高考物理总复习 第十三章 第1讲 机械振动练习(含解析)
第十三章 机械振动与机械波1 第1讲 机械振动-2024-2025学年高考物理一轮复习课件
对点练1．(多选)如图甲所示，悬挂在 竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点 之间做简谐运动，O点为平衡位置。振 子到达D点时开始计时，以竖直向上为 正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是
√A．振子在O点受到的弹簧弹力等于小球的重力
B．振子在C点和D点的回复力相同
√C．t＝0.3 s时，振子的速度方向为竖直向上
√√BC．．小弹球簧的振质子量的为频率F1为－2gF432t0
D．若弹簧振子的振幅为A，则从计时开始到13t0时，小球的路程为36A
由题图乙可知，t＝0时刻小球所受弹力最 大，方向竖直向上，所以小球处于最低点， 故A错误；根据对称性，小球在最高点和 最低点的加速度大小相等、方向相反，根 据 F解1－得牛mf顿＝g第＝43t二m0 ，a定；故律解C，得正小m确球＝；在F由1最－2于g高F132点，t0＝，故9有BT正F＋2确＋34；Tm，由g＝所题m以图a小；乙球小可的球知路在34T程最＝为低t0s，点＝T，9＝·4有A1f ， ＋3A＝39A，故D错误。故选BC。
位移大小相等
对称性 (2)物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用的时间，即tPO＝tOP′
(3)物体往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用的时间相等，即tOP
＝tPO
(4)相隔
T 2
或
（2n＋1）T 2
(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平
衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等、方向相反
考向1 简谐运动的基本物理量 例1 如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的小物块与左端固定的轻 质弹簧相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小物块位于O点。 现使小物块在M、N两点间沿光滑水平面做简谐运动，在此过程中 A．小物块运动到M点时回复力与位移方向相同
2023高考物理专题冲刺训练--机械振动(一)--简谐运动的特征、表达式、图像的理解与应用
简谐运动的特征、表达式、图像的理解与应用一、简谐运动的基本特征：对简谐运动的理解受力特点回复力F＝－kx，F(或a)的大小与x的大小成正比，方向相反运动特点靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大；远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小能量振幅越大，能量越大．在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒周期性做简谐运动的物体的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T2对称性(1)如图所示，做简谐运动的物体经过关于平衡位置O对称的两点P、P′(OP＝OP′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等(2)物体由P到O所用的时间等于由O到P′所用时间，即t PO＝t OP′(3)物体往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等，即t OP＝t PO(4)相隔T2或2n＋1T2(n为正整数)的两个时刻，物体位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反二、简谐运动的图象1．简谐运动的数学表达式：x＝A sin(ωt＋φ)2．根据简谐运动图象可获取的信息(1)振幅A、周期T(或频率f)和初相位φ(如图所示)．(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移．(3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根据下一时刻物体的位移的变化来确定．(4)某时刻质点的回复力、加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同，在图象上总是指向t轴．(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况．3．简谐运动的对称性(如图)(1)相隔Δt ＝nT (n ＝1，2，3…)的两个时刻，弹簧振子在同一位置，位移和速度都相同。
(2)相隔Δt ＝(n ＋12)T (n ＝0，1，2…)的两个时刻，弹簧振子的位置关于平衡位置对称，位移等大反向(或都为零)，速度也等大反向(或都为零)。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含解析(1)
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含解析(1)一、选择题1．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1＝0时的波形图。
经过t2＝0.1s，Q点振动状态传到P点，则（）A．这列波的波速为40cm/sB．t2时刻Q点加速度沿y轴的正方向C．t2时刻P点正在平衡位置且向y轴的负方向运动D．t2时刻Q点正在波谷位置，速度沿y轴的正方向2．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同3．如图所示，从入口S处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音。
右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音。
设声速为v，则该声音的频率（）A．B．C．D．4．做简谐运动的物体，下列说法正确的是A．当它每次经过同一位置时，位移可能不同B．当它每次经过同一位置时，速度可能不同C．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍D．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅5．下列关于单摆运动过程中的受力说法，正确的是（）A．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C．单摆过平衡位置时，所受的合力为零D．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力6．关于机械振动和机械波，以下说法正确的是（）A．要产生机械波，有波源就可以B．要产生机械波，必须要有波源和介质C．要产生机械波，有介质就可以D．要产生机械波，不需要有波源和介质7．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率。
高考物理一轮复习第13章机械振动与机械波光电磁波与相对论第1讲机械振动习题新人教版
第十三章第1讲机械振动1．(2017·北京卷)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是导学号 21992822( A )A．t＝1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t＝2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t＝3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t＝4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值[解析]t＝1s时，振子在正的最大位移处，振子的速度为零，由a＝－kx/m知，加速度为负的最大值，A项正确；t＝2s时，振子位于平衡位置，由a＝－kx/m知，加速度为零，B项错误；t＝3s时，振子在负的最大位移处，由a＝－kx/m知，加速度为正的最大值，C 项错误；t＝4s时，振子位于平衡位置，由a＝－kx/m知，加速度为零，D项错误。
2．(2016·北京理综)如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。
以平衡位置O为原点，建立Ox轴。
向右为x轴正方向。
若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为导学号 21992823( A )[解析]由题意，向右为x轴的正方向，振子位于N点时开始计时，因此t＝0时，振子的位移为正的最大值，振动图象为余弦函数，A项正确。
