高中物理机械振动经典基础题
高考物理机械振动专题经典题型
第一部分、简谐运动1、（单选）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．振子的速度逐渐减小D．振子的加速度逐渐减小【答案解析】解：A、回复力与位移成正比，在振子向着平衡位置运动的过程中回复力减小，A错误；B、振子的位移指由平衡位置指向振动物体所在位置的有向线段，因而向平衡位置运动时位移逐渐减小，B错误；C、物体向着平衡位置运动时，回复力与速度方向一致，故物体的速度逐渐增大C错误．D、由牛顿第二定律a=可知，加速度也减小，D正确；故选：D．2、（单选）水平放置的弹簧振子在做简谐运动时（）A．加速度方向总是跟速度方向相同B．加速度方向总是跟速度方向相反C．振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相反D．振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相同【答案解析】解：A、B、D弹簧振子在做简谐运动时，加速度方向总是指向平衡位置，则当振子离开平衡位置时，加速度方向与速度方向相反，当振子向平衡位置运动时，加速度方向跟速度方向相同．故ABC错误，D正确．故选：D3、（单选）做简谐运动的弹簧振子，每次通过平衡位置与最大位移处之间的某点时，下列哪组物理量完全相同（）A回复力、加速度、速度B回复力、加速度、动能C回复力、速度、弹性势能D加速度、速度、机械能【答案解析】B 解析解：振动质点的位移是指离开位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同；过同一位置，可能离开平衡位置，也可能向平衡位置运动，故速度有两个可能的方向，不一定相同；复力F=-kx，由于x相同，故F相同；加速度a=-经过同一位置时，x相同，故加速度a相同；经过同一位置，速度大小一定相等，故动能一定相同，弹性势能、机械能也相同；故ACD错误，B正确；故选：B．4、（单选）一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin（2.5πt），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0.2m B．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【答案解析】C 解析解：A、质点做简谐运动，振动方程为y=0.1sin2.5πt，可读出振幅A=0.1m，故A错误；B、质点做简谐运动，振动方程为y=0.1sin2.5πt，可读出角频率为2.5π，故周期T=＝0.8s，故B错误；C、在t=0.2s时，振子的位移最大，故速度最小，为零，故C正确；D、根据周期性可知，质点在一个周期内通过的路程一定是4A，但四分之一周期内通过的路程不一定是A，故D错误；故选：C．5、（单选题）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=A/2处所经最短时间为t1，第一次从最大正位移处运动到x=A/2所经最短时间为t2，关于t1和t2，以下说法正确的是（）A．t1＝t2 B．t1＜t2C．t1＞t2 D．无法判断【答案解析】B解：根据振子远离平衡位置时速度减小，靠近平衡位置时速度增大可知，振子第一次从平衡位置运动到x=A处的平均速度大于第一次从最大正位移处运动到x=A处的平均速度，而路程相等，说明t1＜t2．故选：B．6、（单选）如图所示，弹簧振子以O为平衡位置，在a和b之间做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A．在a点时加速度最大，速度最大B．在b点时位移最大，回复力最大C．在O点时速度最大，位移最大D．在b点时回复力最大，速度最大【答案解析】B7、（单选）某质点在0～4s的振动图象如图所示，则下列说法正确的是（）A．质点振动的周期是2sB．在0～1s内质点做初速度为零的加速运动C．在t=2s时，质点的速度方向沿x轴的负方向D．质点振动的振幅为20cm【答案解析】C解：AD、由图知，振动周期是4s，振幅为10cm．故A、D错误．B、在0～1s内质点从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，做减速运动，故B错误．C、在t=2s时，质点经过平衡位置向负向最大位移处运动，速度沿x轴负向．故C正确．故选：C8、（单选）如图为一振子做简谐运动的图象，在t1和t2时刻，振子的（）A．位移相同B．速度相同C．回复力相同D．加速度相同【答案解析】解：从振子的位移时间图象可以看出，正向位移逐渐变小并反向增加，故运动方向没有改变，即速度方向不变；据对称性可知，两时刻的速度相同，振子先靠近平衡位置再远离平衡位置，位移由正向变为负向，F=﹣kx，再据牛顿第二定律：a=﹣可知，回复力，加速度由负向变为正向，加速度方向发生了改变．故ACD错误，B正确．故选：B．9、（单选）如图所示是某弹簧振子的振动图象，由图可知（）A．振子的振幅为10cmB．振子的周期为16sC．第12s末振子的速度为负值，加速度为零D．第16s末振子的加速度最大，速度为零【答案解析】BA、振幅是位移的最大值的大小，故振幅为5cm，故A错误；B、周期是完成一次全振动的时间，故周期为16s，故B正确；C、第12s末振子的位移为负的最大，故速度为零，没有方向，加速度最大，故C错误；D、第16s末振子的位移为零，振子经过平衡位置，故速度最大，加速度最小，故D错误。
【单元练】人教版高中物理选修1第二章【机械振动】经典习题(含答案解析)(1)
一、选择题1．如图所示，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、带电荷量为+q的小球相连，静止在光滑绝缘的水平面上，在施加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动，那么（）A．小球完成一次全振动的过程电场力冲量等于零B．小球到达最右端时，弹簧的形变量为2qE kC．小球做简谐运动的振幅为2qE kD．运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变B解析：BA．由于电场力是恒力，则小球完成一次全振动的过程电场力冲量不等于零，所以A错误；D．小球运动过程中，电场力和弹簧弹力都要做功，则对于弹簧和小球组成的系统，电势能和弹性势能以及动能的总量守恒，所以D错误；C．小球做简谐振运动，振幅等于偏离平衡位置的最大距离，在平衡位置有kA qE=解得qEAk=则小球做简谐运动的振幅为qEk，所以C错误；B．由动力学分析可知，小球到达最右端时，弹簧的形变量为振幅的2倍，则弹簧的形变量为2qEk，所以B正确；故选B。
2．关于简谐运动的质点的以下说法正确的是（）A．间隔半个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同B．做简谐运动的质点在半个周期内物体的动能变化一定为零C．质点在四分之一周期的时间内的路程一定等于一倍振幅D．任一时刻加速度和速度方向都相反B解析：BA．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的位移等大、反向，故物体的速度和加速度都是等大、反向，而间隔半个周期的偶数倍的两个时刻，物体的振动情况相同，故A 错误；B ．经过半个周期，物体的速度等大、反向，故动能相等，则半个周期内物体的动能变化一定为零，故B 正确；C ．如果起点不是在平衡位置或最大位移处，则在四分之一周期内的路程就不等于一倍振幅，故C 错误；D ．加速度的始终指向平衡位置，而速度方向并不是一直指向平衡位置，故D 错误。
故选B 。
3．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（ ）A ．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线II 是月球上的单摆共振曲线B ．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为12:4:25l l =C ．若图线I 的摆长约为1m ，则图线I 是在地球表面上完成的D ．图线II 若是在地球表面上完成的，则该摆摆长约为1m D解析：DA ．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据2l T g=可知，周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线。
高中物理机械振动练习题(含答案)
高中物理机械振动练习题（含答案）一、单选题1．如图，弹簧振子的平衡位置为O 点，在B 、C 两点之间做简谐运动。
B 、C 相距20cm 。
小球经过B 点时开始计时，经过0.5s 首次到达C 点。
下列说法正确的是（ ）A ．小球振动的周期为2.0sB ．小球振动的振幅为0.2mC ．小球的位移一时间关系为0.1sin 2m 2x t ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭D ．5s 末小球位移为-0.1m2．简谐运动属于下列哪种运动（ ） A ．匀速直线运动 B ．匀加速直线运动 C ．匀变速运动D ．非匀变速运动3．如图甲所示为以O 点为平衡位置，在A 、B 两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图像，由图可知下列说法中正确的是（ ）A ．在t ＝0.2s 时，弹簧振子的加速度为正向最大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 时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D ．在t ＝0.6s 时，弹簧振子有最小的位移4．一质点做简谐振动，其位移x 与时间t 的关系曲线如图。
