2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波專題43簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)共振

專題43簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)共振1．[2024·浙江省嘉興市測(cè)試]飛力士棒(Flexi-bar)是一種能加強(qiáng)軀干肌肉功能的訓(xùn)練器材．標(biāo)準(zhǔn)型飛力士棒由握柄、負(fù)重頭和PVC軟桿連接而成，可以使用雙手進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，棒的固有頻率為4.5Hz，如圖所示．則()A．使用者用力越大飛力士棒振動(dòng)越快B．隨著手振動(dòng)的頻率增大，飛力士棒振動(dòng)的幅度可能越來越小C．雙手驅(qū)動(dòng)該飛力士棒每分鐘完成4.5次全振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生共振D．負(fù)重頭質(zhì)量不變，僅PVC桿縮短時(shí)，飛力士棒的固有頻率不變答案：B解析：飛力士棒在人作用下做受迫振動(dòng)，則人振動(dòng)得越快，則飛力士棒振動(dòng)越快，振動(dòng)的快慢與使用者用力大小無關(guān)，A錯(cuò)誤；當(dāng)人手振動(dòng)的頻率等于飛力士棒的固有頻率時(shí)飛力士棒振動(dòng)的振幅最大，則隨著手振動(dòng)的頻率增大，超過了飛力士棒的固有頻率時(shí)，飛力士棒振動(dòng)的幅度會(huì)越來越小，B正確；棒的固有頻率為4.5Hz，可知雙手驅(qū)動(dòng)該飛力士棒每秒鐘完成4.5次全振動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生共振，C錯(cuò)誤；負(fù)重頭質(zhì)量不變，僅PVC桿縮短時(shí)，飛力士棒的固有頻率會(huì)發(fā)生改變，D錯(cuò)誤．2．[2024·江蘇省常熟市月考]如圖是單擺做阻尼振動(dòng)的位移—時(shí)間圖像，下列說法正確的是()A．阻尼振動(dòng)是一種受迫振動(dòng)B．?dāng)[球在P時(shí)刻的勢(shì)能大于N時(shí)刻的勢(shì)能C．?dāng)[球在P時(shí)刻的動(dòng)能大于N時(shí)刻的動(dòng)能D．?dāng)[球在P與N時(shí)刻的機(jī)械能相等答案：C解析：阻尼振動(dòng)不是一種受迫振動(dòng)，A錯(cuò)誤；擺球在P與N時(shí)刻位移相等即單擺所處高度相同，則重力勢(shì)能相同，B錯(cuò)誤；由于阻力影響，單擺要克服阻力做功，在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能一直逐漸減小，故P時(shí)刻的機(jī)械能大于N時(shí)刻的機(jī)械能，而兩點(diǎn)重力勢(shì)能相等，則P時(shí)刻的動(dòng)能大于N時(shí)刻的動(dòng)能，C正確，D錯(cuò)誤．3.[2024·北京市通州區(qū)質(zhì)檢]如圖所示，是一個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖像，則該小球位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為()A．x＝0.05sin(0.5πt)mB．x＝0.05sin(4πt)mC．x＝5sin(0.5πt)mD．x＝0.05cos(0.5πt)m答案：A解析：由圖可知，振子從平衡位置開始振動(dòng)，振幅為5cm，周期為4s，則該小球位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝Asineq\f(2π,T)＝0.05sin(0.5πt)m，A正確．4．[2024·遼寧省錦州市期中考試](多選)如圖所示為光滑水平面上一水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖．已知彈簧的勁度系數(shù)為10N/cm，下列說法正確的是()A．圖中A點(diǎn)，振子所受的回復(fù)力大小為2.5NB．圖中A點(diǎn)，振子的速度方向指向x軸的正方向C．彈簧振子的振幅等于0.5mD．4s時(shí)間內(nèi)，振子做了4次全振動(dòng)答案：AB解析：彈簧振子的回復(fù)力為彈簧的彈力，根據(jù)如圖可看出A點(diǎn)位移為0.25cm，所以F＝kx＝2.5N，在A點(diǎn)，振子所受的回復(fù)力大小為2.5N，A正確；圖中A點(diǎn)，振子正在向x軸的正方向運(yùn)動(dòng)，所以速度方向指向x軸的正方向，B正確；振幅指振動(dòng)的最大位移，從圖中縱坐標(biāo)可看出，彈簧振子的振幅等于0.5cm，C錯(cuò)誤；從圖中可看出，振子的周期為2s，1個(gè)周期振子做1次全振動(dòng)，所以4s時(shí)間內(nèi)，振子做了2次全振動(dòng)，D錯(cuò)誤．