǎn)所受的回復(fù)力大小，即Fm′＝Fm＝mg，方向豎直向上，物體在最低點(diǎn)受到兩個(gè)力的作用，回復(fù)力為Fm′＝F彈－mg，解得：F彈＝2mg，D正確． 15．(多選)(2019·溫州質(zhì)檢)如圖甲所示，彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，取向右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t＝0.8 s時(shí)，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s時(shí)，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸增大 解析：選AD.由題圖乙知t＝0.8 s時(shí)，振子在平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，所以速度方向向左，A正確；t＝0.2 s時(shí)，振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小，應(yīng)在O點(diǎn)右側(cè)大于6 cm處，B錯(cuò)誤；t＝0.4 s和t＝1.2 s時(shí)，振子的加速度大小相同，方向相反，C錯(cuò)誤；t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，D正確． - 8 -