高中人教物理選擇性必修一第二章、章末總結(jié)、機(jī)械振動(dòng)（同步練習(xí)）（解析版）同步備課人教版選擇性必修第二冊(cè)

1、章末復(fù)習(xí)第二章 機(jī)械振動(dòng)一、選擇題（112題，每題6分）1.(2020江西師范大學(xué)附屬中學(xué)11月月考)（單選）A、B兩個(gè)單擺，A擺的固有頻率為f，B擺的固有頻率為4f，若讓它們?cè)陬l率為5f的驅(qū)動(dòng)力作用下做受迫振動(dòng)，那么A、B兩個(gè)單擺比較()AA擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為fBB擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為5fCA擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為5fDB擺的振幅較大，振動(dòng)頻率為4f【答案】：B【解析】：A、B兩擺均做受迫振動(dòng)，其振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率即5f，因B擺的固有頻率接近驅(qū)動(dòng)力的頻率，故B擺的振幅較大，B正確，A、C、D錯(cuò)誤2.(2020南師大蘇州實(shí)驗(yàn)中學(xué)一模測(cè)試)（單選）部隊(duì)經(jīng)過(guò)橋梁時(shí)，規(guī)定不許齊步走

2、；登山運(yùn)動(dòng)員登雪山時(shí)，不許高聲叫喊，主要原因是()A減輕對(duì)橋的壓力，避免產(chǎn)生回聲B減少聲波對(duì)橋、雪山的沖擊力C避免使橋發(fā)生共振和使雪山發(fā)生共振D使橋受到的壓力更不均勻，使登山運(yùn)動(dòng)員耗散能量減少【答案】C【解析】部隊(duì)過(guò)橋時(shí)如果齊步走，給橋梁施加周期性的外力，容易使橋的振動(dòng)幅度增大，即發(fā)生共振，造成橋梁倒塌登山運(yùn)動(dòng)員登高山時(shí)(高山上常年有積雪，雪山內(nèi)部溫度較高，有部分雪熔化成了水，對(duì)雪層起潤(rùn)滑作用)高聲叫喊，聲波容易引起雪山共振而發(fā)生雪崩，故應(yīng)選C.3.（2020山東省日照市五蓮一中高三模擬測(cè)試卷）（單選）單擺在空氣中做阻尼振動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是()A位移逐漸減小B速度逐漸減小C動(dòng)能逐漸減小D振

3、動(dòng)的能量逐漸轉(zhuǎn)化為其他形式的能【答案】：D【解析】：?jiǎn)螖[在空氣中做阻尼振動(dòng)時(shí)，由于克服阻力做功，所以振動(dòng)能量會(huì)逐漸減少，并轉(zhuǎn)化為其他形式的能，選項(xiàng)D對(duì)；但是其位移、速度以及動(dòng)能會(huì)交替變化，所以選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)4.（2020湖北省襄陽(yáng)市襄陽(yáng)五中高考調(diào)研）(多選)如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，實(shí)線為t0時(shí)的波形圖，虛線為t0.5 s時(shí)的波形圖已知該簡(jiǎn)諧波的周期大于0.5 s關(guān)于該簡(jiǎn)諧波，下列說(shuō)法正確的是()A波長(zhǎng)為2 mB波速為6 m/sC頻率為1.5 HzDt1 s時(shí)，x1 m處的質(zhì)點(diǎn)處于波峰Et2 s時(shí)，x2 m處的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置【答案】BCE【解析】由圖像可知簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)為4 m，

