2021屆高三物理一輪復(fù)習(xí)：機(jī)械振動(dòng)(答案)

1、2021屆高三物理一輪復(fù)習(xí)機(jī)械振動(dòng)班級(jí) 座號(hào) 姓名 分?jǐn)?shù)一、選擇題1 .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（4）的判斷正確的是（選項(xiàng)中八 F、“分別表示物體的速度、受到的回復(fù)力和加速度）（）oKA；I 7（1）（2）（3）（4）A .圖可作為該物體的-圖象B .圖（2）可作為該物體的E T圖象C .圖（3）可作為該物體的E T圖象D .圖（4）可作為該物體的T圖象【答案】C【解析】因?yàn)槭?k2二故圖可作為尸-人圖象；而-隨x增大而減小，故V 7圖象應(yīng)為圖。2 .某一質(zhì)點(diǎn)作用力與位移的關(guān)系如圖所示，由此可判斷該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是（）B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.勻減速直線運(yùn)動(dòng)D.

2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)【答案】D3 . （2017北京高考）某彈簧振子沿x軸的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖所示,下列描述正確的是（）A.u 1 s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值B . r=2 s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值C . r=3 s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零D . u 4 s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值【答案】A【解析】1 s時(shí)，振子處于正的最大位移處，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值，A正確。u 2 s時(shí), 振子在平衡位置且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則振子的速度為負(fù)，加速度為零，B錯(cuò)誤。/ = 3 s時(shí)，振子處于負(fù)的最大位移處，振子的速度為零，加速度為正的最大值，C錯(cuò)誤。/=

3、4 s時(shí)，振子在平衡位置且向.V軸正方向運(yùn)動(dòng)， 則振子的速度為正，加速度為零，D錯(cuò)誤。4.（多選）（改編）某彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖象如圖所示，下列說法正確的是（）A .振子位移x隨時(shí)間/變化的關(guān)系為x=0.14心）B .第3 s末與第5 s末彈簧的長(zhǎng)度相同，振子速度也相同C . 02s內(nèi)，振子的動(dòng)量在減小，加速度在增大,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。.第3 s末振子的位移大小為0.05皿E .從第3 s末到第5 s末，振子經(jīng)過的路程大于O.bn【答案】ACE【解析】由振動(dòng)圖象可知，振動(dòng)周期為T = 8，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率是3二半二;八s,振子位移x隨時(shí)間，變 化的關(guān)系為x = 0.1s譏&am

4、p;）,選項(xiàng)A正確；由振動(dòng)圖象可知，彈簧振子在第3 s末與第5 s末的位移大小相等方向 相反，彈簧長(zhǎng)度不相同，選項(xiàng)5不正確；02s內(nèi)，振子的速度在減小所以動(dòng)量在減小，動(dòng)能減小、勢(shì)能增大、 系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確；第3 s末振子的位移大小為x二As而3t=As濾二V2A/2，選項(xiàng)。錯(cuò)誤；從第3 s末到第5s末，振子的平均速度大于24s內(nèi)的平均速度，所以經(jīng)過的路程大于振幅A=0.1/，選項(xiàng)E正確.5 .（多選）（2018天津高考T8）一振子沿x軸做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。t=0時(shí)振子的位移為-0.1 m, t=l s時(shí)位移為0.1 m ,則（2A.若振幅為0.1 m,振子的周期可能為&#

5、167; s4B.若振幅為0.1 m ,振子的周期可能為s 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 【答案】AD【解析】若振幅為0.1 m ,根據(jù)題意可知從t=0s到t=l s振子經(jīng)歷的周期為（ + L）T ,則5 + 1）T=ls（n=0 , 1 , 222242 , 3），解得T=s（n=O ,1,2, 3）,當(dāng)n=l時(shí)T= s ,無(wú)論n為何值，T都不會(huì)等于二s . A正2 +135T5T確B錯(cuò)誤 如果振幅為0.2 m結(jié)合位移一時(shí)間關(guān)系圖象，有1 s= +nT 或者1 s=T+nT 或者1 s=-+nT 266，對(duì)于式,只有當(dāng)n=