由图可知（ ）A．质点振动的频率是4HzB．质点振动的振幅是4cmC．在t=3s时，质点的速度为最大D．在t=4s时，质点所受的回复力为零5．做简谐运动的物体，回复力和位移的关系图是（）A．B．C．D．6．当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时，下列说法中正确的是（）A．振子在振动过程中，速度相同时，弹簧的长度一定相等B．振子从最低点向平衡位置运动过程中，弹簧弹力始终做负功C．振子在运动过程中的回复力由弹簧的弹力提供D．振子在运动过程中，系统的机械能守恒7．为使简谐运动单摆的周期变长，可采取以下哪种方法（）A．振幅适当加大B．摆长适当加长C．摆球质量增大D．将单摆从上海移到北京8．做简谐振动的物体经过与平衡位置对称的两个位置时，可能相同物理量是（）A．位移B．速度C．加速度D．回复力二、多选题9．弹簧振子在光滑水平面上做简谐振动，把小钢球从平衡位置向左拉一段距离，放手让其运动，从小钢球第一次通过平衡位置时开始计时，其振动图像如图所示，下列说法正确的是（）A ．在t 0时刻弹簧的形变量为4 cmB ．钢球振动半个周期，回复力做功为零C ．钢球振动一个周期，通过的路程等于10 cmD ．钢球振动方程为y ＝5sin πt cm10．如图所示，摆长为1m 的单摆做小角度的摆动，振动过程的最大位移为6cm ，不计空气阻力，重力加速度22πm/s g =，从摆球向右通过最低点开始计时，则从 1.0s t =到2.0s t =的过程中（ ）A ．摆球的重力势能先减小后增大B ．摆球的动能先减小后增大C ．摆球振动的回复力先减小后增大D ．摆球的切向加速度先增大后减小11．弹簧振子做机械振动，若从平衡位置O 开始计时，经过0.3 s 时，振子第一次经过P 点，又经过了0.2 s ，振子第二次经过P 点，则到该振子第三次经过P 点可能还需要多长时间（ ） A ．13sB ．1.0 sC ．0.4 sD ．1.4 s第II 卷（非选择题）请点击修改第II 卷的文字说明三、解答题12．如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m =0.1kg 的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。
【单元练】北京市高中物理选修1第二章【机械振动】经典题(含答案解析)
一、选择题1．如图是甲、乙两个单摆做简谐运动的图象，以向右的方向作为摆球偏离平衡位置位移的正方向，从t ＝0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，乙在平衡位置的（ ）A ．左方，向右运动B ．左方，向左运动C ．右方，向右运动D ．右方，向左运动D 解析：D试题分析：由振动图象可直接读出单摆的位移，根据位移图线的切线斜率等于速度可判断速度的方向．从t=0时刻起，当甲第一次到达右方最大位移处时，由图知在t=1.5s 时刻，且此时单摆乙的位移为正，方向向右，即在平衡位置的右方．根据图象的斜率等于速度，可知在t=1.5s 时刻，单摆乙的速度为负，方向向左，故D 正确．2．如图所示，质量为1m 的物体A 放置在质量为2m 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，设弹簧劲度系数为k ，当物体离开平衡位置的位移为x 时，A 受到的回复力的大小等于（ ）A ．0B ．kxC ．121m kx m m + D ．12m kx m C 解析：C物体A 和B 为整体做简谐运动，当物体离开平衡位置的位移为x 时，回复力的大小即为弹簧的弹力大小为kx ，则对整体为研究对象有()12kx m m a =+则整体的加速度12kxa m m =+则对物体A 为研究对象，使其产生加速度的力即为物体B 对物体A 的静摩擦力f F ，因此由牛顿第二定律可知1f 121=m F m a kx m m =+ABD 错误，C 正确。
故选C 。
3．物体做简谐运动，其图像如图所示，在t 1和t 2两时刻，物体的（ ）A ．回复力相同B ．位移相同C ．速度相同D ．加速度相同C解析：CABD ．由振动图像看出，在t 1时刻和t 2时刻，物体的位移大小相等，方向相反，则根据简谐运动的特征可知，加速度、回复力也大小相等，方向相反，所以两个时刻位移、回复力和加速度都不同，故ABD 错误；C ．两个时刻位移大小相等，方向相反，物体的位置关于平衡位置对称，速度大小相等，由图可知两个时刻物体的速度方向均为负方向，方向相同，则两个时刻物体的速度相同，故C 正确。
人教版2022年高中物理机械振动与机械波经典知识题库
(每日一练)人教版2022年高中物理机械振动与机械波经典知识题库单选题1、两个简谐运动图线如图所示，则下列说法正确的是（ ）A ．A 的相位超前B 的相位π2B ．A 的相位落后B 的相位π2C ．A 的相位超前B 的相位πD ．A 的相位落后B 的相位π答案：B解析：A 、B 简谐运动的表达式分别为x A =Asin(2πTt) x B =Acos(2πT t)=Asin(2πT t +π2) 所以Δφ=π2−0=π2则B的相位比A的相位超前π2，也就是说A的相位比B的相位落后π2故选B。
2、下列运动属于受迫振动的是（）A．用重锤敲击一下悬吊着的钟后，钟的摆动B．打点计时器通电后，振针的振动C．秋千的自由摆动D．弹簧振子拉离平衡位置后释放，振子上下振动答案：B解析：受迫振动是在外来周期性力的持续作用下，振动系统发生的振动称为受迫振动；A．敲击后的钟不再受驱动力，其振动是自由振动，不属于受迫振动，故A错误；B．电磁式打点计时器接通电源后，振针的振动受电源的驱动，属于受迫振动，振荡频率等于交流电的频率，故B正确；C．秋千的自由摆动，不属于受迫振动，故C错误；D．弹簧振子在竖直方向上沿上下方向振动，属于自由振动，不属于受迫振动，故D错误；故选B。
3、波在传播过程中，下列说法正确的是（）A．介质中的质点随波的传播而迁移B．波源的能量随波传递C．振动质点的频率随着波的传播而减小D．波源的能量靠振动质点的迁移来传播答案：B解析：A．介质中的质点随波的传播不迁移，A错误；B．波源的能量随波传递，B正确；C．振动质点的频率随着波的传播而不变，C错误；D．质点只振动不迁移，D错误。
故选B。
4、如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（）A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆共振曲线B．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1:l2=4:25C．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则该单摆摆长约为1mD．若摆长均为1m，则图线Ⅰ是在地球表面上完成的答案：C解析：AD．当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，振幅最大，若两次受迫振动分别在月球和地球上进行，因为图线I单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据单摆的周期公式T=2π√lg知周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线，故AD错误；B．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率之比为2:5，则固有周期比之为5:2，根据T=2π√lg 知摆长之比为l1:l2=25:4故B错误；C．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5Hz，则T=1f=2s由T=2π√lg解得l=1m故C正确。
高考物理机械振动试题经典
高考物理机械振动试题经典一、机械振动 选择题1．如图所示，固定的光滑圆弧形轨道半径R ＝0.2m ，B 是轨道的最低点，在轨道上的A 点（弧AB 所对的圆心角小于10°）和轨道的圆心O 处各有一可视为质点的静止小球，若将它们同时由静止开始释放，则（ ）A ．两小球同时到达B 点 B ．A 点释放的小球先到达B 点C ．O 点释放的小球先到达B 点D ．不能确定2．如图所示，质量为A m 的物块A 用不可伸长的细绳吊着，在A 的下方用弹簧连着质量为B m 的物块B ，开始时静止不动。