4、A項(xiàng)錯(cuò)誤；波沿x軸正向傳播，t0.5 seq f(3,4)T，可得周期Teq f(2,3) s、頻率feq f(1,T)1.5 Hz，波速veq f(,T)6 m/s，B、C項(xiàng)正確；t0時(shí)刻，x1 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰，經(jīng)過(guò)1 seq f(3,2)T，一定在波谷，D項(xiàng)錯(cuò)誤；t0時(shí)刻，x2 m處的質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，經(jīng)過(guò)2 s3T，質(zhì)點(diǎn)一定經(jīng)過(guò)平衡位置，E項(xiàng)正確5.(2020湖南省長(zhǎng)沙市長(zhǎng)郡中學(xué)二模測(cè)試)(多選)如圖所示，一根繃緊的水平繩上掛五個(gè)擺，其中A、E擺長(zhǎng)均為l，先讓A擺振動(dòng)起來(lái)，其他各擺隨后也跟著振動(dòng)起來(lái)，則()A其他各擺振動(dòng)周期跟A擺相同B其他各擺振動(dòng)的振幅大小相等C其他各擺振動(dòng)的振幅大小不

5、同，E擺的振幅最大DB、C、D三擺振動(dòng)的振幅大小不同，B擺的振幅最小【答案】ACD【解析】A擺振動(dòng)后迫使水平繩擺動(dòng)水平繩又迫使B、C、D、E四擺做受迫振動(dòng)，由于物體做受迫振動(dòng)的周期總是等于驅(qū)動(dòng)力的周期，因此，B、C、D、E四擺的周期跟A擺相同驅(qū)動(dòng)力的頻率等于A擺的固有頻率fAeq f(1,TA)eq f(1,2) eq r(f(g,l)，其余四擺的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率關(guān)系是：fBeq f(1,2) eq r(f(g,0.5l)1.41fA，fCeq f(1,2) eq r(f(g,1.5l)0.82fAfDeq f(1,2)eq r(f(g,2l)0.71fA，fEeq f(1,2)eq r

6、(f(g,l)fA可見(jiàn)只有E擺的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相等，它發(fā)生共振現(xiàn)象，其振幅最大，B、C、D三個(gè)擺均不發(fā)生共振，振幅各異，其中B擺的固有頻率與驅(qū)動(dòng)力的頻率相差最大，所以它的振幅最小6.（2020浙江省寧波市鎮(zhèn)海蛟川書院5月月考）（單選）彈簧振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬于下列運(yùn)動(dòng)中的()A勻速直線運(yùn)動(dòng)B勻加速直線運(yùn)動(dòng)C勻變速直線運(yùn)動(dòng) D非勻變速直線運(yùn)動(dòng)【答案】：D【解析】：從位移方面來(lái)看，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振子的位移隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，所以振子不是勻速直線運(yùn)動(dòng)也不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)；從振子的受力情況來(lái)看，水平彈簧振子受到的指向平衡位置的力是彈簧的彈力，而彈簧的彈力是與彈簧的形變量成正比的隨著振子的不斷運(yùn)動(dòng)，

7、彈簧的形變量在不斷變化，彈簧對(duì)振子的彈力也在不斷變化，從而振子的加速度也在變化因此，振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)屬于非勻變速直線運(yùn)動(dòng)7.（2020杭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)院三聯(lián)考）（單選）如圖所示，豎直立在水平面上的輕彈簧下端固定，將一個(gè)金屬球放在彈簧頂端(球與彈簧不連接)，用力向下壓球，使彈簧被壓縮，并用細(xì)線把小球和地面拴牢(圖甲)燒斷細(xì)線后，發(fā)現(xiàn)球被彈起且脫離彈簧后還能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)(圖乙)那么該球從細(xì)線被燒斷到剛脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大B球剛脫離彈簧時(shí)動(dòng)能最大C球所受合力的最大值等于重力D在某一階段內(nèi)，小球的動(dòng)能減小而小球的機(jī)械能增加【答案】：D【解析】：從細(xì)線被燒斷到