5．[2024·江蘇省淮安市調(diào)研測(cè)試]一質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)附近做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若從過O點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過5s小球第一次經(jīng)過M點(diǎn)，再繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過2s它第二次經(jīng)過M點(diǎn)，該小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期可能是()A．10sB．18sC．24sD．30s答案：C解析：若振子開始運(yùn)動(dòng)的方向先向左，再向M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)路線如圖1所示．得到振動(dòng)的周期為eq\f(3,4)T＝5s＋2s×eq\f(1,2)，得到振動(dòng)的周期為T＝8s，若振子開始運(yùn)動(dòng)的方向向右直接向M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，如圖2，振動(dòng)的周期為T＝4×(5s＋2s×eq\f(1,2))＝24s，C正確．6.[2024·江蘇省蘇州市期中考試]已知：彈簧振子的振動(dòng)周期T＝2πeq\r(\f(m,k))，總機(jī)械能與振幅A的平方成正比，即E＝eq\f(1,2)kA2，k為彈簧的勁度系數(shù)，m為振子的質(zhì)量．如圖所示，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定，另一端連接著質(zhì)量為m的物塊，物塊在光滑水平面上往復(fù)運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到最大位移為A的時(shí)刻，把另一質(zhì)量也為m的物塊輕放在其上，兩個(gè)物塊恰好始終一起振動(dòng)．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.放上質(zhì)量也為m的物塊后，下列說法正確的是()A．兩物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(kA,2mg)B．物塊振動(dòng)周期變?yōu)樵瓉淼?倍C．物塊經(jīng)過平衡位置時(shí)速度為eq\f(1,2)eq\r(\f(kA2,m))D．系統(tǒng)的振幅減小答案：A解析：對(duì)整體受力分析可知，當(dāng)位移最大時(shí)彈簧彈力提供回復(fù)力，根據(jù)牛頓第二定律得kA＝2ma，對(duì)上面物塊的回復(fù)力由靜摩擦力提供，當(dāng)位移最大時(shí)，最大靜摩擦力滿足μmg＝ma，聯(lián)立解得動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(kA,2mg)，A正確；根據(jù)周期公式可知，周期與振子質(zhì)量的平方根成正比，當(dāng)質(zhì)量加倍時(shí)，周期為原來的eq\r(2)倍，B錯(cuò)誤；由已知得總機(jī)械能為E＝eq\f(1,2)kA2，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得平衡位置時(shí)的最大動(dòng)能為Ekm＝eq\f(1,2)(2m)v2＝E，解得vm＝eq\r(\f(kA2,2m))，C錯(cuò)誤；由于上方物塊是處于最大位移時(shí)放上去的，而此時(shí)速度為零，總機(jī)械能為彈簧的彈性勢(shì)能，在彈性勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化過程中，只有彈簧彈力做功，所以系統(tǒng)的總機(jī)械能守恒，則振幅不變，D錯(cuò)誤．7.[2024·江蘇省鹽城市八校聯(lián)考]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)如圖所示，則()A．此單擺的固有周期約為0.5sB．此單擺的擺長(zhǎng)約為1mC．若單擺的固有頻率增大，說明擺長(zhǎng)增大了D．若共振曲線的峰值向右移動(dòng)，說明擺長(zhǎng)增大了答案：B解析：由共振曲線可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與固有頻率相同時(shí)其振幅最大，所以由題圖可知單擺的固有頻率為0.5Hz，根據(jù)周期與頻率的關(guān)系可知，周期為f＝eq\f(1,T)，解得T＝2s，A錯(cuò)誤；由單擺的周期公式有T＝2πeq\r(\f(l,g))，解得l≈1m，B正確；由單擺的周期公式有T＝2πeq\r(\f(l,g))，若擺長(zhǎng)增加，則單擺的周期也變大，根據(jù)周