现在B 上施加一个竖直向下的力F ，缓慢拉动B 使之向下运动一段距离后静止，弹簧始终在弹性限度内，希望撤去力F 后，B 向上运动并能顶起A ，则力F 的最小值是（ ）A ．(A m +B m )g B ．(A m +2B m )gC ．2(A m +B m )gD ．(2A m +B m )g3．如图所示，在一条张紧的绳子上悬挂A 、B 、C 三个单摆，摆长分别为L 1、L 2、L 3，且L 1＜L 2＜L 3，现将A 拉起一较小角度后释放，已知当地重力加速度为g ，对释放A 之后较短时间内的运动，以下说法正确的是（ ）A ．C 的振幅比B 的大 B ．B 和C 的振幅相等 C ．B 的周期为2L g D ．C 的周期为1L g4．在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l ，引力常量为G ，地球质量为M ，摆球到地心的距离为r ，则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( ) A ．T =2πrGMlB ．T =2πrl GM C ．T =2πGMr lD ．T =2πlr GM5．如图所示，弹簧的一端固定，另一端与质量为2m 的物体B 相连，质量为1m 的物体A 放在B 上，212m m =．A 、B 两物体一起在光滑水平面上的N 、N '之间做简谐运动，运动过程中A 、B 之间无相对运动，O 是平衡位置．已知当两物体运动到N '时，弹簧的弹性势能为p E ，则它们由N '运动到O 的过程中，摩擦力对A 所做的功等于（ ）A ．p EB ．12p E C ．13p ED ．14p E 6．如图所示，将小球甲、乙、丙（都可视为质点）分别从A 、B 、C 三点由静止同时释放，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D ，其中甲是从圆心A 出发做自由落体运动，乙沿弦轨道从一端B 到达最低点D ，丙沿圆弧轨道从C 点运动到D ，且C 点很靠近D 点，如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判断正确的是（ ）A ．丙球最先到达D 点，乙球最后到达D 点B ．甲球最先到达D 点，乙球最后到达D 点C ．甲球最先到达D 点，丙球最后到达D 点D ．甲球最先到达D 点，无法判断哪个球最后到达D 点7．如图所示，弹簧下面挂一质量为m 的物体，物体在竖直方向上做振幅为A 的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中A ．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变B ．物体在最低点时的加速度大小应为2gC ．物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mgD ．弹簧的最大弹性势能等于2mgA8．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用力传感器测得摆线的拉力大小F随时间t变化的图象如图所示，已知单摆的摆长为l，则重力加速度g为( )A．224ltπB．22ltπC．2249ltπD．224ltπ9．如图所示，为一质点做简谐运动的振动图像，则（）A．该质点的振动周期为0.5sB．在0~0.1s内质点的速度不断减小C．t=0.2 s时，质点有正方向的最大加速度D．在0.1s~0.2s内，该质点运动的路程为10cm10．质点做简谐运动，其x—t关系如图，以x轴正向为速度v的正方向，该质点的v—t关系是( )A．B．C．D．11．铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都必须留有一定的间隙，匀速运行列车经过轨端接缝处时，车轮就会受到一次冲击．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动．普通钢轨长为12.6m，列车固有振动周期为0.315s．下列说法正确的是（）A．列车的危险速率为40/m sB．列车过桥需要减速，是为了防止列车发生共振现象C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行12．如图所示，物块M与m叠放在一起，以O为平衡位置，在ab之间做简谐振动，两者始终保持相对静止，取向右为正方向，其振动的位移x随时间t的变化图像如图，则下列说法正确的是（）A ．在1~2Tt 时间内，物块m 的速度和所受摩擦力都沿负方向，且都在增大 B ．从1t 时刻开始计时，接下来4T内，两物块通过的路程为AC ．在某段时间内，两物块速度增大时，加速度可能增大，也可能减小D ．两物块运动到最大位移处时，若轻轻取走m ，则M 的振幅不变13．如图所示，PQ 为—竖直弹簧振子振动路径上的两点，振子经过P 点时的加速度大小为6m/s 2，方向指向Q 点；当振子经过Q 点时，加速度的大小为8m/s 2，方向指向P 点，若PQ 之间的距离为14cm ，已知振子的质量为lkg ，则以下说法正确的是（ ）A ．振子经过P 点时所受的合力比经过Q 点时所受的合力大B ．该弹簧振子的平衡位置在P 点正下方7cm 处C ．振子经过P 点时的速度比经过Q 点时的速度大D ．该弹簧振子的振幅一定为8cm14．如图所示，将可视为质点的小物块用轻弹簧悬挂于拉力传感器上，拉力传感器固定于天花板上，将小物块托起一定高度后释放，拉力传感器记录了弹簧拉力F 随时间t 变化的关系如图所示。
高中物理《机械振动》典型题(精品含答案)
《机械振动》典型题1．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中的( )2．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3．做简谐运动的单摆摆长不变，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12，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4．一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)如图所示，则下列说法正确的是( )A ．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5．(多选)如图甲所示的弹簧振子(以O 点为平衡位置在B 、C 间振动)，取水平向右的方向为振子离开平衡位置的位移的正方向，得到如图乙所示的振动曲线，由曲线所给的信息可知，下列说法正确的是( )A ．t ＝0时，振子处在B 位置 B ．振子运动的周期为4 sC ．t ＝4 s 时振子对平衡位置的位移为10 cmD ．t ＝2.5 s 时振子对平衡位置的位移为5 cmE ．如果振子的质量为0.5 kg ，弹簧的劲度系数20 N/cm ，则振子的最大加速度大小为400 m/s 26．(多选)一个质点经过平衡位置O ，在A 、B 间做简谐运动，如图(a)所示，它的振动图象如图(b)所示，设向右为正方向，下列说法正确的是( )A ．OB ＝5 cmB ．第0.2 s 末质点的速度方向是A →OC ．第0.4 s 末质点的加速度方向是A →OD ．第0.7 s 末时质点位置在O 点与A 点之间E ．在4 s 内完成5次全振动7．(1)在利用单摆测定重力加速度的实验中．若测得的g 值偏大，可能的原因是( )A ．摆球质量过大B ．单摆振动时振幅较小C ．测量摆长时，只考虑了线长，忽略了小球的半径D ．测量周期时，把n 个全振动误认为(n ＋1)个全振动，使周期偏小E ．测量周期时，把n 个全振动误认为(n －1)个全振动，使周期偏大 (2)若单摆是一个秒摆，将此摆移到月球上⎝ ⎛⎭⎪⎫g 月＝16g 地，其周期是________．(3)实验中停表的读数如图，为________ s.8．(多选)如图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( )A．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E．由图象可以求出当地的重力加速度9．如图甲所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图，O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到达的最高位置．小球的质量m＝0.4 kg，图乙是摆线长为l时小球的振动图象，g取10 m/s2.(1)为测量单摆的摆动周期，测量时间应从摆球经过________(填“O”“P”或“Q”)时开始计时；测出悬点到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用L、n、t表示)．(2)由图乙写出单摆做简谐运动的表达式，并判断小球在什么位置时加速度最大？最大加速度为多少？10．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＝0.20 s时刻，振子速度第一次变为－v；在t＝0.50 s时刻，振子速度第二次变为－v.(1)求弹簧振子的振动周期T；(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.00 s内通过的路程；(3)若B、C之间的距离为25 cm，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象．《机械振动》典型题参考答案1．解析：选C.单摆周期为T＝2πLg，当t＝3π2Lg＝3T4时摆球具有负向最大速度，知摆球经过平衡位置向负方向振动，选项C正确，A、B、D错误．2．解析：选 D.当驱动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅较大，因此要减弱机翼的振动，必须改变机翼的固有频率，选D.3．解析：选C.由单摆周期公式T＝2πlg知周期只与l、g有关，与m和v无关，周期不变，其频率不变；在没改变质量前，设单摆最低点与最高点高度差为h，最低点速度为v，则mgh＝12m v2，质量改变后有4mgh′＝12×4m·⎝⎛⎭⎪⎫v22，可知h′≠h，振幅改变，C正确．4．解析：选B.由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz，固有周期为2 s；再由T＝2πlg，得此单摆的摆长约为1 m；若摆长增大，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，B正确，A、C、D错误．5．(多选)解析：选ABE.由图乙可知，振子做简谐振动的振幅为10 cm，其周期T＝4 s，t＝0和t＝4 s时，振子在负的最大位置，即图甲中的B位置．由于振子做变速运动，故t＝2.5 s时，振子的位移应大于5 cm，故选项A、B正确，C、D错误，由a＝－kxm可知，振子的最大加速度为400 m/s2，选项E正确．6．(多选)解析：选ACE.由图(b)可知振幅为5 cm，则OB＝OA＝5 cm，A项正确；由图可知0～0.2 s内质点从B向O运动，第0.2 s末质点的速度方向是B→O，B 项错误；由图可知第0.4 s末质点运动到A点处，则此时质点的加速度方向是A→O，C项正确；由图可知第0.7 s末时质点位置在O与B之间，D项错误；由图(b)可知周期T＝0.8 s，则在4 s内完成全振动的次数为4 s0.8 s＝5，E项正确．