3．(2016·海南物理)(多选)下列说法正确的是导学号 21992824( ABD )A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率E．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向[解析]在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式T＝2πLg可知，周期的平方与摆长成正比，故选项A正确；弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B正确；根据单摆周期公式T＝2πLg可知，单摆的周期与质量无关，故选项C错误；当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故选项D正确；若弹簧振子初始时刻在最大位移处，知道周期后，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻不在最大位移处，则无法确定，故选项E错误。
高考物理一轮复习名师预测：专题机械振动(含解析)
专题12.1 机械振动（名师预测） -2015年高考物理一轮复习精品资料1．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2，则单摆振动的( )A ．频率、振幅都不变B ．频率、振幅都改变C ．频率不变，振幅改变D ．频率改变，振幅不变2．一质点做简谐运动的振动图象如图1－1－9所示，质点的速度与加速度方向相同的时间段是( )图1－1－9 A ．0 s ～0.3 s B ．0.3 s ～0.6 s C ．0.6 s ～0.9 s D ．0.9 s ～1.2 s3．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π4t ，则质点( )A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同B ．第1 s 末与第3 s 末的速度相同C ．3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D ．3 s 末至5 s 末的速度方向都相同解析：选AD.由x ＝A sin π4t 知周期T ＝8 s ．第1 s 末、第3 s 末、第5 s 末分别相差2 s ，恰好是14个周期．根据简谐运动图象中的对称性可知A 、D 选项正确． 4. 一质点做简谐运动，其位移x 与时间t 的关系曲线如图1－1－10所示，由图可知( )图1－1－10A ．质点振动频率是4 HzB ．t ＝2 s 时，质点的加速度最大C ．质点的振幅为2 cmD ．t ＝3 s 时，质点所受的合外力最大5．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦地探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法解决了这一问题，在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( ) A ．加大飞机的惯性B ．使机体更加平衡C ．使机翼更加牢固D ．改变机翼的固有频率 答案：D6. 一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A 与驱动力频率f 的关系)如图1－1－11所示，则( )图1－1－11A ．此单摆的固有周期约为0.5 sB ．此单摆的摆长约为1 mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动7．如图1－1－12所示是单摆做阻尼运动的位移－时间图线，下列说法中正确的是()图1－1－12A．摆球在P与N时刻的势能相等B．摆球在P与N时刻的动能相等C．摆球在P与N时刻的机械能相等D．摆球在P时刻的机械能大于N时刻的机械能解析：选AD.P、N两点表示摆球的位移大小相等，所以重力势能相等，A对；P点的速度大，所以动能大，故B、C错D对．8. 将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图1－1－13所示．某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是()图1－1－13A．t＝0.2 s时摆球正经过最低点B ．t ＝1.1 s 时摆球正经过最低点C ．摆球摆动过程中机械能减小D ．摆球摆动的周期是T ＝1.4 s9.如图1－1－14所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是( )图1－1－14A ．甲、乙两单摆的摆长相等B ．甲摆的振幅比乙摆大C ．甲摆的机械能比乙摆大D ．在t ＝0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆10. 如图1－1－15所示是用频闪照相的方法拍摄到的一个弹簧振子的振动情况，图甲是振子静止在平衡位置时的照片，图乙是振子被拉到左侧距平衡位置20 cm 处放手后向右运动14周期内的频闪照片，已知频闪的频率为10 Hz ，则下列说法正确的是( )图1－1－15A ．该振子振动的周期为1.6 sB ．该振子振动的周期为1.2 sC ．振子在该14周期内做加速度逐渐减小的变加速运动D ．从图乙可以看出再经过0.2 s 振子将运动到平衡位置右侧10 cm 处11．若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是 ( ) A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值 B ．物体通过平衡位置时，所受合力为零，回复力为零，处于平衡状态 C ．物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同 D ．物体的位移增大时，动能增加，势能减少12．一个做简谐运动的弹簧振子，周期为T ，振幅为A ，设振子第一次从平衡位置运动到x ＝A2处所经最短时间为t 1，第一次从最大正位移处运动到x ＝A2所经最短时间为t 2，关于t 1与t 2，以下说法正确的是( )A ．t 1＝t 2B ．t 1<t 2C ．t 1>t 2D ．无法判断解析：用图象法，画出x －t 图象，如图所示，从图象上，我们可以很直观地看出： t 1<t 2，答案为B.答案：B13．一个弹簧振子做受迫运动，它的振幅A与驱动力频率f之间的关系如图1所示．由图可知() A．驱动力频率为f2时，振子处于共振状态B．驱动力频率为f3时，受迫振动的振幅比共振小，但振子振动的频率仍为f2C．振子如果做自由振动，它的频率是f2D．振子可以做频率为f1的等幅振动14．摆长为l的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时(取t＝0)，当振动至t＝3π2lg时，摆球具有负向最大速度，则单摆的振动图象是图2中的()图215．一单摆做小角度摆动，其振动图象如图3所示，以下说法正确的是()A．t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B．t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C．t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D．t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大16．如图4所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2>T1)匀速转动，当运动都稳定后，则()A．弹簧振子的振动周期为T1B．弹簧振子的振动周期为T2C．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小D．要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速增大17．如图5所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量大于乙的质量．当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，在运动过程中()A ．甲的振幅大于乙的振幅B ．甲的振幅小于乙的振幅C ．甲的最大速度小于乙的最大速度D ．甲的最大速度大于乙的最大速度18．弹簧振子做简谐运动，t 1时刻速度为v ，t 2时刻速度也为v ，且方向相同．已知 (t 2－t 1)小于周期T ，则(t 2－t 1)(v ≠0)( )A ．可能大于T4 B ．可能小于T4 C ．一定小于T2D ．可能等于T219．如图6所示，物体放在轻弹簧上，沿竖直方向在P 、Q 之间做简谐运动．在物体沿DC 方向由D 点运动到C 点的过程中 (D 、C 两点在图上没有标出)，弹簧的弹性势能减少了3.0 J ，物体的重力势能增加了1.0 J ．则在这段过程中 ( )A．物体经过D点时运动方向是指向平衡位置的B．物体的动能增加了4.0 JC．D点的位置一定在平衡位置以下D．物体经过D点时的加速度正在增大20．某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝A sin π4t，则质点()A．第1 s末与第3 s末的位移相同B．第1 s末与第3 s末的速度相同C．3 s末至5 s末的位移方向相同D．3 s末至5 s末的速度方向相同21. 已知单摆的振动图象如图1－1－16所示．图1－1－16(1)读图可知振幅A＝____m，振动频率f＝____Hz；(2)求此单摆的摆长l ；(3)若摆球质量为0.2 kg ，在摆动过程中，摆球受的回复力的最大值F m 是多少？(取g ＝10 m/s 2，π2＝10)解析：(1)A ＝0.1 m ，f ＝1T ＝0.25 Hz.