8、球剛脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧的壓縮量一直減小，即彈性勢(shì)能一直減小，A錯(cuò)；運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)速度最大，動(dòng)能最大，B錯(cuò)；球所受合力最大的位置在最低點(diǎn)，若小球剛好脫離彈簧時(shí)的速度恰好為零，則由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知，在最低點(diǎn)合力的最大值大小等于重力，但由題意知小球脫離彈簧后還繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，所以在最低點(diǎn)向上的合力大于重力，C錯(cuò)；從平衡位置到剛脫離彈簧的過(guò)程中，動(dòng)能減小，但由于該過(guò)程彈簧對(duì)小球做正功，小球機(jī)械能增加，D正確（2020上海華師大二附中高考模擬測(cè)試卷）（單選）在實(shí)驗(yàn)室可以做“聲波碎杯”的實(shí)驗(yàn)用手指輕彈一只酒杯，可以聽(tīng)到清脆的聲音，測(cè)得這聲音的頻率為500 Hz，將這只酒杯放在兩只大功率的聲波發(fā)生

9、器之間，操作人員通過(guò)調(diào)整其發(fā)出的聲波，就能使酒杯碎掉下列說(shuō)法中正確的是()A操作人員一定是把聲波發(fā)生器的功率調(diào)到很大B操作人員可能是使聲波發(fā)生器發(fā)出了頻率很高的超聲波C操作人員一定是同時(shí)增大了聲波發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率和功率D操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz 【答案】：D【解析】：驅(qū)動(dòng)力的周期與固有周期相等，形成共振，共振時(shí)振幅最大，操作人員只需將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500 Hz，就能使酒杯碎掉9（2020貴州貴陽(yáng)清華中學(xué)三聯(lián)考測(cè)試）(單選)如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，先后以相同的速度依次通過(guò)A、B兩點(diǎn)，歷時(shí)1 s，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)B點(diǎn)后再經(jīng)過(guò)1 s又第2次通過(guò)B點(diǎn)，在這2

10、 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的總路程為12 cm.則質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和振幅分別為()A3 s，6 cm B4 s，6 cmC4 s，9 cm D2 s，8 cm【答案】B 【解析】因質(zhì)點(diǎn)通過(guò)A、B兩點(diǎn)時(shí)速度相同，說(shuō)明A、B兩點(diǎn)關(guān)于平衡位置對(duì)稱，由時(shí)間的對(duì)稱性可知，質(zhì)點(diǎn)由B到最大位移，與由A到最大位移的時(shí)間相等，即t10.5 s，則eq f(T,2)tAB2t12 s，即T4 s，由過(guò)程的對(duì)稱性可知：質(zhì)點(diǎn)在這2 s內(nèi)通過(guò)的路程恰為2A，即2A12 cm，A6 cm，故B正確10.（2020遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三上學(xué)期期末測(cè)試）（多選）如圖所示為某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像，由圖可知，在t1和t2兩個(gè)時(shí)刻，|x1|x2|，質(zhì)點(diǎn)

11、速度v1、v2與加速度a1、a2的關(guān)系為()Av1v2，方向相同Bv1v2，方向相反Ca1a2，方向相同Da1a2，方向相反【答案】：AD【解析】：由圖像可知，t1、t2兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)都在沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，越靠近平衡位置，速度越大，故選項(xiàng)A正確由Fkx可知F1F2，對(duì)于同一質(zhì)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，a1a2且方向相反選項(xiàng)D正確11.(2020云南省昆明市昆明一中5月月考測(cè)試)（多選）如圖所示，A、B分別為單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)擺球的不同位置其中，位置A為擺球擺動(dòng)的最高位置，虛線為過(guò)懸點(diǎn)的豎直線以擺球最低位置為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則擺球在擺動(dòng)過(guò)程中()A位于B處的動(dòng)能最大B位于A處時(shí)勢(shì)能最大C在位置A的勢(shì)能大于在位置B的動(dòng)能