7．解析：(1)由单摆周期公式T＝2πlg可知，重力加速度g＝4π2lT2，进而知重力加速度与摆球质量无关，故A错误；重力加速度与单摆振动的振幅无关，故B错误；测量摆长时，只考虑了线长，忽略了小球的半径，摆长l偏小，由g＝4π2l T2可知，所测重力加速度偏小，故C错误；测量周期时，把n个全振动误认为(n＋1)个全振动，使周期偏小，由g＝4π2lT2可知，所测重力加速度偏大，故D正确；测量周期时，把n个全振动误认为(n－1)个全振动，使周期偏大，由g＝4π2lT2可知，所测重力加速度偏小，故E错误．(2)在地球上秒摆的周期T＝2 s，将秒摆移到月球上，其周期T＝2πLg月＝6T＝2 6 s.(3)由图示停表可知，分针示数为1 min＝60 s，秒针示数为10.8 s，则停表示数为60 s＋10.8 s＝70.8 s.答案：(1)D (2)2 6 s (3)70.8[综合应用题组]8．(多选)解析：选ABD.由图看出，两单摆的周期相同，同一地点g相同，由单摆的周期公式T＝2πlg得知，甲、乙两单摆的摆长l相等，故A正确；甲摆的振幅为10 cm，乙摆的振幅为7 cm，则甲摆的振幅比乙摆大，故B正确；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小，故C错误；在t＝0.5 s时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负向最大，则乙摆具有正向最大加速度，故D正确；由单摆的周期公式T＝2πlg得g＝4π2lT，由于单摆的摆长未知，所以不能求得当地的重力加速度，故E错误．9．解析：(1)因摆球经过最低点的速度大，容易观察和计时，所以测量时间应从摆球经过最低点O开始计时．单摆周期T＝tn，再根据单摆周期公式T＝2πL g，可解得g ＝4π2n 2Lt 2.(2)由图乙可知单摆的振幅A ＝5 cm ，ω＝2πT ＝2π2 rad/s ＝π rad/s ，所以单摆做简谐运动的表达式为x ＝5sin πt (cm)．小球在最大位移处的加速度最大，由图乙可看出此摆的周期是2 s ，根据T ＝2πL g ，可求得摆长为L ＝1 m ，加速度最大值a m ＝F m m ＝mgA Lm ＝10×5×10－21m/s 2＝0.5 m/s 2.答案：(1)O 4π2n 2Lt 2 (2)x ＝5sin πt (cm) 小球在最大位移处的加速度最大 0.5 m/s 210．解析：(1)画出弹簧振子简谐运动示意图如图所示． 由对称性可得T ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫0.22＋0.5－0.22×4 s ＝1 s (2)若B 、C 之间距离为25 cm ， 则振幅A ＝12×25 cm ＝12.5 cm振子4.00 s 内通过的路程s ＝4×4×12.5 cm ＝200 cm(3)根据x ＝A sin ωt ，A ＝12.5 cm ，ω＝2πT ＝2π rad/s 得x ＝12.5sin 2πt (cm) 振动图象如图所示．答案：(1)1 s (2)200 cm (3)x ＝12.5sin 2πt (cm) 图象见解析图。
第二章 机械振动练习—— 高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
机械振动练习一、选择题1．如图所示，物体系在两弹簧之间，弹簧的劲度系数分别为1k 和2k ，且1k k =，22k k =，两弹簧均处于自然状态。
现在向右拉动物体，然后释放，物体在B 、C 间振动，O 为平衡位置（不计阻力），设向右为正方向，物体相对O 点的位移为x ，则下列判断正确的是（ ）A ．物体做简谐运动，OC OB =B ．物体做简谐运动，OC OB ≠ C ．物体所受合力F kx =-D ．物体所受合力3F kx =-2.一简谐振子沿x 轴振动,平衡位置在坐标原点,t=0时刻振子的位移x=-0.1m ；t=4/3 s 时刻x=0.1m ； t=4s 时刻x=0.1m.该振子的振幅和周期可能为( )A.0.1m,8/3sB.0.1m,8sC.0.2m,8sD.0.2m,8 sE.0.3m,10s3．如图1所示，弹簧振子以点O 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x 随时间t 的变化如图2所示，下列说法正确的是（ ）A ．0t =时，振子经过O 点向左运动B ．0.5s t =时，振子在O 点右侧2.5cm 处C ． 1.5s t =和 3.5s t =时，振子的速度相同D ．10s t =时，振子的动能最大4．如图所示，A 球振动后，通过水平细绳迫使B 、C 振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是A ．只有A 、C 的振动周期相等B ．C 的振幅比B 的振幅小C ．C 的振幅比B 的振幅大D ．B 球的固有周期等于A 球的固有周期5．一钩码和一轻弹簧构成弹簧振子，可用如图甲所示的装置研究该弹簧振子的受迫振动。
匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。
若保持把手不动，给钩码一向下的初速度，钩码便做简谐运动，振动图像如图乙所示当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，钩码的振动图像如图丙所示。
下列说法正确的是（）A．弹簧振子的固有周期为8sB．驱动力的周期为4sC．减小驱动力的周期，弹簧振子的振幅一定减小D．增大驱动力的周期，弹簧振子的振幅一定减小6．把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图所示。
【单元练】2021年高中物理选修1第二章【机械振动】经典复习题(答案解析)
一、选择题1．如图甲所示为以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像，由图可知下列说法中正确的是（ ）A ．在0.2s t =时，弹簧振子一定运动到B 位置B ．在0.3s t =与0.7s t =两个时刻，弹簧振子的速度相同C ．从0到0.2s t =的时间内，弹簧振子的动能持续地减少D ．在0.2s t =与0.6s t =两个时刻，弹簧振子的加速度相同C解析：CA ．在t =0.2s 时，弹簧振子位移最大，但没有规定正方向，故可能在A 点，也可能在B 点，故A 错误；B ．x -t 图象的切线斜率表示速度，在t =0.3s 与t =0.7s 两个时刻，弹簧振子的速度大小相等，方向相反，故B 错误；C ．从t =0到t =0.2s 的时间内，位移增加，远离平衡位置，故动能减小，故C 正确；D ．在t =0.2s 与t =0.6s 两个时刻，位移相反，根据kx a m=-可知，加速度大小相等，方向相反，故D 错误。
故选C 。
2．如图所示，水平方向的弹簧振子振动过程中，振子先后经过a 、b 两点时的速度相同，且从a 到b 历时0.2s ，从b 再回到a 的最短时间为0.4s ，aO bO =，c 、d 为振子最大位移处，则该振子的振动频率为（ ）A ．1HzB ．1.25HzC ．2HzD ．2.5Hz B解析：B由题可知，a 、b 两点关于平衡位置对称，从a 到b 历时 10.2s t =从b 再回到a 的最短时间为0.4s ，即从b 到c 所用时间为20.40.2s 0.1s 2t -==所以弹簧振子振动的周期为12240.8s T t t =+=则振动频率为 1 1.25Hz f T== 故B 正确，ACD 错误。
故选B 。
3．如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板在拉力F 的作用下，竖直向上运动.一个装有水平振针的固定电动音叉在玻璃板上画出了图示曲线，下列判断正确的是A ．音叉的振动周期在增大B ．音叉的振动周期不变C ．玻璃板在向上做减速运动D ．玻璃板在向上做匀速直线运动B解析：B AB.固定电动音叉的周期不变，故A 错误，B 正确；CD.从固定电动音叉在玻璃上画出的曲线看出OA 、AB 、BC 、间对应的时间均为半个周期，且距离越来越大，说明玻璃杯运动的速度越来越大，即玻璃板在向上做加速运动，故CD 错误。
(必考题)高中物理选修一第二章《机械振动》测试(含答案解析)(3)
一、选择题1．(0分)[ID：127387]如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。
开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。
现匀速转摇把，转速为240r/min。
则（）A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5sB．当振子稳定振动时，它的振动频率是4HzC．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D．振幅增大的过程中，外界对弹簧振子做负功2．(0分)[ID：127375]把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周，给筛子一个驱动力，这就做成了一个共振筛，如图所示。
不开电动机让这个筛子自由振动时，完成20次全振动用15 s，在某电压下，电动偏心轮的转速是50 r/min。
已知增大电动偏心轮电压可使其转速提高，而增加筛子的总质量可以增大筛子的固有周期。