(2)因T ＝2πl g ，则l ＝T 2g4π2＝4 m. (3)F m ＝mg sin θ≈mg Al＝0.2×10×0.14N ＝0.05 N.答案：(1)0.1 0.25 (2)4 m (3)0.05 N22．弹簧振子以O 点为平衡位置，在B 、C 两点间做简谐运动，在t ＝0时刻，振子从O 、B 间的P 点以速度v 向B 点运动；在t ＝0.2 s 时，振子速度第一次变为－v ；在t ＝0.5 s 时，振子速度第二次变为－v . (1)求弹簧振子振动周期T .(2)若B 、C 之间的距离为25 cm ，求振子在4.0 s 内通过的路程．(3)若B 、C 之间的距离为25 cm.从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象．23．弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20 cm.某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点，求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小；(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处P点的加速度大小的比值．解析：(1)由题意可知，振子由B→C经过半个周期，即T2＝0.5 s，故T＝1.0 s，f＝1T＝1 Hz.24．一弹簧振子做简谐运动，O为平衡位置，当它经过O点时开始计时，经过0.3 s，第一次到达M点，再经过0.2 s第二次到达M点，则弹簧振子的周期可能为多少？25．如图7所示，有一个摆长为l的单摆，现将摆球A拉离平衡位置一个很小的角度，然后由静止释放，A摆至平衡位置P时，恰与静止在P处的B球发生正碰，碰后A继续向右摆动，B 球以速度v沿光滑水平面向右运动，与右侧的墙壁碰撞后以原速率返回，当B球重新回到位置P时恰与A再次相遇，求位置P与墙壁间的距离d.26．如图8甲所示，在弹簧振子的小球上安装了一支记录用的笔P，在下面放一白纸带．当小球做简谐运动时，沿垂直于振动方向拉动纸带，笔P就在纸带上画出了一条振动曲线．已知在某次实验中沿如图所示方向拉动纸带，且在某段时间内得到如图乙所示的曲线．根据曲线回答下列问题：图8(1)纸带速度的变化是________．(填“增大”、“不变”或“减小”)(2)若已知纸带的加速度为a＝2 m/s2，且已测出图乙中x ab＝0.54 m，x bc＝0.22 m，则弹簧振子的周期T＝______________________________________________________.(3)若纸带做v＝2 m/s的匀速直线运动，从t0时刻，即振子经过平衡位置向y轴正方向振动时开始计时，试在图9所给的坐标中画出纸带上产生的曲线．(忽略振幅的减小)图9。
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波全集汇编及答案解析
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波全集汇编及答案解析一、选择题1．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知( )A．振子的振动周期等于t1B．在t＝0时刻，振子的位置在a点C．在t＝t1时刻，振子的速度为零D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动2．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D．质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同3．如图所示，从入口S处送入某一频率的声音。
通过左右两条管道路径SAT和SBT，声音传到了出口T处，并可以从T处监听声音。
右侧的B管可以拉出或推入以改变B管的长度，开始时左右两侧管道关于S、T对称，从S处送入某一频率的声音后，将B管逐渐拉出，当拉出的长度为l时，第一次听到最弱的声音。
设声速为v，则该声音的频率（）A．B．C．D．4．已知在单摆a完成10次全振动的时间内，单摆b完成6次全振动，两摆长之差为1.6 m．则两单摆摆长l a与l b分别为( )A．l a＝2.5 m，l b＝0.9 m B．l a＝0.9 m，l b＝2.5 mC．l a＝2.4 m，l b＝4.0 m D．l a＝4.0 m，l b＝2.4 m5．下列说法中正确的是（）A．只有横波才能发生干涉，纵波不能发生干涉B．“闻其声而不见其人”现象说明遇到同样障碍物时声波比可见光容易发生衍射C．在受迫振动中，物体振动的频率一定等于自身的固有频率D．发生多普勒效应时，观察者接收的频率发生了变化，是波源的频率变化的缘故6．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz ，乙的固有频率是400Hz ，若它们均在频率是300Hz 的驱动力作用下做受迫振动，则 （ ） A ．甲的振幅较大，振动频率是100Hz B ．乙的振幅较大，振动频率是300Hz C ．甲的振幅较大，振动频率是300Hz D ．乙的振幅较大，振动频率是400Hz7．图甲所示为以O 点为平衡位置、在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A ．在t ＝0.2s 时，弹簧振子运动到O 位置B ．在t ＝0.1s 与t ＝0.3s 两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从t ＝0到t ＝0.2s 的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D ．在t ＝0.2s 与t ＝0.6s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同8．如图所示，质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T ，振动过程中m 、M 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍B ．若2Tt ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于mkx m M+ 9．在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m 的小树叶a 和b 发生振动，当树叶a 运动到上方最大位移处时，树叶b 刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s 后，树叶a 的位移第一次变为零。
第十三章 第1讲 机械振动—2021届(新课标版)高考物理一轮复习课件(共32张PPT)
x (2)2π
g l
◎ 考点四 实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
(1)(多选)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再 用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示。这样做的目的是________(填字母代号)。
A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
【解析】 当物块向右通过平衡位置时，a、b 脱离前振子的动能 Ek1＝12(ma ＋mb)v20；a、b 脱离后振子的动能 Ek2＝12mav20，由机械能守恒可知，平衡位置 处的动能等于最大位移处的弹性势能，因此 a、b 脱离后振子振幅变小；由弹 簧振子的周期 T＝2π mk 知，a、b 脱离后周期变小。
(3)单摆振动的摆角 θ≤5°，当 θ＝5°时单摆振动的振幅 A＝lsin 5°＝0.087 m＝8.7 cm，且为计时准确，在摆球摆至平衡位置时开始 计时，故选项 A 正确，选项 B、C、D 错误。
【答案】 (1)AC (2)12.0；0.993 0 (3)A
根据单摆周期公式 T＝2π gl ，可以通过实验测量当 地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一 小钢球，就做成了单摆。
【答案】 CD
用沙摆可以粗略地描绘简谐运 动图像。如图所示，木板在水平面内以速度 v 做匀速 直线运动，同时沙摆在竖直平面内做简谐运动，则沙 摆中漏下的细沙在木板上形成振动图线。现只给一把 刻度尺，要求测出木板的速度(漏斗大小忽略不计)，则：
(1)需要直接测量的物理量有________和___________________。(用文 字和相应字母表示)
2021版江苏高考物理一轮复习讲义：第13章 第1节 机械振动 Word版含答案
第1节机械振动一、简谐运动的特征1．简谐运动(1)定义：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。
(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置。
(3)回复力①定义：使物体返回到平衡位置的力。
②方向：总是指向平衡位置。
③来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力。
2．简谐运动的两种模型1．简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反。
(2)运动学表达式：x＝A sin(ωt＋φ)，其中A代表振幅，ω＝2πf，表示简谐运动的快慢，ωt＋φ代表运动的相位，φ代表初相位。