12、D在位置B的機(jī)械能大于在位置A的機(jī)械能【答案】：BC【解析】：?jiǎn)螖[擺動(dòng)過(guò)程中，機(jī)械能守恒，在最高點(diǎn)重力勢(shì)能最大，最低位置時(shí)動(dòng)能最大，故B正確，A錯(cuò)誤在B點(diǎn)EBEkBEpBEpA，故C正確，D錯(cuò)誤12(2020山西省運(yùn)城市康杰中學(xué)一模測(cè)試)(多選）個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下列敘述中正確的是()A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)頻率為4 HzB在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為20 cmC在5 s末，質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移為2 cmD在t1.5 s和t4.5 s兩時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移大小相等且為eq r(2) cm【答案】BCD【解析】由題目中的振動(dòng)圖像可直接得到周期T4 s，頻率feq f(1,T)0.25 Hz，故A錯(cuò)誤

13、一個(gè)周期內(nèi)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是4A8 cm，10 s為2.5個(gè)周期，故質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程為20 cm，B正確由題圖可知5 s末質(zhì)點(diǎn)的位移為2 cm，故C正確質(zhì)點(diǎn)的位移與時(shí)間的關(guān)系為x2 sineq blc(rc)(avs4alco1(f(,2)t) cm，把t1.5 s和t4.5 s分別代入方程可得位移大小都是eq r(2) cm，故D正確非選擇題（13題8分，14題9分，15題11分）13.(2020山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三下學(xué)期期中測(cè)試).如圖所示，A、B分別為單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)擺球的不同位置其中，位置A為擺球擺動(dòng)的最大位置，虛線為過(guò)懸點(diǎn)的豎直線A位置與豎直方向的夾角為，擺長(zhǎng)為L(zhǎng).則擺動(dòng)過(guò)程中

14、的最大回復(fù)力和最大速度分別為多少？(設(shè)擺球質(zhì)量為m)【答案】mgsin eq r(2gL（1cos ）)【解析】A點(diǎn)時(shí)回復(fù)力最大Fmgsin ，在最低點(diǎn)時(shí)速度最大設(shè)為v，則mgL(1cos )eq f(1,2)mv2 veq r(2gL（1cos ）).14.(2020河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三11月月考).如圖所示，A、B兩木塊質(zhì)量分別是mA0.2 kg，mB0.3 kg，彈簧的勁度系數(shù)k50 N/m，A和B間最大靜摩擦力是0.6 N，B與水平面的摩擦力不計(jì)求：(1)若兩物體一起做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移是2 cm時(shí)，A與B間的摩擦力是多大？(2)在A和B之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)的條件下，它們的最大振幅是多大？【答案

15、】：(1)0.4 N(2)3 cm【解析】：(1)以A、B整體為研究對(duì)象，有kx(mAmB)a對(duì)物體A，有f靜mAa所以A、B間摩擦力f靜eq f(mA,mAmB)kxeq f(0.2,0.20.3)50 x20 x 當(dāng)x0.02 m時(shí)，f靜200.02 N0.4 N.(2)A與B沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，物體A的最大加速度a最大eq f(f最大,mA) 所以a最大eq f(0.6,0.2) m/s23 m/s2 對(duì)A、B整體，a最大eq f(kx最大,mAmB)所以A、B不發(fā)生滑動(dòng)的最大振幅是 x最大eq f(mAmB,k)a最大eq f(0.20.3,50)3 m3 cm .15.(2020河北省石家莊第二中學(xué)高考模擬測(cè)試卷)將一測(cè)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上就可以測(cè)量快速變化的力如圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將小擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于緊張狀態(tài)，釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、B、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)中的最低位置，AOBCOB，小于10且是未知量圖乙是由計(jì)算機(jī)得到的細(xì)線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線，且圖中t0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻試根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖中)所給的信息求：(g取10 m/s2)(1)單擺的振動(dòng)周期和擺長(zhǎng)；(2)擺球的質(zhì)量；(3)擺球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度【答案】：(1)0.4 s0.4 m(2)