为使共振筛的振幅增大，以下做法可行的是（）①降低输入电压②提高输入电压③增加筛子质量④减小筛子质量A．①③B．①④C．②③D．②④3．(0分)[ID：127368]下列说法中不正确的是( )A．将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B．将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍C．将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D．在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变4．(0分)[ID：127367]在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为()A．T=2GMlB．T=2lGMC ．T =2πGM r lD ．T =2πl r GM5．(0分)[ID ：127366]某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间t 变化的函数关系式为sin x A t ω=，振动图像如图所示，下列说法不正确的是（ ）A ．弹簧在第1s 末与第3s 末的长度相同B ．简谐运动的圆频率rad /s 4πω= C ．第3s 末振子的位移大小为22A D ．从第3s 末到第5s 末，振子的速度方向发生变化6．(0分)[ID ：127362]一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度的值越来越大，则在这段时间内（ ）A ．振子的速度越来越大B ．振子的振幅越来越大C ．振子的速度方向与回复力方向相反D ．振子正在向平衡位置运动 7．(0分)[ID ：127352]两个弹簧振子甲的固有频率为f ，乙的固有频率为10f 。
高中物理新高考考点复习30 机械振动
考点规范练30 机械振动一、单项选择题1.如图所示,弹簧振子在a 、b 两点间做简谐运动,当振子从平衡位置O 向a 运动过程中( )A.加速度和速度均不断减小B.加速度和速度均不断增大C.加速度不断增大,速度不断减小D.加速度不断减小,速度不断增大2.如图所示,在一根张紧的绳子上挂几个摆,其中A 、B 的摆长相等。
当A 摆振动时,其余各摆做受迫振动。
观察B 、C 、D 摆的振动会发现( )A.C 摆的频率最小B.D 摆的周期最大C.B 摆的摆角最大D.B 、C 、D 的摆角相同3.做简谐运动的单摆,其摆长不变,若摆球的质量增大为原来的94倍,摆球经过平衡位置的速度减为原来的23,则单摆振动的( )A.周期不变,振幅不变B.周期不变,振幅变小C.周期改变,振幅不变D.周期改变,振幅变大4.有一弹簧振子,振幅为0.8 cm,周期为0.5 s,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 (4πt +π2) m B.x=8×10-3sin (4πt -π2) m C.x=8×10-1sin (πt +3π2) m D.x=8×10-1sin (π4t +π2) m5.如图所示,一根用绝缘材料制成的劲度系数为k 的轻质弹簧,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、绝缘的水平面上。
在施加一个电场强度为E 、方向水平向右的匀强电场后,小球开始做简谐运动,那么( )A.小球到达最右端时,弹簧的形变量为2qEkB .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 .运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变 二、多项选择题6.如图所示,曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动。
开始时不转动摇把,让振子自由振动,测得其频率为2 Hz 。
现匀速转动摇把,转速为240 r/min 。
高考物理机械振动试题经典
高考物理机械振动试题经典一、机械振动选择题1．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x＝A sin ωt，振动图象如图所示，则（）A．弹簧在第1 s末与第5 s末的长度相同B．简谐运动的频率为18 HzC．第3 s末，弹簧振子的位移大小为2 2AD．第3 s末与第5 s末弹簧振子的速度方向相同E.第5 s末，振子的加速度与速度方向相同2．下列说法中不正确的是( )A．将单摆从地球赤道移到南(北)极,振动频率将变大B．将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时,则其振动周期将变到原来的2倍C．将单摆移至绕地球运转的人造卫星中,其振动频率将不变D．在摆角很小的情况下,将单摆的振幅增大或减小,单摆的振动周期保持不变3．如图所示,甲、乙两物块在两根相同的弹簧和一根张紧的细线作用下静止在光滑水平面上,已知甲的质量小于乙的质量．当细线突然断开斤两物块都开始做简谐运动,在运动过程中（）A．甲的最大速度大于乙的最大速度B．甲的最大速度小于乙的最大速度C．甲的振幅大于乙的振幅D．甲的振幅小于乙的振幅4．下列叙述中符合物理学史实的是（）A．伽利略发现了单摆的周期公式B．奥斯特发现了电流的磁效应C．库仑通过扭秤实验得出了万有引力定律D．牛顿通过斜面理想实验得出了维持运动不需要力的结论5．如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好处于原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中A．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变B．物体在最低点时的加速度大小应为2gC．物体在最低点时所受弹簧的弹力大小应为mgD．弹簧的最大弹性势能等于2mgA6．如图所示是扬声器纸盆中心做简谐运动的振动图象，下列判断正确的是A．t=2×10-3s时刻纸盆中心的速度最大B．t=3×10-3s时刻纸盆中心的加速度最大C．在0〜l×10-3s之间纸盆中心的速度方向与加速度方向相同D．纸盆中心做简谐运动的方程为x=1.5×10-4cos50πt（m）7．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个由弹簧和小球组成的振动系统．圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示．圆盘匀速转动时，小球做受迫振动．小球振动稳定时．下列说法正确的是（）A．小球振动的固有频率是4HzB．小球做受迫振动时周期一定是4sC．圆盘转动周期在4s附近时，小球振幅显著增大D．圆盘转动周期在4s附近时，小球振幅显著减小8．如图所示是在同一地点甲乙两个单摆的振动图像，下列说法正确的是A．甲乙两个单摆的振幅之比是1：3B．甲乙两个单摆的周期之比是1：2C．甲乙两个单摆的摆长之比是4：1D．甲乙两个单摆的振动的最大加速度之比是1 ：49．某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图(a)所示．通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图(b)所示．由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会（）A．偏大B．偏小C．一样D．都有可能10．甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知（）A．甲的速度为零时，乙的速度最大B．甲的加速度最小时，乙的速度最小C．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同D．两个振子的振动频率之比f甲：f乙=1：2E.两个振子的振幅之比为A甲：A乙=2：111．如图所示，光滑斜面与水平面的夹角为θ，斜面上质量为m物块A被平行于斜面的轻质弹簧拉住静止于O点，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g。
(文末附答案)2022届高中物理机械振动与机械波经典知识题库
(每日一练)(文末附答案)2022届高中物理机械振动与机械波经典知识题库单选题1、下列说法正确的是（）A．由质点简谐运动的图像可知质点振动的振幅和频率B．两列水波在水面上相遇叠加时，必然能形成干涉图样C．单摆的振动周期与摆球质量和振幅有关D．机械波从一种介质传播到另一种介质时，频率变化，速度变化2、两个简谐运动图线如图所示，则下列说法正确的是（）A．A的相位超前B的相位π2B．A的相位落后B的相位π2C．A的相位超前B的相位πD．A的相位落后B的相位π3、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A到B为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图C所示，下列说法正确的是（）A．t=0.2s时，振子在O点右侧6cm处B．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度完全相同C．t=0.8s时，振子的速度方向为负方向D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小4、如图所示为单摆做阻尼振动的位移x随时间t变化的图像，t1、t2时刻的位移大小均为2cm，t3时刻的位移大于2cm。
关于摆球在t1、t2和t3时刻的速度、重力势能、动能、机械能的分析，下列说法正确的是（）A．摆球在t1时刻的机械能等于t2时刻的机械能B．摆球在t1时刻的动能等于t2时刻的动能C．摆球在t1时刻的重力势能等于t2时刻的重力势能D．摆球在t3时刻的速度大于t2时刻的速度5、如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动，以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为x=0.1sin(2.5πt)m。
