2022届高考物理二轮复习专题练：机械振动 WORD版含答案.docx

1、机械振动一、选择题（共15题）1如图，某质点做简谐运动的图象。下列说法正确的是（）A时，质点的速度为零B时，质点具有y轴正向最大加速度C在1.2s1.3s内质点沿y轴正方向做加速度增大的加速运动D在0.5s0.6s内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动2如图所示，某儿童玩具由卡通人物、具有一定质量的弹簧和小球三部分组成，这三部分自上而下紧密连接在一起，手握卡通人物并保持静止，将小球下拉一定距离后由静止释放（弹簧在弹性限度内），可以观察到小球在上下振动过程中其振幅快速减小，依据上述现象，下列说法正确的是（）A小球在运动过程中动能一直在减小B小球和弹簧组成的系统机械能保持不变C小球向上运动时，小

2、球的机械能可能减小D小球每次经过同一位置时，弹簧的机械能都相等3如图所示为单摆的振动图象，取g=10 m/s2，根据此振动图象能确定的物理量是（）A摆长B回复力C频率D振幅4在如图所示装置中，在曲轴AB上竖直悬挂一个弹簧振子若不转动把手C，让弹簧振子上下振动，测得其周期为1s；若将把手C以0.5s的周期匀速转动，振子的振动稳定后，其振幅为2cm，则（）A把手C转动后，弹簧振子的振动周期为0.5sB为使弹簧振子的振幅增大为3cm，可让把手C转速减小C把手C转动后，弹簧振子的振动周期为1sD为使弹簧振子的振幅减小为1cm，可让把手C转动周期减小5单摆是一种计时仪器，下列说法正确的是（）A单摆能计时

3、是因为单摆在任何情况下都做简谐运动B惠更斯确定了计算单摆的周期公式C单摆所受的合力提供回复力D“用单摆测定重力加速度”的实验中，如果开始记录小球摆动次数时，迟按秒表，则测得的g值偏大E在宇宙飞船中不能用单摆来计时6如图所示的弹簧振子，O点为它的平衡位置，关于振子的运动，下列说法正确的是（）A振子从A点运动到C点时位移大小为OC，方向向右B振子从A点运动到C点的过程中，速度在增大，加速度在减小C振子从C点运动到A点时位移大小为，方向向右D振子从A点运动到O点的过程中，速度先增大后减小，加速度先减小后增大7如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移

4、x随时间t的变化如图乙所示。下列说法正确的是（）A0.3s末和0.7s末，振子的速度相同B在0.4s0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同C振子做简谐运动的表达式为Dt=0.2s时，振子的位移为6cm8公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。一段时间内货物在竖直方向振动可视为简谐运动，周期为T。竖直向上为正方向，以某时刻为计时起点，其振动图像如图所示，则AtT时，货物对车厢底板的压力最小BtT时，货物对车厢底板的压力最大CtT时，货物对车厢底板的压力最小DtT时，货物对车厢底板的压力最小9弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（）A

5、振子所受的回复力逐渐增大B振子的速度逐渐减小C振子的位移逐渐减小D振子的加速度逐渐减小10某单摆由1m长的摆线连接一个直径为2cm的铁球组成，关于单摆周期的下列说法正确的是（）A用等大的铜球替代铁球，单摆的周期不变B摆角从5改为3，单摆的周期会变小C用大球替代小球，单摆的周期不变D将单摆从赤道移到北极，单摆的周期会变小11如图所示，质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上，B与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动，振动过程中A、B之间无相对运动，A的下表面与B的上表面间的动摩擦因数为，弹簧的劲度系数为k。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度大小为g，则该简谐运动的最大位移为（）ABC

6、D12下列振动中属于受迫振动的是（）A用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动B小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动C打点计时器接通电源后，振针的振动D弹簧振子在竖直方向上上下振动13如图甲所示， 弹簧振子以 点为平衡位置， 在两点之间做简谐运动，取 到 为正方向，振子的位移 随 时间 的变化如图C所示，下列说法正确的是（）A 时， 振子在 点右侧 处B 和 时，振子的加速度完全相同C 时， 振子的速度方向为负方向D 到 的时间内， 振子的速度逐渐减小14如图所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小球相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于O点。现使小球以O