6、0時(shí)，T=2 s ,為整數(shù)；對(duì)于式，T不為整數(shù)；對(duì)于式，只有當(dāng)n=0時(shí)，T=6 s , 為整數(shù)，故C錯(cuò)誤，D正確。6 . 2018安徽屯溪一中期中如圖J1-3所示.在質(zhì)量為M的支架上.一輕質(zhì)彈簧掛有質(zhì)量均為m的A、8兩物 體.支架放在水平地面上.起初各物體都靜止,重力加速度為突然剪斷4 B間的連線.此后A做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).當(dāng)A 運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí).支架對(duì)地面的壓力為（圖Jl3C. (M+? )gD.(A/+2m )gA.MgB.(M)g【答案】A【解析】剪斷A、B間細(xì)線后小將做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).在平衡位置.有,=仁在初位置.有m=2r故振幅為*=器 根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性.當(dāng)A到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)3單簧處于原長(zhǎng).此時(shí)支架

7、只受重力和支持力.二力平衡.故支持力等于 重力財(cái)號(hào)由牛頓第三定律可知.支架對(duì)地面的壓力等于Mg.A正確.7 .一足夠長(zhǎng)的皮帶傳動(dòng)裝置如圖所示，皮帶的速度、足夠大.一根質(zhì)量不計(jì)、勁度系數(shù)為k的彈簧一端固定, 另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為n .當(dāng)滑塊放到皮帶上時(shí)，彈簧的軸線恰 好水平，若滑塊放到皮帶上的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自由長(zhǎng)度，則從靜止釋放到彈簧第一次 口伸長(zhǎng)到最大的過程中，（已知彈簧振子周期丁=2冗攵）（）歷FbMMMMMMfl固定板A .滑塊的速度增大，加速度減小B .滑塊的速度先增大后減小，加速度先增大后減小C .滑塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為FD

8、 .滑塊與皮帶間所產(chǎn)生的熱量是pmg。J " -2pmg'k）【答案】D8 . （ 2019江蘇）（多選）一單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在偏角增大的過程中，擺球的.A.位移增大B.速度增大C.回復(fù)力增大D.機(jī)械能增大【答案】AC【解析】由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，當(dāng)偏角增大，擺球偏離平衡位置的位移增大，故A正確；當(dāng)偏角增大，動(dòng) 能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，所以速度減小，故B錯(cuò)誤；由回復(fù)力F = -kx可知，位移增大，回復(fù)力增大，故C正確， 單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，故D錯(cuò)誤；9 . （ 2009年上海物理）做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的單擺擺長(zhǎng)不變，若擺球質(zhì)量增加為原來(lái)的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)

9、速度減小為原來(lái)的1/2,則單擺振動(dòng)的（）（A ）頻率、振幅都不變（B ）頻率、振幅都改變（C）頻率不變、振幅改變（D ）頻率改變、振幅不變【答案】C【解析】由單擺的周期公式丁 = 2萬(wàn),可知，單擺擺長(zhǎng)不變，則周期不變，頻率不變；振幅A是反映單擺運(yùn)動(dòng)過程中的能量大小的物理量，由£=-”2可知，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)的動(dòng)能不變，因此振幅改變，所 2以C正確。10 .在科學(xué)研究中，科學(xué)家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進(jìn)行匕喉，找出其共同點(diǎn)，進(jìn)一步推測(cè)未知現(xiàn)象的特性和 規(guī)律。法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問題時(shí)，曾將扭秤的振動(dòng)周期與電荷間距離的關(guān)系類比單擺 的振動(dòng)周期與擺球到地心距離的關(guān)系。已知

10、單擺擺長(zhǎng)為I,引力常量為G,地球質(zhì)量為A九擺球到地的距離 為/,則單擺振動(dòng)周期r與距離r的關(guān)系式為（）【答案】B第10頁(yè)，共8頁(yè)【解析】 設(shè)離地處重力加速度為g,則半二吆，故一綁 ；單擺振動(dòng)周期7二2冗幕 。 代入得T= 2內(nèi) ,故選項(xiàng)B正確。11 . （ 2001 江西）細(xì)長(zhǎng)輕繩下端拴一小球構(gòu)成單擺，在懸掛點(diǎn)正下方者罷長(zhǎng)處有一個(gè)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(gè)小角度，然后無(wú)初速度地釋放,對(duì)于以后的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的息）A.擺球往返運(yùn)動(dòng)一次的周期比無(wú)釘子時(shí)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(zhǎng)相等D.擺球在平衡位置右

