2021版高考物理一轮复习考点集训五十三第1节机械振动含解析.docx

1、考点集训(五十三)第1节机械振动A组1(多选)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xAsin t，则质点()A振动的周期为8 sB第1 s末与第3 s末的位移相同C第1 s末与第3 s末的速度相同D第3 s末与第5 s末的位移方向相同答案 AB2部队经过桥梁时，规定不许齐步走；登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，其主要原因是()A减轻对桥的压力，避免产生回声B减少对桥、雪山的冲量C避免使桥和雪山发生共振D使桥受到的压力更不均匀，使登山运动员耗散能量减少解析 部队经过桥梁时，不许齐步走是使桥避免共振造成危害；登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是防止声波传递能量，并可能会引起雪山共振

2、，发生雪崩，C正确答案 C3如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的O点钉一个光滑钉子，使OO，将单摆拉至A处由静止释放，小球将在A、C间来回振动，B点为最低点，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5，重力加速度为g，则此摆的周期是()A2 B2C2 D解析 由单摆的周期公式得，AB的运动时间t1，BC的运动时间t2，由对称性知，此摆的周期T2(t1t2)，D正确答案 D4某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是()At1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值Bt2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值Ct3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零Dt4 s时，

3、振子的速度为正，加速度为负的最大值解析 t1 s时，振子位于正向位移最大处，速度为零，加速度为负向最大，故A正确；t2 s时，振子位于平移位置并向x轴负方向运动，速度为负向最大，加速度为零，故B错误；t3 s时，振子位于负向位移最大处，速度为零，加速度为正向最大，故C错误；t4 s时，振子位于平衡位置并向x轴正方向运动，速度为正向最大，加速度为零，故D错误答案 A5(多选)如图所示，物体A放置在物体B上，B与一轻弹簧相连，它们一起在光滑水平面上以O点为平衡位置做简谐运动，所能到达相对于O点的最大位移处分别为P点和Q点，运动过程中A、B之间无相对运动已知物体A的质量为m，物体B的质量为M，弹簧的

4、劲度系数为k，系统的振动周期为T，振幅为L，弹簧始终处于弹性限度内，下列说法中正确的是()A物体B从P向O运动的过程中，A、B之间的摩擦力对A做正功B物体B处于PO之间某位置时开始计时，经时间，物体B通过的路程一定为LC当物体B的加速度为a时开始计时，每经过T时间，物体B的加速度仍为aD当物体B相对平衡位置的位移为x时，A、B间摩擦力的大小等于kx解析 物体B从P向O运动的过程中，加速度指向O，B对A的摩擦力水平向右，A、B之间的摩擦力对A做正功，故A正确；物体B处于PO之间某位置时开始计时，经时间，通过的路程一定不是L，只有物体从最大位移处或平衡位置开始计时，物体B通过的路程才为L，故B错误

5、；物体B和A整体做简谐运动，根据对称性，当物体B的加速度为a时开始计时，每经过T时间，物体B的加速度仍为a，故C正确；对整体a，A、B间的摩擦力大小fma，故D正确答案 ACD6质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知()A振幅为4 cm，频率为0.25 HzBt1 s时速度为零，但质点所受合外力最大Ct2 s时质点具有正方向最大加速度D该质点的振动方程为x2sin t(cm)答案 C7(多选)如图所示，支架上拴一条水平张紧的细绳，在细绳上悬挂四个单摆，其中A、D摆的摆长约为36 cm.现将A摆拉离平衡位置后释放，待各摆振动稳定后(取g2 m/s2)，下列说法正确的是()A

6、B摆振动的周期为1.2 sBC摆振动的周期小于1.2 sCB摆振动的振幅最大大DD摆振动的振幅最大大解析 由T2得，A、D摆振动的固有周期均为2 s1.2 sA摆拉离平衡位置后释放，A摆在自由振动中通过水平细绳对B、C、D摆施加一个驱动力，且驱动力的周期等于A摆的固有周期，其他摆在驱动力的作用下做受迫振动，做受迫振动的周期等于驱动力的周期即1.2 s，即B、C、D摆振动的周期均为1.2 s，A正确，B错误；驱动力的周期等于D摆的周期，D摆发生了共振，故其振动的振幅最大，B、C摆振动的振幅较小，D正确，C错误答案 AD8一个单摆在地面上做受迫振动，改变驱动力频率，其振动稳定时振幅A与驱动力频率f