2．简谐运动的图象(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝A sin ωt，图象如图甲所示。
甲乙(2)从最大位置开始计时，函数表达式为x＝A cos ωt，图象如图乙所示。
三、受迫振动和共振1．受迫振动(1)概念：振动系统在周期性驱动力作用下的振动。
(2)特点：受迫振动的频率等于驱动力的频率，跟系统的固有频率无关。
2．共振(1)现象：当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大。
(2)条件：驱动力的频率等于固有频率。
(3)特征：共振时振幅最大。
(4)共振曲线(如图所示)。
1．思考辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置。
(×)(2)做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相同的。
(×)(3)公式x＝A sin ωt说明是从平衡位置开始计时。
(√)(4)简谐运动的图象描述的是振动质点的轨迹。
(×)(5)物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关。
(√)(6)物体受迫振动的频率与驱动力的频率无关。
(×)2．(多选)做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，相同的物理量是()A．位移B．速度C．加速度D．回复力E．动量ACD[简谐运动的位移是指由平衡位置指向物体所在位置的有向线段，物体经过同一位置时，运动位移一定相同，选项A正确；回复力产生加速度，回复力与位移满足F＝－kx的关系，只要位移相同，回复力一定相同，回复力产生的加速度也一定相同，选项C、D正确；经过同一位置，可能远离平衡位置，也可能靠近平衡位置，因此，速度的方向可能相反，选项B、E错误。
三年高考两年模拟高考物理新课标一轮复习习题：第13章第1讲机械振动含答案
第1讲机械振动A组基础题组1.如图所示是弹簧振子的振动图像,由此图像可得,该弹簧振子做简谐运动的公式是( )A.x=2 sin (2.5πt+) cmB.x=2 sin(2.5πt-) cmC.x= sin (2.5πt-) cmD.x=2 sin 2.5πt cm2.(多选)一弹簧振子的位移x随时间t变化的关系式为x=0.1 sin (2.5πt)m,位移x的单位为m,时间t的单位为s,则( )A.弹簧振子的振幅为0.1 mB.弹簧振子的周期为0.8 sC.在t=0.2 s时,振子的运动速度最大D.在任意0.2 s时间内,振子的位移均为0.1 mE.在任意0.8 s时间内,振子的路程均为0.4 m3.[2013江苏单科,12B(1)]如图所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz。
现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,则把手转动的频率为。
A.1 HzB.3 HzC.4 HzD.5 Hz4.装有砂粒的试管竖直静浮于水面,如图所示。
将试管竖直提起少许,然后由静止释放并开始计时,在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。
若取竖直向上为正方向,则以下描述试管振动的图像中可能正确的是( )5.一个做简谐运动的弹簧振子,周期为T,振幅为A,已知振子从平衡位置第一次运动到x=处所用的最短时间为t1,从最大的正位移处第一次运动到x=处所用的最短时间为t2,那么t1与t2的大小关系是( )A.t1=t2B.t1<t2C.t1>t2D.无法判断6.(多选)甲、乙两弹簧振子的振动图像如图所示,则可知( )A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙=2∶1C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲∶f乙=2∶1E.振子乙速度为最大时,振子甲速度不一定为零7.(2015江苏常州模拟)(多选)铺设铁轨时,每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙,匀速运行的列车经过轨端接缝处时,车轮就会受到一次冲击。
【精准解析】新高考物理：第13章 第1讲 机械振动
第13章第1讲机械振动课时作业时间：50分钟满分：100分一、选择题(本题共12小题，每小题6分，共72分。
其中1～4题为单选，5～12题为多选)1．如图中的曲线表示某振动系统受迫振动的振幅A随驱动力频率f变化的关系，可以看出，驱动力频率f等于系统的固有频率f0时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫做共振。
据史书记载：晋朝初期，京城有户人家挂着的铜盘每天早晚轻轻自鸣两次，人们十分惊恐，当时的学者张华判断，这是铜盘与皇宫早晚的钟声共鸣所致，后来把铜盘磨薄一些，就不再自鸣了。
你认为把铜盘磨薄的目的是()A．减小铜盘固有振动的周期B．减小铜盘固有振动的振幅C．减弱皇宫敲钟引起的空气振动的强度D．减小皇宫敲钟引起的空气振动的频率答案 A解析把铜盘磨薄一些，只能改变铜盘的固有振动的周期，依据共振的特点，铜盘与皇宫早晚的钟声不再发生共振，即不再出现共鸣，故A正确，B、C、D错误。
2．(2019·上海杨浦高三下学期调研)一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是()A．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同D．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同答案 D解析弹簧振子做简谐运动时，加速度方向与位移方向总是相反，若位移为负值，加速度一定为正值，而速度可能为正值，也可能为负值，故A错误。
振子每次通过平衡位置时，加速度为零，由于速度有两种方向，所以速度大小相同，方向可能不同，故B、C错误。
振子每次通过同一位置时，位移相同，回复力相同，加速度一定相同，速度大小相同，方向可能不同，故D正确。
3．下列说法正确的是()A．做简谐运动的物体，当速度为正时，位移一定为负，加速度一定为正B．在受迫振动中，物体振动的频率不一定等于驱动力的频率C．摆钟偏快时可增加摆长进行校准D．做简谐运动的物体，其振动能量与振动的频率有关答案 C解析做简谐运动的物体，当速度为正时，位移可能为正，也可能为负，加速度可能为正，也可能为负，A错误；物体做受迫振动时，物体振动的频率等于驱动力的频率，故B错误；摆钟偏快时，周期过小，根据T＝2π L可知，可增g加摆长进行校准，C正确；做简谐运动的物体，其振动能量与振动的振幅有关，与频率无关，D错误。
2024——2025年高考物理一轮复习机械振动与机械波专练(含解析)
2024——2025年高考物理一轮复习机械振动与机械波专练一、单选题（本大题共5小题）1．如图甲，O 点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O 点之间。
现将摆球拉到A 点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A 、C 之间来回摆动，其中B 点为运动中的最低位置，图乙表示细线对摆球的拉力大小F 随时间t 变化的曲线，图中为摆球从A 点开始运动的时刻，g 取。
下列说法正确的是（ ）A ．单摆的振动周期B ．摆长C ．摆球的质量D ．摆球运动过程中的最大速度2．一列简谐横波沿轴正方向传播，图1是波传播到的M 点时的波形图，图2是质点N （）从此时刻开始计时的振动图像，Q 是位于处的质点。
下列说法正确的是（ ）A ．这列波的传播速度是B ．时质点Q 首次到达波峰位置C ．P 点的振动方程为D ．该简谐横波的起振方向为y 轴正方向3．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A 、E 摆长相等。
先让A 摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则（ ）0t =210m /s 0.2πs0.1m0.05kg /s x 5m x =3m x =10m =x 1.25m /s8s t =()1110sin cm 22x t ππ⎛⎫=- ⎪⎝⎭A ．其它各摆振动振幅与摆动周期均与A 摆相同B ．其它各摆振动振幅大小相同，但摆动周期不同C ．其它各摆振动振幅大小不相同，E 摆振幅最大D ．其它各摆振动周期大小不同，D 摆周期最大4．如图所示，波长和振幅分别为和的简谐横波沿一条直线传播，两点的平衡位置相距。
某一时刻在a 点出现波峰，从此时刻起再经过0.2秒在b 点第一次出现波峰，则（ ）A ．若波由a 向b 传播，波的传播速度为B ．若波由b 向a 传播，波的传播速度为C ．从b 点出现波峰开始计时，内质点b 经过的路程可能为D ．从b 点出现波峰开始计时，末质点b 可能处在波谷的位置5．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。
第十三章 机械振动作业答案(1)