11、側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍 【答案】AB .【解析】擺線被釘子擋住后，繞A點(diǎn)做單擺運(yùn)動(dòng)，擺長(zhǎng)發(fā)生變化，則周期也要發(fā)生變化，根據(jù)機(jī)械能守恒定 律，可知上升的最大高度一樣，根據(jù)幾何知識(shí)，知道擺角，弧長(zhǎng)的關(guān)系.次的周期T=2冗JI .擋住后，往返一次的周期為【解答】解：A、擺線被釘子擋住后，繞A點(diǎn)做單擺運(yùn)動(dòng)，擺長(zhǎng)發(fā)生變化，則周期也要發(fā)生變化.以前往返一 nJl+ .故 A 正確.B、根據(jù)機(jī)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.C、由幾何關(guān)系得，右邊的弧長(zhǎng)小于左邊的弧長(zhǎng)，故C錯(cuò)誤.D、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(cuò)誤.12 . （2019全國(guó)H ）

12、如圖，長(zhǎng)為/的細(xì)繩下方懸掛一小球乙繩的另一端固定在天花板上。點(diǎn)處，在。點(diǎn)正下方 3二/的0'處有一固定細(xì)鐵釘。將小球向右拉開，使細(xì)繩與豎直方向成一小角度（約為2。）后由靜止釋放，并從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)小球“擺至最氐位置時(shí)，細(xì)繩會(huì)受到鐵釘?shù)淖钃?。設(shè)小球相對(duì)于其平衡位置的水平位移 為x ,向右為正。下列圖像中，能描述小球在開始一個(gè)周期內(nèi)的X-/關(guān)系的是（）a【答案】A【解析】由六2口丁導(dǎo)：7>2瓦8x. = 2/-sin 122/sin ± =2_x, / . 6 sin 22“.ax, =2/ -sin -2a4sin .1sin 2=2鼠in絲4222由能量Q律可知,小

13、球先后擺起得最大高度相同，故 w一“ c°sae Q v4sin 與根據(jù)數(shù)學(xué)規(guī)律可得：sin * = 2sin *故=一寸=2 ,即第一次振幅是第二次振幅得2倍，故A正確，22占sin6213 . （ 2007北京）如圖所示的單擺，擺球a向右擺動(dòng)到身氐點(diǎn)時(shí)，恰好與一沿水平方向向左運(yùn)動(dòng)的粘性小球 b發(fā)生碰撞，并粘接在一起，且擺動(dòng)平面不變,已知碰撞前a球擺動(dòng)的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為h,擺動(dòng)的周期為T, a球質(zhì)量是b球質(zhì)量的5倍，碰撞前a球在最低點(diǎn)的速度是b球速度的一半.則迪1后（A ,擺動(dòng)的周期為B .擺動(dòng)的周期為C .擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為0.3hD .擺球的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的

14、高度差為0.25h【答案】D【解析】單擺的周期是由單擺的擺長(zhǎng)和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊拇笮」餐瑳Q定的，與擺球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)的速度無(wú)關(guān).球在下降的過程中，機(jī)械能守恒，可以求得a球的速度的大小，在與b球碰撞的過程中，它們的動(dòng)量守恒, 從而可以求得b球碰后的速度的大小，再次根據(jù)機(jī)械能守恒可以求得最大的高度.【解答】解：?jiǎn)螖[的周期與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，只決定于擺長(zhǎng)和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?所以AB錯(cuò)誤. 在a球向下擺的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒.有 Mgh二,Mv；a、b兩球碰撞過程時(shí)間極短，兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒.所以有 Mvi - m,2V= （ M+m ） v2碰撞后擺動(dòng)過程中，機(jī)械能守恒，所以有（I+m）