t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。
取重力加速度的大小g=10m/s2。
以下判断正确的是（）A．ℎ=1.75mB．0.6 s内物块运动的路程是0.2 mC．简谐运动的周期是0.8 sD．t=0.4 s时，物块与小球运动方向相反6、一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的（）A．位移不变B．速度增大C．回复力增大D．机械能增大7、如图甲所示在一条张紧的绳子上挂几个摆，a、c摆的摆长相同且小于b摆的摆长。
高中物理机械振动试题及答案
一、简谐运动及其振幅、周期和频率练习题1．一弹簧振子振动过程中的某段时间内其加速度数值越来越大，则在这段时间内[ ] A．振子的速度越来越大B．振子正在向平衡位置运动C．振子的速度方向与加速度方向一致D．以上说法都不正确2．一质点做简谐运动，先后以相同的动量依次通过A、B两点，历时1s，质点通过B 点后再经过1s又第2次通过B点，在这两秒钟内，质点通过的总路程为12cm，则质点的振动周期和振幅分别为[ ]A．3s，6cm B．4s，6cm C．4s，9cm D．2s，8cm3．做简谐运动的物体，当物体的位移为负值时，下面说法正确的是[ ]A．速度一定为正值，加速度一定为负值B．速度一定为负值，加速度一定为正值C．速度不一定为正值，加速度一定为正值D．速度不一定为负值，加速度一定为正值4．小球做简谐运动，则下述说法正确的是[ ]A．小球所受的回复力大小与位移成正比，方向相反B．小球的加速度大小与位移成正比，方向相反C．小球的速度大小与位移成正比，方向相反D．小球速度的大小与位移成正比，方向可能相同也可能相反5．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6．一弹簧振子作简谐运动，下列说法中正确的有[ ]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，但加速度一定相同7．一个弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x后开始振动，第二次把弹簧压缩2x后开始振动，则两次振动的周期之比和最大加速度的大小之比分别为[ ]A．1∶2，1∶2 B．1∶1，1∶1 C．1∶1，1∶2D．1∶2，1∶18．做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速度为v，则下列说法中正确的是[ ] A．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力做功一定为零B．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力做的功可能是C．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力的冲量一定为零D．从某时刻算起，在半个周期的时间内，弹力的冲量可能是零到2mv之间的某一个值9．质点沿直线以O为平衡位置做简谐运动，A、B两点分别为正最大位移处与负最大位移处的点，A、B相距10cm，质点从A到B的时间为0.1s，从质点到O点时开始计时，经0.5s，则下述说法正确的是[ ]A．振幅为5cm B．振幅为10cm C．通过路程50cm D．质点位移为50 cm10．对简谐运动下述说法中正确的是[ ]A．物体振动的最大位移等于振幅B．物体离开平衡位置的最大距离叫振幅C．振幅随时间做周期性变化D．物体两次通过平衡位置的时间叫周期二、填空题11．质点做简谐运动的周期为0.4s，振幅为0.1m，从质点通过平衡位置开始计时，则经5s，质点通过的路程等于________m，位移为_________m．12．质点以O为平衡位置做简谐运动，它离开平衡位置向最大位移处运动的过程中，经0.15s第一次通过A点，再经0.1s第二次通过A点，再经___________s第三次通过A点，此质点振动的周期等于_________s，频率等于___________Hz．13．一个作简谐运动的质点在平衡位置O点附近振动．当质点从O点向某一侧运动时，经3s第1次过M点，再向前运动，又经2s第2次过M点．求该质点再经_____第3次过M点．三、计算题14．弹簧振子的固有周期为0.4s，振幅为5cm，从振子经过平衡位置开始计时，经2.5s 小球的位置及通过的路程各多大？15．木块质量为m，放在水面上静止（平衡），如图1所示；今用力向下将其压入水中一段深度后撤掉外力，木块在水面上振动，试判别木块的振动是否为简谐运动．简谐运动及其振幅，周期和频率练习题答案一、选择题1．ABC 2．B 3．CD 4．AB5．ABC 6．D 7．C 8．AD 9．AC 10．B二、填空题三、计算题14．125cm，最大位移处15．是二、简谐运动和图象练习题一、选择题1．一质点作简谐运动，其位移x与时间t关系曲线如图1所示，由图１可知[ ]A．质点振动的频率是4Hz B．质点振动的振幅是2cmC．在t=3s时，质点的速度为最大D．在t=4s时，质点所受的合外力为零2．弹簧振子做简谐运动的图线如图2所示，在t1至t2这段时间内[ ]A．振子的速度方向和加速度方向都不变B．振子的速度方向和加速度方向都改变C．振子的速度方向改变，加速度方向不变D．振子的速度方向不变，加速度方向改变3．摆长为L的单摆做简谐运动，若从某时刻开始计时（取作t=0），[ ]4．如图4所示，做简谐运动的质点，表示加速度与位移的关系的图线是[ ]5．如图5所示，下述说法正确的是[ ]A．第2s末加速度为正，最大速度为0 B．第3s末加速度为0，速度为正最大C．第4s内加速度不断增大D．第4s内速度不断增大6．一质点作简谐运动，图象如图6所示，在0.2s到0.3s这段时间内质点的运动情况是A．沿负方向运动，且速度不断增大B．沿负方向运动的位移不断增大C．沿正方向运动，且速度不断增大D．沿正方向的加速度不断减小二、填空题7．图7（a）为单摆的振动图象，图7（b）为单摆简谐运动的实际振动图示，试在（b）图中标出t时刻摆球所在的位置___________ ．8 ．如图8所示，是一个质点的振动图像，根据图像回答下列各问：（1）振动的振幅__________．（2）振动的频率____________．（3）在t=0.1s、0.3s、0.5s、0.7s时质点的振动方向；（4）质点速度首次具有最大负值的时刻和位置；_____________．（5）质点运动的加速度首次具有最大负值的时刻和位置；________．9．一个做简谐运动的质点，先后以相同的动量通过a、b两点历时0.1s，再经过0.1s 质点第二次（反向）通过b点。
【单元练】2021年高中物理选修1第二章【机械振动】基础卷(答案解析)(1)
一、选择题1．如图甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。
当a 摆振动的时候，其余各摆在a 摆的驱动下也逐步振动起来，不计空气阻力，达到稳定时，b 摆的振动图像如图乙。
下列说法正确的是（ ）A ．稳定时b 摆的振幅最大B ．稳定时b 摆的周期最大C ．由图乙可以估算出b 摆的摆长D ．由图乙可以估算出c 摆的摆长D 解析：DA ．a 与c 的摆长接近，它们的固有频率接近，在a 摆的驱动下，稳定时c 摆的振幅最大，所以A 错误；B ．bc 摆是在a 摆的驱动下振动起来的，则b 的周期等于外力周期，稳定时abc 摆的周期都相同，所以B 错误； CD ．根据单摆的周期公式2l T g=解得224T gl π= 由图像可得a 摆周期，则可以算出a 摆的摆长，估算出c 摆的摆长，所以C 错误；D 正确； 故选D 。
2．关于简谐运动，下列说法正确的是（ ）A ．做简谐运动物体所受的回复力方向不变，始终指向平衡位置B ．在恒力的作用下，物体可能做简谐运动C ．做简谐运动物体速度越来越大时，加速度一定越来越小D ．做简谐运动物体的加速度方向始终与速度方向相反C 解析：CA ．回复力是使做简谐运动的物体返回平衡位置并总指向平衡位置的力，所以物体在远离和靠近平衡位置时的方向不同，A 错误；B ．物体做简谐运动中回复力满足F x κ=-即回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反，所以在恒力的作用下，物体不可能做简谐运动，B 错误；C ．做简谐运动物体速度越来越大，说明物体向着平衡位置运动，物体受回复力越来越小，加速度一定越来越小，C 正确；D ．做简谐运动物体的加速度方向始终指向平衡位置，速度方向与物体运动方向相同，物体做简谐运动过程中，加速度方向和速度方向有时相同，有时相反，D 错误。
故选C 。
3．两个弹簧振子甲的固有频率为f ，乙的固有频率为10f 。
若它们均在频率为9f 的驱动力作用下受迫振动（ ）A ．振子甲的振幅较大，振动频率为fB ．振子乙的振幅较大，振动频率为9fC ．振子甲的振幅较大，振动频率为9fD ．振子乙的振幅较大，振动频率为10f B解析：B物体做受迫振动时，其频率等于驱动力的频率。
高中物理【机械振动】典型题(带解析)