一. 选择题:[ C ] 1. （基础训练4） 一质点作简谐振动，周期为T ．当它由平衡位置向x 轴正方向运动时，从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为(A) T /12． (B)T /8． (C) T /6． (D) T /4．【提示】如图，在旋转矢量图上，从二分之一最大位移处到最大位移处矢量转过的角位移为3π，即 3t πω=，所以对应的时间为()332/6Tt T ππωπ=== .[ B ] 2. （基础训练8） 图中所画的是两个简谐振动的振动曲线．若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为(A) π23． (B) π．(C) π21． (D) 0．【提示】如图，用旋转矢量进行合成，可得合振动的振幅为2A,初相位为π.[ B ]3、（自测提高2）两个质点各自作简谐振动，它们的振幅相同、周期相同．第一个质点的振动方程为x 1 = A cos(ωt + α)．当第一个质点从相对于其平衡位置的正位移处回到平衡位置时，第二个质点正在最大正位移处．则第二个质点的振动方程为 (A) )π21cos(2++=αωt A x ． (B) )π21cos(2-+=αωt A x ． (C) )π23cos(2-+=αωt A x ．(D) )cos(2π++=αωt A x ．【提示】由旋转矢量图可见，x 2的相位比x 1落后π/2。
[ B ] 4、（自测提高3）轻弹簧上端固定，下系一质量为m 1的物体，稳定后在m 1下边又系一质量为m 2的物体，于是弹簧又伸长了∆x ．若将m 2移去，并令其振动，则振动周期为A/ -·O1A 2A A 合(A) gm xm T 122∆π= ． (B) g m x m T 212∆π=．(C) g m x m T 2121∆π=． (D) gm m xm T )(2212+π=∆．【提示】对轻弹簧和m 1构成的弹簧振子，其周期表达式：2T π= 因为加载另一质量为m 2的物体后弹簧再伸长∆x ，显然2m g k x =∆，由此得2m gk x=∆； 代入周期公式，即可求出周期T.[ C ] 5、（自测提高6）如图13-24所示，在一竖直悬挂的弹簧下系一质量为m 的物体，再用此弹簧改系一质量为4m 的物体，最后将此弹簧截断为两个等长的弹簧并联后悬挂质量为m 的物体，则这三个系统的周期值之比为(A) 1∶2∶2/1． (B) 1∶21∶2 ． (C) 1∶2∶21． (D) 1∶2∶1/4 ． 【提示】从左到右三个弹簧振子分别记为1，2和3； 第一个：1112 T πωω==； 第二个：2121, 22T T ωω==∴= 第三个：将一根弹簧一分为二，每节的弹性系数变成2k ，然后并联，总的弹性系数为4k ，所以31312, 2T T ωω==∴=； 得：1231::1:2:2T T T =.[ D ]6、（自测提高7）一物体作简谐振动，振动方程为)21cos(π+=t A x ω．则该物体在t = 0时刻的动能与t = T /8（T 为振动周期）时刻的动能之比为：(A) 1:4． (B) 1:2． (C) 1:1． (D) 2:1． (E) 4:1． 【提示】在t=0时，cos02πx A ==，势能0p E =，动能212K E E kA ==； t=T/8，cos()422πx A A π=+=-，势能221124p E kx kA ==，所以动能为214K p E E E kA =-=.图13-24二 填空题1、（基础训练12）一系统作简谐振动, 周期为T ，以余弦函数表达振动时，初相为零．在0≤t ≤T 41范围内，系统在t =T/8时刻动能和势能相等． 【提示】初相为零，所以()cos x t A t ω=，在0≤t ≤T 41范围内，0A x ≤≤；依题意，动能和势能相等，为总能量的一半，即22111222kx kA ⎛⎫= ⎪⎝⎭，2x A =，所以4t πω=，48Tt πω==.2、（基础训练15）一物块悬挂在弹簧下方作简谐振动,当这物块的位移等于振幅的一半时,其动能是总能量的3/4（设平衡位置处势能为零）．当这物块在平衡位置时，弹簧的长度比原长长∆l ，这一振动系统的周期为gl∆π2． 【提示】当物体偏离平衡位置为振幅的一半时，2Ax =±，2211284P E E kx kA ===，34k P E E E E E -==； 当物体在平衡位置时，合力为零：mg k l =∆ ，mg k l =∆，222T πω∴===3、（基础训练16）两个同方向同频率的简谐振动，其振动表达式分别为：)215cos(10621π+⨯=-t x (SI) ， )5c o s(10222t x -π⨯=- (SI)它们的合振动的振辐为210()m -，初相为101108.4323tg π-+= 【提示】用旋转矢量图求解。
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波分类汇编含答案解析
高考物理最新力学知识点之机械振动与机械波分类汇编含答案解析一、选择题1．一弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知：（）A．质点的振动频率是4HzB．t=2s时，质点的加速度最大C．质点的振幅为5cmD．t=3s时，质点所受合力为正向最大2．一列波在传播过程中遇到一个障碍物，发生了一定程度的衍射，一定能使衍射现象更明显的措施是A．增大障碍物尺寸，同时增大波的频率。
B．缩小障碍物尺寸，同时增大波的频率。
C．增大障碍物尺寸，同时减小波的频率。
D．缩小障碍物尺寸，同时减小波的频率。
3．如图所示，A、B两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A、B始终保持相对静止，下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A．B．C．D．4．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是A．速度、加速度、动能B．动能、冋复力、对平衡位置的位移C．加速度、速度、势能D．速度、动能、回复力5．沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=s时A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同6．如图所示，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A．单摆的幅度越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大7．如图是一弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（）A．质点振动的振幅为2cmB．质点振动的频率为4HzC．在2s末，质点的加速度最大D．在2s末，质点的速度最大8．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率． A ．①B ．③C ．①④D ．②④9．下列说法正确的是（ ）A ．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B ．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C ．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D ．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X 射线波长短10．如图所示，质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T ，振动过程中m 、M 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍B ．若2Tt ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于mkx m M+ 11．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中的质点b 比质点a 晚0. 5s 起振，质点b 和质点c 平衡位置之间的距离为5m ，则该波的波速为A ．1m/sB ．3m/sC ．5m/sD ．8m/s12．下列关于简谐振动和简谐机械波的说法正确的是（ ） A ．简谐振动的平衡位置一定是物体所受合外力为零的位置。
高考物理总复习 机械振动、简谐运动 弹簧振子练习(1)