7、点为平衡位置，在A、B两点间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法正确的是（）A小球经过平衡位置O时速度最大B小球经过平衡位置O时加速度最大C小球每次通过同一位置时的速度一定相同D小球经过平衡位置O时振幅最小15用单摆测定重力加速度，根据的原理是（）A由g看出，T一定时，g与l成正比B由于单摆的振动周期T和摆长l可用实验测定，利用g可算出当地的重力加速度C由g看出，l一定时，g与T2成反比D同一地区单摆的周期不变，不同地区的重力加速度与周期的平方成反比二、非选择题16如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸。当振子上下自由振动时，振动频率为

8、10 Hz。现匀速转动把手，给弹簧振子一周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=2 m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为_，频率为_，若将匀速转动把手的周期改为0.1s，弹簧振子的振幅将_（填“变大”“变小”或“不变”）。17正在修建的房顶上固定的一根不可伸长的细线垂到三楼窗沿下，某同学应用单摆原理测量窗的上沿到房顶的高度，先将线的下端系上一个小球，发现当小球静止时，细线恰好与窗子上沿接触且保持竖直，他打开窗子，让小球在垂直于墙的竖直平面内摆动，如图所示，从小球第1次通过图中的B点开始计时，第21次通过B点用时30 s；球在最

9、低点B时，球心到窗上沿的距离为1 m，当地重力加速度g取2（m/s2）；根据以上数据可得小球运动的周期T_ s；房顶到窗上沿的高度h_ m。18如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，现将小球从平衡位置向下拉动距离A后由静止释放，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T，从小球第一次回到平衡位置开始计时，经过时间，小球从平衡位置向上运动的距离_（填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球、弹簧和地球组成的系统的势能_（填“最大”或“最小”）。19如图所示的弹簧振子，O为平衡位置，B、C为最大位移位置，以向右的方向为正方向，则振子从B运动到O的过程中，位移方向为_，大小逐渐_，回复力方向为_，大小逐渐

10、_，动能逐渐_，势能逐渐_。（选填“正”“负”“增大”或“减小”）20在一列沿水平直线传播的简谐横波上，有相距0.4 m的B、C两质点，t1=0时，B、C两质点的位移为正的最大值，而且B、C间只有一个波谷。当t2 =0.1s时，B、C两质点的位置刚好在各自的平衡位置，并且这时B、C间呈现一个波峰一个波谷，波谷到B点的距离为波长的四分之一、求：（1）该简谐横波的周期、波速各为多少？（2）若波速为27 m/s，确定波的传播方向；若振幅为A，则以t2时刻为计时起点，写出质点C的振动方程。21在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测出单摆摆角小于10，完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为L

11、，摆球的直径用螺旋测微器测得为D。若用题目中给出的物理量的符号表示重力加速度g，请写出重力加速度g的推导过程。22劲度为k的轻弹簧上端固定一只质量为m的小球，向下压小球后释放，使小球开始作简谐运动。该过程弹簧对水平面的最大压力是1.6mg。求：（1）小球作简谐运动的振幅A是多大？（2）当小球运动到最高点时，小球对弹簧的弹力大小和方向如何？23将一劲度系数为k的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。参考答案：1BD【详解】A. 由图象可知

12、质点做简谐运动的周期为，则时质点经过平衡位置，速度最大，即时质点速度最大，A错误；B. ，时质点位于位移负向最大处，此时质点具有y轴正向最大加速度，B正确；C. ，由图象可知在内质点从平衡位置运动到位移正向最大处，此过程速度逐渐减小，加速度逐渐增大，故在内质点沿y轴正方向做加速度增大的减速运动，C错误；D. 由图象可知在内质点从位移正向最大处运动到平衡位置，此过程速度逐渐增大，加速度逐渐减小，故在内质点沿y轴负方向做加速度减小的加速运动，D正确。故选BD。2CD【详解】A小球在从最低点向平衡位置运动过程中做加速运动，动能增大，故A错误；B小球在上下振动过程中其振幅快速减小，在做阻尼运动，即小球