15、 ghz 二（I+m） V2整理得血書/， 乙所以h，=O.25h .所以D正確.14 . （ 2006寧真）一祛碼和一輕彈簧構(gòu)成彈簧振子，圖甲所示的裝置可用于研究該彈簧振子的受迫振動(dòng).勻 速轉(zhuǎn)動(dòng)把手時(shí)，曲桿給彈簧振子以驅(qū)動(dòng)力，使振子做受迫振動(dòng).把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期就是驅(qū)動(dòng)力的周期，改變 把手勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就可以改變驅(qū)動(dòng)力的周期.若保持把手不動(dòng)，給祛碼一向下的初速度，祛碼便做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng), 振動(dòng)圖線如圖乙所示.當(dāng)把手以某一速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，跌碼的振動(dòng)圖線如圖丙所示.若用 表示彈簧振子的固有周期，T表示驅(qū)動(dòng)力周期，y表示受迫振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定后祛碼振動(dòng)的振幅，則（ ）A .由圖線可知T=4s

16、B .由圖線可知T（=8sC.當(dāng)T在4s附近時(shí)，y顯著增大；當(dāng)T比4s小得多或大得多時(shí)，y很小 D .當(dāng)T在8s附近時(shí)，y顯著增大；當(dāng)T比8s小得多或大得多時(shí)，y很小 【答案】C.【解析】由題意可知，圖乙是物體自由振動(dòng)圖象，而圖3是物體做受迫振動(dòng)時(shí)的圖象；而物體自由振動(dòng)時(shí)的周 期時(shí)固有周期，做受迫振動(dòng)時(shí)的周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期.解：A、根據(jù)受迫振動(dòng)的周期等于驅(qū)動(dòng)力周期，由圖丙可知T=8s,故A錯(cuò)誤.B、圖象乙是物體自由振動(dòng)時(shí)的周期，故由圖象乙可知，物體的固有頻率為To=4s；故B錯(cuò)誤；CD、當(dāng)物體的驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振動(dòng)達(dá)到最強(qiáng)，故當(dāng)T在4s附近時(shí)，振幅顯著增 大，當(dāng)T比4

17、s小很多或大得艮多時(shí)，y很小，故C正確，故錯(cuò)誤；15 .（多選）一個(gè)單擺做受迫振動(dòng)，其共振曲線（振幅A與驅(qū)動(dòng)力的頻率f的關(guān)系）如圖。則（）B .此單擺的擺長(zhǎng)約為1mC.若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大D .若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng) 【答案】AB0【解析】解：A、由圖可知，止彈擺的振動(dòng)頻率與固有頻率相等，則周期為2s。故A正確；B、由圖可知，此單擺的振動(dòng)頻率與固有頻率相等，則周期為2s。由公式1=2兀/,可得故B正確;C、若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小。故C錯(cuò)誤;D、若擺長(zhǎng)增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動(dòng)。故D錯(cuò)誤;16 . （2016海南高考）侈選）下列

18、說法正確的是（）A.在同一地點(diǎn)，單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期的平方與其擺長(zhǎng)成正比B.彈簧振子做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變C.在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長(zhǎng)不變時(shí)，擺球質(zhì)量越大,單擺做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期越小D.系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率E.已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置及其振動(dòng)周期，就可知振子在任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度的方向【答案】ABD【解析】 根據(jù)單擺周期公式T= 可知，在同一地點(diǎn)，重力加速度g為定值，故周期的平方與其擺長(zhǎng)成 正比，A正確；彈簧振不故簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),只有動(dòng)能和勢(shì)能參與轉(zhuǎn)化，根據(jù)機(jī)械能守恒條件可知，振動(dòng)系統(tǒng)的勢(shì) 能與動(dòng)能之和保持不變，B正確；根據(jù)單擺周期公式T二2n 可知，單擺的周期與質(zhì)量無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；當(dāng) 系統(tǒng)做穩(wěn)定的受迫振動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于周期性驅(qū)動(dòng)力的頻率，D正確；已知彈簧振子初始時(shí)刻的位置 和振動(dòng)方向及其振動(dòng)周期，才能知