弹簧振子 (1)1．一个弹簧振子做简谐运动的周期是0.025S,当振子从平衡位置开始向右运动,经过0.17s时,振子的运动情况是( )A．正在向右做减速运动 B．正在向右做加速运动C．正在向左做减速运动 D．正在向左做加速运动2．做简谐运动的弹簧振子，下述说法中正确的是 [ ]A．振子通过平衡位置时，速度最大B．振子在最大位移处时，加速度最大C．振子在连续两次通过同一位置时，位移相同D．振子连续两次通过同一位置时，动能相同，动量相同3．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．振子所受的回复力逐渐增大B．振子的位移逐渐增大C．振子的速率逐渐减小 D．弹簧的弹性势能逐渐减小4．一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s时刻，振子的运动情况是（）A．正在向左做减速运动 B．正在向右做加速运动C．加速度正在减小 D．动能正在减小5．一个弹簧振子在光滑的水平面上作简谐运动，其中有两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反.那么这两个时刻弹簧振子的( )A．速度一定大小相等，方向相反 B.加速度一定大小相等，方向相反C．位移一定大小相等，方向相反 D.以上说法都不正确6．一个弹簧振子，第一次被压缩x后释放做自由振动，周期为T1，第二次被压缩2x后释放做自由振动，周期为T2，关于T1∶T2，有同学认为T1∶T2＝1∶2，你认为此同学的结论（填“对”或“不对”），若不对，T1∶T2应为7．下列说法正确的是( )A．弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动的过程中，振子做匀减速运动B．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高C．当水波通过障碍物时，若障碍的尺寸与波长差不多，或比波长小时，将发生明显的衍射现象D．用两束单色光A、B，分别在同一套装置上做干涉实验，若A光的条纹间距比B光的大，则说明A光波长大于B光波长8．有关简谐振动的运动情况，下列说法中正确的是 ( )A．简谐振动是一种匀变速直线运动B．做简谐振动的物体由最大位移处向平衡位置运动时，一定做加速度减少的加速运动C．做简谐振动的物体经过同一位置时，它受到的的回复力一定相同D．做简谐振动的物体经过同一位置时，它运动的速度一定相同9．做机械振动的弹簧振子在运动过程中，下列物理量中在不断发生周期性变化的是（）A．回复力B．周期C．频率D．振幅10．如图所示，弹簧振子在BC两点间振动，O为BC的中点，取向右为正方向，由振动图象可知，t=0.1s，振子的位置在点_____，此后经过_____s，振子第一次达到C点．参考答案：1．答案： B解析：2．答案： ABC解析：3．答案： D解析：4．答案： B解析：5．答案： BC解析：由弹簧振子的振动过程知：这两个时刻振子一定处在关于平衡位置对称的两个位置，但速度方向并不确定，故选BC.6．答案：不对1∶1解析：不对．应为T1∶T2＝1∶1.因为做简谐运动的物体，其周期和频率是由振动系统本身决定的，与振幅的大小无关．7．答案： BCD8．答案： BC解析：试题分析：简谐振动中，加速度时刻发生变化，选项A错误；先后经过同一位置时速度方向可能相反，选项D错误；同理判断选项BC正确，故选BC考点：考查简谐振动点评：本题难度较小，简谐振动中位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的关系一定要理解9．答案： A．解析：做机械振动弹簧振子的周期、频率、振幅都是一个确定的值，不随时间发生不变化，而回复力随时间成周期性改变．故选A10．答案： O；0.15．解析：从x-t图象可以看出，t=0.1s时刻，振子的位移为零，速度为负，故在平衡位置处，且再经过0.15s振子第一次达到C点．。
2021高考物理一轮复习第十三章机械振动与机械波光电磁波与相对论第1讲机械振动练习含解析新人教版
第1讲 机械振动一、单项选择题：在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．(2020·山东乐陵一中月考)一弹簧振子做简谐运动，下列说法中正确的是( D )A ．若位移为负值，则速度一定为正值B ．振子通过平衡位置时，速度为零，位移最大C ．振子每次通过平衡位置时，位移相同，速度也一定相同D ．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但位移一定相同[解析] 本题考查对简谐运动的认识。
若位移为负值，由a ＝－kx m，可知加速度一定为正值，而速度有两种可能的方向，所以速度不一定为正值，A 错误；振子通过平衡位置时，速度最大，加速度为零，B 错误；振子每次通过平衡位置时，位移相同，加速度一定相同，而速度有两种可能的方向，不一定相同，C 错误；振子每次通过同一位置时，位移相同，加速度一定相同，因为速度有两种可能的方向，所以速度不一定相同。
D 正确。
2．(2020·北京海淀区模拟)如图甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。
以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x 随时间t 的变化如图乙所示，下列说法正确的是( C )A ．振子的振幅为4 cmB ．振子的振动周期为1 sC ．t ＝1 s 时，振子的速度为正的最大值D ．t ＝1 s 时，振子的加速度为正的最大值[解析] 本题考查机械振动图象。
由振动图象可知，该弹簧振子的振幅为 2 cm ，周期为2 s ，故A 、B 错误；t ＝1 s 时，振子在平衡位置，速度为正的最大值，根据F ＝－kx 可知回复力F 的大小与振子位移大小成正比，方向相反，振子在平衡位置时加速度为零，故C 正确，D 错误。
3. (2019·上海浦东区二模)如图，单摆摆动过程中，在悬挂点正下方A 点处增加一个钉子，如果摆角始终小于5°，则摆线被挡后( C )A．周期不变，摆球经过平衡位置的速率减小B．周期变大，摆球经过平衡位置的速率不变C．周期变小，摆球经过平衡位置的速率不变D．周期变小，摆球经过平衡位置的速率增大[解析] 本题考查单摆摆长变化的分析。
高考物理一轮复习 第十三章 机械振动 机械波 第1讲 机械振动练习
权掇市安稳阳光实验学校第1讲机械振动考点一简谐运动的规律对回复力、简谐运动的理解【典例1】 (多选)(2019·烟台模拟)一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻弹簧，左端固定，右端与质量为m、电荷量为+q的小球相连，静止在光滑绝缘水平面上，当施加一个场强为E水平向右的匀强电场后，小球开始做往复运动。
那么( )A.小球的运动是简谐振动B.小球做简谐运动的振幅为2qEkC.运动过程中小球的机械能守恒D.小球从左向右的运动过程中，系统的机械能逐渐增大【通型通法】1.题型特征：振子在电场力和弹力作用下的运动。
2.思维导引：(1)简谐运动的合力为回复力。
(2)回复力与位移成正比且方向相反。
【解析】选A、D。
小球做往复运动，平衡位置位于弹簧伸长时弹力与电场力相等的地方，即有：kA=qE，解得振幅：A=qEk，弹簧的伸长量为(x+A)时，小球所受的合力F=qE-k(x+A)=-kx，所以小球的运动是简谐振动，故A正确，B错误；水平面光滑，运动过程中，小球的电势能、动能和弹簧的弹性势能互相转化，电场力做功，故机械能不守恒，所以C错误；向右运动的过程中，电场力做正功，系统机械能增大，故D正确。
简谐运动的周期性【典例2】(2019·衡水模拟)劲度系数为20 N/cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻( )A.振子所受的弹力大小为0.5 N，方向指向x轴的正方向B.振子的速度方向指向x轴的负方向C.在0～4 s内振子做了4次全振动D.在0～4 s内振子通过的路程为4 cm，位移为0【通型通法】1.题型特征：简谐运动的周期性、对称性。
2.思维导引：(1)简谐运动具有周期性，即每个T或nT的两个时刻振子处于同一位置和同一种运动状态。
(2)简谐运动具有对称性，即振子往复运动的过程中每个周期内振子的路程及路线都相同。
【解析】选D。
在A点弹簧的伸长量x=0.25 cm，根据胡克定律有：F=kx=20×0.25 N=5 N，选项A错误；下一时刻振子的位移增大，且振子沿x轴正方向运动，选项B错误；从图中可以看出4 s内振子完成2次全振动，选项C错误；由于t=0时刻与t=4 s时刻振子都在最大位移处，所以在0～4 s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5 cm，在0～4 s内振子完成了2次全振动，所以在0～4 s内振子通过的路程为s=2×4A=2×4×0.5 cm=4 cm，选项D正确。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习有答案(1)
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习有答案(1)一、选择题1．一弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知：（）A．质点的振动频率是4HzB．t=2s时，质点的加速度最大C．质点的振幅为5cmD．t=3s时，质点所受合力为正向最大2．下列说法中正确的是A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率B．电磁波谱波长由长到短顺序是无线电波、紫外线、可见光、红外线、X射线、γ射线C．机械波只能在介质中传播，波源周围如果没有介质，就不能形成机械波D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快3．关于机械振动和机械波，以下说法正确的是（）A．要产生机械波，有波源就可以B．要产生机械波，必须要有波源和介质C．要产生机械波，有介质就可以D．要产生机械波，不需要有波源和介质4．目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz～1000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是（）A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30m～150m之间B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播D．测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离5．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大6．