13、和弹簧组成的系统受到阻力做功，机械能不守恒，故B错误；C小球在从平衡位置向最高点运动过程中，弹力和阻力同时对小球做负功，小球的机械能减小，故C正确；D由于手握卡通人物并保持静止，所以小球每次经过同一位置时，弹簧的形变量都相同，弹性势能都相等，即机械能都相等，故D正确。故选CD。3ACD【详解】由图可直接看出的物理量有：周期T=2s，振幅A=3cm；由单摆的周期公式则频率可求出摆长为由于不知道摆球的质量，所以无法知道回复力。B错误，ACD正确。故选ACD。4ABD【详解】AC把手C转动后，弹簧振子做受迫振动，其振动周期等于驱动力的周期为0.5s，A正确，C错误；B为使弹簧振子的振幅增大为3cm，

14、可让把手C转速减小，周期增大，当把手的转动周期等于1s时，弹簧振子发生共振，振幅最大，B正确；D为使弹簧振子的振幅减小为1cm，可让把手C转动周期减小，使驱动力的周期远离弹簧振子的固有周期，D正确。故选ABD。5BDE【详解】A单摆能计时是因为单摆在摆角很小的情况下做简谐运动，故A错误；B惠更斯确定了计算单摆的周期公式，故B正确；C单摆的回复力是单摆所受到的重力沿运动轨迹切线方向上的分力提供的，单摆通过平衡位置时回复力为零，但合力不为零，故C错误；D重力加速度的表达式为如果开始记录小球摆动次数时，迟按秒表，T测小了，所以测得的g值偏大，故D正确；E在字宙飞船中物体处于完全失重状态，所以不能用单

15、摆来计时，故E正确。故选BDE。6AB【详解】A振子从A点运动到C点时的位移是以O点为起点，C点为终点，故大小为OC，方向向右，故A正确；BD振子的合外力为弹簧的弹力，振子从A点运动到C点的过程中和从A点运动到O点的过程中，弹力都在减小，故由公式a-kx，可知加速度都在减小，速度方向和加速度方向相同，故速度在增大，故B正确D错误；C振子从C点运动到A点时的位移是以O点为起点，A点为终点，故大小OA，方向向右，故C错误；故选AB。7BC【详解】A由图像知，弹簧振子的周期为由图可得0.3s末和0.7s末，弹簧振子位移不同，则速度大小不相等，故A错误；B由图可得在0.4s0.8s时间内，振子的速度和

16、加速度方向始终相同，均指向平衡位置，故B正确；C由图像得振幅为所以振子做简谐运动的表达式为故C正确；Dt=0.2s时，振子的位移为故D错误。故选BC。8AB【详解】A.在tT时，由图看出，货物的位移正向最大，则货物的加速度为负向最大，即加速度向下最大，根据牛顿第二定律可知，货物受到的弹力最小，则货物对车厢底板的压力最小，故A正确；BD.在tT时，由图看出，货物的位移为负向最大，则货物的加速度为正向最大，根据牛顿第二定律可知，货物受到的弹力最大，则货物对车厢底板的压力最大，故B正确，D错误；C.在tT时，货物的位移为零，加速度为零，车厢底板的弹力大小等于货物的重力，而在tT时，车厢底板的弹力小于

17、货物的重力，说明在tT时，车厢底板的弹力不是最小，则货物对车厢底板的压力不是最小，故C错误。故选AB。9CD【详解】振子向平衡位置运动时，振子的位移减小，速度在逐渐增大，根据公式Fkx可知，振子所受的回复力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知振子的加速度逐渐减小，故AB错误，CD正确。故选CD。10AD【详解】A用等大的铜球替代铁球，单摆摆长不变，由单摆周期公式可知，单摆的周期不变，A正确；B在小摆角情况下，单摆作简谐运动的周期与摆角无关，单摆周期不变，B错误；C用大球替代小球，单摆摆长变长，由单摆周期公式可知，单摆的周期变大，C错误；D将单摆从赤道移到北极，重力加速度变大，由单摆周期公式可知，单摆