7、的关系如图所示单摆所处位置重力加速度g9.8 m/s2，下列说法正确的是()A单摆的摆长约为2 mB单摆的受迫振动频率与驱动力频率相同时振幅最大C若减小摆长，共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动D若把该单摆移到月球表面，共振曲线振幅最大值的横坐标将向右移动解析 单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，则固有频率为0.5 Hz，周期为2 s；由公式T2，可得L1 m，故A错误；单摆的受迫振动频率与固有频率相同时振幅最大，选项B错误；若摆长减小，固有频率变大，所以共振曲线的峰将向右移动，故C正确；若把该单摆移到月球表面，重力加速度减小，振动的频率减小，则共振

8、曲线振幅最大值的横坐标将向左移动，故D错误答案 C9在“利用单摆测重力加速度”的实验中，由单摆的周期公式得到T2l.只需测量出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2l图象，就可求出当地的重力加速度某同学在实验中，用一个直径为d的实心钢球作为摆球，多次改变悬点到摆球顶部的距离l0，分别测出摆球做简谐运动的周期T后，作出的T2l图象如图(1)造成图象不过坐标原点的原因可能是_A将l0记为摆长lB将(l0d)记为摆长lC将钢球的(N1)次全振动记为N次D将钢球的(N1)次全振动记为N次(2)由图象求出重力加速度g_m/s2(取29.87，结果保留三位有效数字)解析 (1)由图象可知，T2为0时，摆长

9、为负值，单摆摆长偏小，造成图象不过原点的原因可能是将摆线长记为摆长，A项正确(2)由T2l可知T2l图象的斜率kg，由图象可得k s2m1，解得g9.67 m/s2.答案 (1)A(2)9.67B组10(多选)一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点t0时刻振子的位移x0.1 m；t s时刻x0.1 m；t4 s时刻x0.1 m该振子的振幅和周期可能为()A0.1 m， s B0.1 m，8 sC0.2 m， s D0.2 m，8 s解析 如图(1)，A0.1 m， s，T s，t4 s1.5T，x0.1 m，A正确；若A0.1 m，T8 s，则t0时x0.1 m，t4 s，x0.1 m，但t

10、 s时，不可能达到x0.1 m处，故B错；如图(2)，A0.2 m，t0，x0.1 m；t s，x0.1 m；T s；t4 s1.5T，x0.1 m，C正确；如图(3)，A0.2 m，t0，x0.1 m；t s，x0.1 m，t4 s，x0.1 m；T8 s，D正确答案 ACD11几位同学在进行“用单摆测定重力加速度”的实验(1)甲同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，记录的实验测量数据如下表所示，若要更准确的计算出当地的重力加速度值，应选用第_组实验数据.组别摆球材料摆长L/m最大摆角全振动次数N/次1铜0.4015202铁1.005503铝0.4015104木1.00550(2

11、)乙同学选择了合理的实验装置后，测量出几组不同摆长L和周期T的数值，画出如图T2L图象中的实线OM，并算出图线的斜率为k，则当地的重力加速度g_(3)丙同学也进行了与乙同学同样的实验，但实验后他才发现自己测量摆长时忘了加上摆球的半径，已知图中虚线、与OM平行，则该同学当时作出的T2L图象应该是图中虚线_解析 (1)为减小实验误差，应选择密度较大的铁球，摆长为1 m，摆角小于或等于5，取振动50次的单摆，则取第2组实验数据(2)由T2得：T2，则T2L图象的斜率k，重力加速度g.(3)测量摆长时忘了加上摆球的半径，单摆的摆长L偏小，由T2L图象的函数表达式：T2可知，两图象的斜率相等，两图象应平

12、行，且相同的T值时L偏小，则图象在T2轴上有截距，故正确答案 (1)2(2)(3)12如图所示的弹簧振子，放在光滑水平桌面上，O是平衡位置，振幅A2 cm，周期T0.4 s.(1)若以向右为位移的正方向，当振子运动到O点右侧最大位移处开始计时，试画出其一个周期的振动图象；(2)若从振子经过平衡位置开始计时，求经过2.6 s小球通过的路程？(3)若从振子经过平衡位置开始计时，请定性描述半个周期内弹簧振子各种形式的能量的变化过程解析 (1)当振子在O点右侧最大位移处时，位移最大为2 cm，周期为0.4 s，一个周期的振动图象为(2)振子经过一个周期路程为4个振幅，故2.6 s经过的路程为40.02 m0.52 m.(3)从平衡位置开始经过半个周期，弹簧振子的动能先减小后增大，弹性势能先增大后减小