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（ ） ①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大； ②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小； ③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率； ④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率． A ．①B ．③C ．①④D ．②④7．如图所示，质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T ，振动过程中m 、M 之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍B ．若2Tt ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于mkx m M+ 8．一质点做简谐运动的图象如图所示，该质点在t=3.5s 时刻( )A ．速度为正、加速度为正B ．速度为负、加速度为负C ．速度为负、加速度为正D ．速度为正、加速度为负9．如图所示两个频率、相位、振幅均相同的波的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的结果正确的描述是（ ）A．在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰B．B点在干涉过程中振幅始终为零C．两波在B点路程差是波长的整数倍D．当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰10．一列简谐横波沿x轴传播,a、b为x轴上的两质点,平衡位置分别为 x=0,x=x b（x b>0）.a 点的振动规律如图所示。
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波分类汇编含解析
高考物理专题力学知识点之机械振动与机械波分类汇编含解析一、选择题1．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。
如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。
质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。
质点1的振动周期为T 。
t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。
下列判断正确的是A ．质点1与质点20间相距一个波长B ．质点20开始振动时运动方向向下C ．2Tt =时质点5的加速度方向向上 D ．34Tt =时质点12的运动方向向上 2．下列关于单摆运动过程中的受力说法，正确的是（ ） A ．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力 B ．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力 C ．单摆过平衡位置时，所受的合力为零 D ．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力3．关于机械振动和机械波，以下说法正确的是（ ） A ．要产生机械波，有波源就可以 B ．要产生机械波，必须要有波源和介质 C ．要产生机械波，有介质就可以 D ．要产生机械波，不需要有波源和介质4．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是 A ．速度、加速度、动能B ．动能、冋复力、对平衡位置的位移C ．加速度、速度、势能D ．速度、动能、回复力5．沿x 轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M 为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s ，则t=s 时A ．质点M 对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同6．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大7．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（）A．甲的振幅较大，振动频率是100HzB．乙的振幅较大，振动频率是300HzC．甲的振幅较大，振动频率是300HzD．乙的振幅较大，振动频率是400Hz8．图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A．在t＝0.2s时，弹簧振子运动到O位置B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同9．关于下列四幅图的说法中，正确的是（）A．图甲中C摆开始振动后，A、B、D三个摆中B摆的振幅最大B．图乙为两列水波产生的干涉图样，这两列水波的频率可以不同C．图丙是波的衍射现象，左图的衍射更明显D．图丁是声波的多普勒效应，该现象说明，当观察者与声源相互靠近时，他听到的声音频率变低了10．图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图．a、b两质点的横坐标分别为x=2m和x=6m，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象．下列说法正确的是（）A．该波沿+x方向传播，波速为1m/sB．质点a经4s振动的路程为4mC．此时刻质点a的速度沿-y方向D．质点a在t =2 s时速度最大11．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中的质点b比质点a晚0. 5s起振，质点b和质点c平衡位置之间的距离为5m，则该波的波速为A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．8m/s12．甲、乙两个单摆在同一地点做简谐振动，在相等的时间内，甲完成10次全振动，乙完成20次全振动．已知甲摆摆长为1 m，则乙摆的摆长为( )A．2 m B．4 mC．0.5 m D．0.25 m13．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（）A．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示的是质点N的振动图象B．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示的是质点K的振动图象C．若图乙表示的是质点L的振动图象，则波沿x轴正方向传播D．若图乙表示的是质点M的振动图象，则波沿x轴负方向传播14．如图所示，两个波源在水面上传播并产生干涉现象，其中实线和虚线分别表示振幅均t 时刻M是波峰与波峰相遇的点，下列说法正确的是为A的两列波的波峰和波谷，0（）A．质点O、M的振动频率相等B．质点P振动的振幅为AC．质点M振动的振幅为AD．若质点M振动的频率为2.5Hz，则从图示时刻起经1.7s后质点M的运动方向竖直向上15．如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示．由振动图象可以得知( )A．振子的振动周期等于t1B．在t＝0时刻，振子的位置在a点C．在t＝t1时刻，振子的速度为零D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动16．一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图甲所示，P是介质中的一个质点，图乙是质点P 的振动图像。
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第1讲机械振动一、单项选择题1.(2019泰兴中学月考)在飞机的发展史中有一个阶段,飞机上天后不久,机翼很快就抖动起来,而且越抖越厉害,后来人们经过了艰苦的探索,利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法,解决了这一问题,在飞机机翼前缘处装置配重杆的主要目的是( )A.加大飞机的惯性B.使机体更加平衡C.使机翼更加牢固D.改变机翼的固有频率答案 D 飞机飞上天后,在气流周期性驱动力的作用下做受迫振动,机翼越抖越厉害说明气流驱动力的频率与机翼的固有频率非常接近或相等,在机翼前缘处装置配重杆,通过改变机翼的质量来改变其固有频率,使驱动力频率与固有频率相差较大,从而实现减振的目的,D选项正确。
2.有一弹簧振子,振幅为0.8cm,周期为0.5s,初始时具有负方向的最大加速度,则它的振动方程是( )A.x=8×10-3sin mB.x=8×10-3sin mC.x=8×10-1sin mD.x=8×10-1sin m答案 A 振幅A=0.8cm=8×10-3m,ω==4πrad/s。
由题知初始时(即t=0时)振子在正向最大位移处,即sinφ0=1,得φ0=,故该振子做简谐运动的方程为x=8×10-3sin m,选项A正确。
3.一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5πt,位移y的单位为m,时间t的单位为 s。