高中物理【机械振动】典型题1．(多选)关于简谐运动的周期，以下说法正确的是()A．间隔一个周期的整数倍的两个时刻，物体的振动情况相同B．间隔半个周期的奇数倍的两个时刻，物体的速度和加速度可能同时相同C．半个周期内物体的动能变化一定为零D．一个周期内物体的势能变化一定为零解析：选ACD．根据周期的定义可知，物体完成一次全振动，所有的物理量都恢复到初始状态，故选项A、D正确．当间隔半个周期的奇数倍时，所有的矢量都变得大小相等、方向相反，且物体的速度和加速度不同时为零，故选项B错误，C正确．2．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()解析：选A．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．(多选)铺设钢轨时，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．由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲击力是周期性的，列车由于受到周期性的冲击力做受迫振动．普通钢轨长为12.6 m，列车的固有振动周期为0.315 s．下列说法正确的是()A．列车的危险速率为40 m/sB．列车过桥需要减速，是为了防止列车与桥发生共振现象C．列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的D．增加钢轨的长度有利于列车高速运行解析：选ABD ．对于受迫振动，当驱动力的频率与固有频率相等时将发生共振现象，所以列车的危险速率v ＝l T＝40 m/s ，A 正确；为了防止共振现象发生，过桥时需要减速，B 正确；列车运行时的振动频率总等于驱动力的频率，只有共振时才等于列车的固有频率，C 错误；由题意可知，增加钢轨的长度可以使危险车速增大，故可以使列车高速运行，所以D 正确．4．(多选)某简谐振子，自由振动时的振动图象如图甲中实线所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中虚线所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是共振曲线，如图乙中的( )A ．a 点B ．b 点C ．c 点D ．一定不是c 点解析：选AD ．简谐振子自由振动时，设周期为T 1；而在某驱动力作用下做受迫振动时，设周期为T 2；显然T 1＜T 2；根据f ＝1T，有f 1＞f 2；题图乙中c 点处代表发生共振，驱动力频率等于固有频率f 1；做受迫振动时，驱动力频率f 2＜f 1，故此受迫振动对应的状态可能是图乙中的a 点，且一定不是c 点，故A 、D 正确．5．一个弹簧振子做简谐振动，若从平衡位置开始计时，经过3 s 时，振子第一次到达P 点，又经过2 s 第二次经过P 点．则该弹簧振子的振动周期可能为( )A ．32 sB ．16 sC ．8 sD ．4 s解析：选B ．根据题意，弹簧振子经3 s 第一次到达P 点，再经1 s 到达最大位移处，再经1 s 第二次到达P 点，所以4 s ＝14T 或34T ，振动周期为16 s 或163s ，选项B 正确． 6．(多选)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)如图所示，则下列说法正确的是( )A．此单摆的固有周期约为2 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，共振曲线的峰将向左移动解析：选ABD ．由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz ，固有周期为2 s ；再由T ＝2πl g得此单摆的摆长约为1 m ；若摆长增大，则单摆的固有周期增大，固有频率减小，共振曲线的峰将向左移动，A 、B 、D 正确，C 错误． 7．如图，长为l 的细绳下方悬挂一小球a ，绳的另一端固定在天花板上O 点处，在O点正下方34l 的O ′处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ，向右为正．下列图象中，能描述小球在开始一个周期内的x -t 关系的是( )解析：选A ．摆长为l 时单摆的周期T 1＝2πl g ，振幅A 1＝lα(α为摆角)，摆长为14l 时单摆的周期T 2＝2π 14l g ＝π l g ＝T 12，振幅A 2＝14l β(β为摆角)．根据机械能守恒得mgl (1－cos α)＝mg l 4(1－cos β)，利用cos α＝1－2sin 2α2，cos β＝1－2sin 2β2，以及sin α＝tan α＝α(α很小)，解得β＝2α，故A 2＝12A 1，故选项A 正确． 8．(多选)图(a)、(b)分别是甲、乙两个单摆在同一位置处做简谐运动的图象，则下列说法中正确的是( )A ．甲、乙两单摆的振幅之比为2∶1B ．t ＝2 s 时，甲单摆的重力势能最小，乙单摆的动能为零C ．甲、乙两单摆的摆长之比为4∶1D ．甲、乙两单摆的摆球在最低点时，向心加速度大小一定相等解析：选AB ．由题图知，甲、乙两单摆的振幅分别为4 cm 、2 cm ，故选项A 正确；t ＝2 s 时，甲单摆在平衡位置处，乙单摆在振动的正方向最大位移处，故选项B 正确；由单摆的周期公式，推出甲、乙两单摆的摆长之比为l 甲∶l 乙＝T 2甲∶T 2乙＝1∶4，故选项C 错误；设摆球摆动的最大偏角为θ，由mgl (1－cos θ)＝12m v 2及a ＝v 2l 可得，摆球在最低点时向心加速度a ＝2g (1－cos θ)，因两摆球的最大偏角θ满足sin θ＝A l，故θ甲>θ乙，所以a 甲>a 乙，故选项D 错误．9．(多选)如图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( )A ．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解析：选ABD ．由题图看出，两单摆的周期相同，同一地点g 相同，由单摆的周期公式T ＝2πl g知，甲、乙两单摆的摆长l 相等，故A 正确；甲摆的振幅为10 cm ，乙摆的振幅为7 cm ，则甲摆的振幅比乙摆大，故B 正确；尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长相等，但由于两摆球的质量未知，无法比较机械能的大小，故C 错误；在t ＝0.5 s 时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度，故D 正确．10．(多选)一个质点经过平衡位置O，在A、B间做简谐运动，如图(a)所示，它的振动图象如图(b)所示，设向右为正方向，下列说法正确的是()A．OB＝5 cmB．第0.2 s末质点的速度方向是A→OC．第0.4 s末质点的加速度方向是A→OD．第0.7 s末时质点位置在O点与A点之间解析：选AC．由图(b)可知振幅为5 cm，则OB＝OA＝5 cm，A项正确；由图可知0～0.2 s内质点从B向O运动，第0.2 s末质点的速度方向是B→O，B项错误；由图可知第0.4 s末质点运动到A点处，则此时质点的加速度方向是A→O，C项正确；由图可知第0.7 s末时质点位置在O与B之间，D项错误．11．(多选) 如图所示，在光滑杆下面铺一张可沿垂直杆方向匀速移动的白纸，一带有铅笔的弹簧振子在B、C两点间做机械振动，可以在白纸上留下痕迹．已知弹簧的劲度系数为k＝10 N/m，振子的质量为0.5 kg，白纸移动速度为2 m/s，弹簧弹性势能的表达式E p＝1 2ky2，不计一切摩擦．在一次弹簧振子实验中得到如图所示的图线，则下列说法中正确的是()A．该弹簧振子的振幅为1 mB．该弹簧振子的周期为1 sC．该弹簧振子的最大加速度为10 m/s2D．该弹簧振子的最大速度为2 m/s解析：选BC．弹簧振子的振幅为振子偏离平衡位置的最大距离，所以该弹簧振子的振幅为A＝0.5 m，选项A错误；由题图所示振子振动曲线可知，白纸移动x＝2 m，振动一个周期，所以弹簧振子的周期为T ＝x v＝1 s ，选项B 正确；该弹簧振子所受最大回复力F ＝kA ＝10×0.5 N ＝5 N ，最大加速度为a ＝F m＝10 m/s 2，选项C 正确；根据题述弹簧弹性势能的表达式为E p ＝12ky 2，弹簧振子振动过程中机械能守恒，由12m v 2m ＝12kA 2可得该弹簧振子的最大速度为v m ＝k mA ＝ 5 m/s ，选项D 错误． 12．甲、乙两个弹簧振子，它们的振动图象如图所示，则可知两弹簧振子( )A ．振动强度完全相同B ．振动快慢完全相同C ．振子甲速度为零时，振子乙速度最大D ．所受回复力最大值之比F 甲∶F 乙＝2∶1解析：选C ．根据题图象可读出甲的振幅为10 cm ，乙的振幅为5 cm ，则两弹簧振子的振动强度不相同，故A 错误；由振动图象读出两弹簧振子周期T 甲＝2.0 s ，T 乙＝1.0 s ，则两弹簧振子振动快慢不同，乙比甲快，故B 错误；由题图看出，甲在最大位移处时，乙在平衡位置，即弹簧振子甲速度为零时，弹簧振子乙速度最大，故C 正确；由振动图象读出两弹簧振子位移最大值之比x 甲∶x 乙＝2∶1，根据简谐运动的特征F ＝－kx ，由于弹簧的劲度系数k 可能不等，回复力最大值之比F 甲∶F 乙不一定等于2∶1，故D 错误．13．如图所示，ACB 为光滑弧形槽，弧形槽半径为R ，C 为弧形槽最低点，R ≫AB ︵.甲球从弧形槽的球心处自由下落，乙球从A 点由静止释放，问：(1)两球第1次到达C 点所用的时间之比；(2)若在圆弧的最低点C 的正上方h 处由静止释放小球甲，让其自由下落，同时将乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C 处相遇，则甲球下落的高度h 是多少？解析：(1)甲球做自由落体运动R ＝12gt 21，所以t 1＝ 2R g乙球沿圆弧做简谐运动(由于AC ︵≪R ，可认为摆角θ<5°)．此运动与一个摆长为R 的单摆运动模型相同，故此等效摆长为R ，因此乙球第1次到达C 处的时间为t 2 ＝ 14T ＝ 14× 2π R g ＝ π2 R g， 所以t 1∶t 2＝22π. (2)甲球从离弧形槽最低点h 高处自由下落，到达C 点的时间为t 甲＝ 2h g 由于乙球运动的周期性，所以乙球到达C 点的时间为t 乙＝T 4＋n T 2＝π2 R g(2n ＋1)(n ＝0，1，2，…) 由于甲、乙在C 点相遇，故t 甲＝t 乙联立解得h ＝(2n ＋1)2π2R 8(n ＝0，1，2，…)． 答案：(1)22π (2) (2n ＋1)2π2R 8(n ＝0，1，2，…)。