18、的周期变小，D正确。故选AD。11C【详解】对A、B整体受力分析，设系统简谐运动的最大位移为A，对整体，由牛顿第二定律有对A分析，由牛顿第二定律有由上两式解得故ABD错误，C正确。故选C。12C【详解】A用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动是自由振动，A错误；B小孩睡在自由摆动的吊床上，小孩随着吊床一起摆动是自由振动，B错误；C打点计时器接通电源后，振针的振动是受迫振动，C正确；D弹簧振子在竖直方向上上下振动是自由振动，D错误。故选C。13C【详解】A在00.4s内，振子做变速运动，不是匀速运动，所以t=0.2s时，振子不在O点右侧6cm处，根据数学知识可知此时振子的位移为，故A错误；Bt=0

19、.4s和t=1.2s时，振子的位移最大，由知加速度最大，但方向不同，故B错误；C由乙图可知，t=0.8s时，振子位移为0，说明振子正通过平衡位置，振子的速度负向最大，故C正确；D 到 的时间内， 振子向平衡位置运动，速度逐渐增大，故D错误。故选C。14A【详解】ABD小球经过平衡位置O时速度最大，位移为零（振幅不为零），加速度为零，故A正确，BD错误；C小球每次通过同一位置时的速度大小一定相等，但方向不一定相同，故C错误。故选A。15B【详解】ACD重力加速度g是由所处的地理位置的情况来决定的，与摆长和周期的大小无关，故ACD错误；B根据单摆的周期公式可得可知测出单摆的周期和摆长，可以求出当地

20、的重力加速度，故B正确。故选B。16 5cm 2Hz 增大【详解】弹簧振子振动的振幅为5cm；弹簧振子振动的周期为弹簧振子振动的频率为若将匀速转动把手的周期改为0.1s，其振动频率为10Hz，恰好等于弹簧振子的固有频率，弹簧振子发生共振，振幅最大，所以弹簧振子的振幅将增大。17 3.0 3.0【详解】从小球第1次通过图中的B点开始计时，第21次通过B点用时30s，故周期为:本题单摆为复合摆，当摆长为L时，小摆周期为当摆长为时，大摆周期为故单摆周期为联立解得18 大于 最大【详解】小球在平衡位置时速度最大，从平衡位置向上做加速度变大的减速运动，在的时间内运动的距离为A，小球在前时间内的平均速度大

21、于后时间内平均速度，在经时间，小球向上运动的距离大于；在时刻，小球运动到最高点，重力势能最大，弹簧的弹性势能也最大，所以小球、弹簧和地球组成的系统的势能最大。19 正 减小 负 减小 增大 减小【详解】如图所示的弹簧振子，O为平衡位置，B、C为最大位移位置，以向右的方向为正方向，则振子从B运动到O的过程中，位移以平衡位置为起点，方向为正方向；大小逐渐减小，回复力 ，方向为负方向；大小逐渐减小；动能逐渐增大；机械能守恒，势能逐渐减小。20（1）详见解析；（2）传播方向是从B向C；y=Asin135t【详解】（1）因为在t1=0时，B、C两个质点的位移为正的最大值，而且B、C间有一个波谷，故波长。

22、如果波是从B向C传播，则在t1t2内波的位移是所以波速为周期为如果波是从C向B传播，则在t1t2内波的位移为波速为（2）v=27 m/s时，满足v1=（4n3）m/s，故波传播方向是从B向C此时周期由图中虚线，C点在平衡位置，且向上运动=135rad/s则以t2时刻为计时起点，质点C的振动方程为y=Asin135t21【详解】设单摆周期为设摆长为由得22（1）；（2），方向向上【详解】（1）小球做简谐运动的平衡位置处，设弹簧压缩量为，由回复力为零可得选小球和弹簧整体为研究对象，由弹簧对水平面的最大压力是1.6mg，可知此时小球处于超重状态，设向上的加速度为a，在最低点由牛顿第二定律得解得设此时弹簧压缩量为，则有由简谐运动情景可得联立解得（2）设在最高点时小球对弹簧有压力，则小球受向上的支持力，由简谐运动的对称性可得在最高点，小球加速度仍为且方向向下，取向下为正，对此时小球受力分析可得联立可得假设成立，小球对弹簧产生拉力，大小为0.4mg，方向向上。23【详解】物块平衡时，有mg=kx解得根据单摆的周期公式得