则( )A.弹簧振子的振幅为0.2mB.弹簧振子的周期为1.25sC.在t=0.2s时,振子的运动速度为零D.在任意0.2s时间内,振子的位移均为0.1m答案 C 由y=Asinωt 和y=0.1sin2.5πt,可知A=0.1m,ω=2.5πrad/s,又由T=,得T=0.8s,则A、B 均错误。
当t=0.2s时,振子位于最大位移处,此时振子的运动速度为零,C正确。
0.2s是四分之一周期,而四分之一周期内振子的位移是不确定的,故D错误。
4.(2017北京理综)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示,下列描述正确的是( )A.t=1s时,振子的速度为零,加速度为负的最大值B.t=2s时,振子的速度为负,加速度为正的最大值C.t=3s时,振子的速度为负的最大值,加速度为零D.t=4s时,振子的速度为正,加速度为负的最大值答案 A 当t=1s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项正确;当t=2s时,振子位于平衡位置并向负向运动,速度为负向最大,加速度为零,故B项错误;当t=3s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项错误;当t=4s时,振子位于平衡位置并向正向运动,速度为正向最大,加速度为零,故D项错误。
二、多项选择题5.(2018南通模拟)如图甲所示是演示简谐运动图像的装置,它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。
当沙漏摆动时,漏斗的细沙均匀流出,同时匀速拉出沙漏正下方的木板,漏出的细沙在板上会形成一条曲线,这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图像,图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线),已知P、Q分别是木板上的两点,木板1、2的移动速度分别为v1、v2,则( )A.P处堆积的细沙与Q处一样多B.P处堆积的细沙比Q处多C.v1∶v2=4∶3D.v1∶v2=3∶4答案BD 在图乙的P处时,沙摆的速度最小,在Q处时,沙摆的速度最大,所以P处堆积的细沙比Q处多,故A项错误,B项正确;根据单摆周期公式T=2π,它们在同一地点,g相同,且摆长相同,则周期相同,设为T,OB段经历的时间是t1=2T,O'B'段经历的时间为t2=1.5T;设OB=O'B'=L,则t1==2T;t2==1.5T;比较可得v1∶v2=3∶4,故C项错误,D项正确。
6.一质点做简谐运动的振动图像如图所示,质点的速度方向与加速度方向相同的时间段是( )A.0~0.3sB.0.3~0.6sC.0.6~0.9sD.0.9~1.2s答案BD 质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同,与位移方向相反,总是指向平衡位置;位移增大时速度方向与位移方向相同,位移减小时速度方向与位移方向相反,故速度方向与加速度方向相同的时间段为0.3~0.6s和0.9~1.2s,故选B、D。
7.如图所示为半径很大的光滑圆弧轨道上的一小段,小球B静止在圆弧轨道的最低点O处,另有一小球A 自圆弧轨道上C处由静止滚下,经时间t与B发生正碰。
碰后两球分别在这段圆弧轨道上运动而未离开轨道。
当两球第二次相碰时( )A.相间隔的时间为4tB.相间隔的时间为2tC.将仍在O处相碰D.可能在O点以外的其他地方相碰答案BC 小球的运动可视为简谐运动。
由单摆振动周期公式T=2π(此处l即圆弧轨道半径)知,两球做简谐运动的周期相同,碰撞后应同时回到平衡位置,即只能在平衡位置处相碰。
又由振动的周期性知,两次相碰的间隔时间为2t。
综上讨论可知,选项B、C正确。
8.(2018盐城模拟)简谐运动的振动图线可用下述方法画出:如图甲所示,在弹簧振子的小球上安装一支绘图笔P,让一条纸带在与小球振动方向垂直的方向上匀速运动,笔P在纸带上画出的就是小球的振动图像。
取振子水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移正方向,纸带运动的距离代表时间,得到的振动图线如图乙所示。
则下列说法正确的是( )A.弹簧振子的周期为4sB.弹簧振子的振幅为10cmC.t=17s时振子相对平衡位置的位移是10cmD.2.5s时振子正在向x轴正方向运动答案AB 由题图乙知,弹簧振子的周期为T=4s,振幅为10cm,选项A、B正确;由周期性知,t=17s时振子相对平衡位置的位移与t=1s时振子相对平衡位置的位移相同,均为0,选项C错误;x-t图像的斜率表示速度,斜率的正负表示速度的方向,则2.5s时振子的速度为负,正在向x轴负方向运动,选项D错误。
9.(2018江阴期末)一个质点做简谐运动的图像如图所示,下列说法中正确的是( )A.质点的振动频率为4HzB.在10s内质点经过的路程是20cmC.在5s末,质点速度为零,加速度为正向最大D.t=1.5s和4.5s末的两时刻质点的位移大小相等答案BD 由题图知,周期为T=4s,质点的振动频率为f==0.25Hz,故A项错误;振幅为A=2cm,10s时间为2.5个周期,一个周期内质点通过的路程为4A=8cm,故10s内质点经过的路程为s=2.5×4A=20cm,故B项正确;在5s末,质点的位移为正向最大,速度为零,由加速度a=-,知加速度为负向最大,故C项错误;根据图像的对称性分析t1=1.5s和t2=4.5s位移大小相同,方向相同(同正),故D项正确。
10.(2018镇江模拟)小明在实验室做单摆实验时得到如图所示的单摆振动情形,O是它的平衡位置,B、C 是摆球所能到达的左右最远位置。
小明通过实验测得当地重力加速度为g=9.8m/s2,并且根据实验情况绘制了单摆的振动图像如图乙所示。
设图中单摆向右摆动为正方向,则下列选项正确的是( )A.此单摆的振动频率是0.5HzB.根据图乙可知开始计时摆球在C点C.图乙中P点向正方向振动D.根据已知数据可以求得此单摆的摆长约为1.0m答案AD 由图乙可知,单摆的振动周期为2s,周期和频率互为倒数,所以频率为0.5Hz,故A项正确;由图乙可知,t=0时位移负向最大,开始向正方向运动,而单摆向右摆动为正方向,所以开始计时摆球在B点,故B项错误;由振动图像可知,P点向负方向振动,故C项错误;由单摆的周期公式T=2π可知,摆长为L=≈1.0m,故D项正确。
三、非选择题11.(2017盐城中学三模)如图甲所示,在一条张紧的绳子上挂几个单摆。
当a摆振动的时候,通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力,使其余各摆也振动起来,此时b摆的振动周期(填“大于”“等于”或“小于”)d摆的周期。
图乙是a摆的振动图像,重力加速度为g,则a的摆长为。
答案等于解析b、c、d摆做受迫振动,它们的振动周期都等于a摆的振动周期;a摆的振动周期为T=2t0,根据T=2π,得出l==。
12.(2019扬州中学月考)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到T2=l。
只要测量出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2-l图像,就可求出当地的重力加速度,理论上T2-l图像是一条过坐标原点的直线。
某同学在实验中,用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球,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T2-l图像,如图所示(1)造成图像不过坐标原点的原因可能是。
A.将l0记为摆长lB.摆球的振幅过小C.将(l0+d)计为摆长lD.摆球质量过大(2)由图像求出重力加速度g= m/s2(取π2=9.87)。
答案(1)A (2)9.87解析(1)T2-l图线不通过坐标原点,将图线向右平移1cm就会通过坐标原点,可知摆长偏小1cm,故可能是测摆长时漏掉了摆球的半径,将l0记为摆长l,A符合题意。
(2)由T=2π可得T2=l,则T2-l图像的斜率等于,由数学知识得=,解得g=9.87m/s2。
13.一竖直悬挂的弹簧振子,下端装有一记录笔,在竖直面内放置有一记录纸。
当振子上下振动时,以速率v水平向左匀速拉动记录纸,记录笔在纸上留下如题图所示的图像。
y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。
由此图求振动的周期和振幅。
答案解析设周期为T,振幅为A由题意得T=和A=14.(2018常州十校联考)弹簧振子以O点为平衡位置,在B、C两点间做简谐运动,在t=0时刻,振子从O、B间的P点以速度v向B点运动;在t=0.2s时,振子速度第一次变为-v;在t=0.5s时,振子速度第二次变为-v。
(1)求弹簧振子振动周期T;(2)若B、C之间的距离为25cm,求振子在4.0s内通过的路程;(3)若B、C之间的距离为25cm,从平衡位置开始计时,写出弹簧振子位移表达式,并画出弹簧振子的振动图像。
答案(1)1.0s (2)2m(3)x=0.125sin2πt(cm)图见解析解析(1)弹簧振子做简谐运动过程中各点位置示意图如图所示由对称性可得T=0.5×2s=1.0s(2)若B、C之间的距离为25cm则振幅A=×25c m=0.125m振子在4.0s内通过的路程s=×4×0.125m=2m (3)根据x=Asinωt,又知A=0.125m,ω==2πrad/s 得弹簧振子位移表达式为x=0.125sin2πt(cm)振动图像如图所示。