(必考题)高中物理选修一第二章《机械振动》测试题(答案解析)(1)
一、选择题1．一弹簧振子做简谱运动，它所受的回复力F随时间t变化的图象为正弦曲线，如图所示，下列说法正确的是（）A．在t从0到2s时间内，弹簧振子做加速运动B．在t1=3s和t2=5s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相同C．在t2=5s和t3=7s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D．在t从0到4s时间内，t=2s时刻弹簧振子所受回复力做功瞬时功率最大2．如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。
开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2Hz。
现匀速转摇把，转速为240r/min。
则（）A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5sB．当振子稳定振动时，它的振动频率是4HzC．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大D．振幅增大的过程中，外界对弹簧振子做负功3．弹簧振子的质量为M，弹簧劲度系数为k，在振子上放一质量为m的木块，使两者一起振动，如图。
木块的回复力F是振子对木块的摩擦力，F也满足F k x=-'，x是弹簧的伸长（或压缩）量，那么kk'为（）A．mMB．mM m+C．MM m+D．Mm4．劲度系数为20N/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5N，方向指向x轴的负方向B．振子的速度方向指向x轴的负方向C．在0~4s内振子作了1.75次全振动D．在0~4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为05．如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。
以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为y=0.1sin5πt(m)。
t=0时刻，一小球从距物块h 高处自由落下，t=0.3s时，小球恰好与物块处于同一高度，重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计，以下判断正确的是（）A．h=0.35 mB．简谐运动的周期是 0.2 sC．0.3 s 内物块运动的路程是 0.1 mD．t=0.35s 时，物块与小球运动方向相同6．摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图象如图所示，选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知（）A．甲、乙两单摆的摆长之比是4 9B．t a时刻甲、乙两单摆的摆角相等C．t b时刻甲、乙两单摆的势能差最小D．t c时刻甲、乙两单摆的速率相等7．有一星球其半径为地球半径的2倍，平均密度与地球相同，今把一台在地球表面走时准确的摆钟移到该星球表面，摆钟的秒针走一圈的实际时间变为A ．0.5minB ．0.7minC ．1.4minD ．2min8．如图所示的单摆，摆球a 向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b 发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不便．已知碰撞前a 球摆动的最高点与最低点的高度差为h ，摆动的周期为T ，a 球质量是b 球质量的5倍，碰撞前a 球在最低点的速度是b 球速度的一半．则碰撞后A ．摆动的周期为56T B ．摆动的周期为65T C ．摆球最高点与最低点的高度差为0.3hD ．摆球最高点与最低点的高度差为0.25h9．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，弹簧振子可能运动到B 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增加D ．在t =0.2s 与t =0.6s 两个时刻，弹簧振子的加速度相同10．某质点做简谐运动,其位移随时间变化的关系式为5sin 4x t π=(cm) ,则下列关于质点运动的说法中正确的是( )A ．质点做简谐运动的振幅为 10cmB ．质点做简谐运动的周期为 4sC ．在 t=4s 时质点的加速度最大D ．在 t=4s 时质点的速度最大11．一个做简谐运动的质点,它的振幅是5 cm,频率是2.5 Hz,该质点从平衡位置开始经过2.5 s后,位移的大小和经过的路程为( )A．5 cm、12.5 cmB．5 cm、125cmC．0、30cmD．0、125 cm12．一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像如图所示，已知弹簧的劲度系数为20 N/cm，则 ( )A．图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5 N，方向指向x轴的负方向B．图中A点对应的时刻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1.75次全振动D．在0～4 s内振子通过的路程为3.5 cm13．一根自由长度为10cm的轻弹簧，下端固定，上端连一个质量为m的物块P．在P上再放一个质量也是m的物块Q．系统静止后，系统静止后，弹簧长度为6cm，如图所示．如果迅速向上移去Q．物块P将在竖直方向做简谐运动．此后，弹簧的最大长度是（）A．8cm B．9cm C．10cm D．11cm14．一单摆做小角度摆动，其振动图象如图，以下说法正确的是（）A．1t时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力为零B．2t时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大C．3t时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小D．4t时刻摆球速度最小，悬线对它的拉力最大15．如图，O点为弹簧振子的平衡位置，小球在B、C间做无摩擦的往复运动．若小球从C点第一次运动到O点历时0.1s，则小球振动的周期为（）A．0.1s B．0.2s C．0.3s D．0.4s二、填空题16．如图为一单摆的共振曲线。
高中物理机械振动习题集(附答案)
一机械振动例1：一个质点做简谐振动，但他每次经过同一位置时，下列物理量一定相同的是（）A．速度B．加速度C．动能D．动量例2：已知弹簧振子的质量是2kg，当它运动到平衡位置左侧2cm时受到的回复力是4N，求：当它运动到平衡位置右侧4cm时，受到的回复力的大小和方向以及加速度的大小和方向．例3：如图所示，一个光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子，滑块A的质量为M、弹簧的劲度系数为k。
现在振子上面放另一个质量为m的小物体B，它与振子一起做简谐运动，则小物体B 受到的恢复力f跟位移x的关系式是( )A．f= - kx B．f= -mM m+kxC．f= -MM m+kx D．f= -mMkx 练习题一．选择题1．一质点做简谐运动，当位移为正的最大值时，质点的（）A．速度为正的最大值，加速度为零B．速度为负的最大值，加速度为零C．速度为零，加速度为正的最大值D．速度为零，加速度为负的最大值2．关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，正确的说法是（）A．位移减小时，加速度增大，速度增大B．位移方向总和加速度方向相反，和速度方向相同C．物体的速度增大时，加速度一定减小D．物体向平衡位置运动时，速度方向和位移方向相同3．弹簧振子从最大位移处向平衡位置运动的过程中，位移逐渐________，回复力逐渐________，加速度逐渐______，速度逐渐______．A．变小变小变小变大B．变小变大变小变小C．变小变小变大变小D．变大变小变小变小4．关于简谐运动的说法，正确的是（）A．回复力的方向总是指向平衡位置B．回复力的方向总是与位移方向相反C．远离平衡位置时，速度方向与位移方向相反D．除最大位移和平衡位置外，质点在其他任意的确定位置速度方向有两种可能，而加速度方向却只有一种可能．5．一平台沿竖直方向做简谐运动，一物体置于平台上随台一起运动，当振动平台处于什么位置时，物体对台面的压力最大（）A．振动平台在最高位置时B．振动平台向下振动经过平衡位置时C．振动平台在最低位置时D．振平台向上运动经过平衡位置时6．简谐运动是下列哪一种运动（）A．匀速直线运动B．匀加速运动C．匀变速运动D．变加速运动7．做简谐运动的物体每次经过同一位置时，一定相同的物理量是（）A．速度B．位移C．回复力D．加速度8．弹簧振子的质量是0.2kg，在水平方向做简谐运动，当它运动到平衡位置左侧12x cm=的位置时，受到的回复力大小14F N=，则当它运动到平衡位置右侧24x cm=的位置时，它的加速度是（）A．220/m s，方向向左B．220/m s，方向向右C．240/m s，方向向左D．240/m s，方向向右9．简谐运动的物体由极端位置向平衡位置所做的运动是( )A．匀加速运动B．加速度不断增大的加速运动C．加速度不断减小的加速运动D．加速度不断增大的减速运动10．弹簧振子作简谐运动时，以下说法正确的是( )A．振子通过平衡位置时，回复力一定为零B．振子若做减速运动，加速度一定在增加C．振子向平衡位置运动时，加速度一定与速度方向一致D．在平衡位置两侧，振子速率相同的两个位置是相对平衡位置对称的12 二 周期 振幅 频率例1： 如图所示，为一弹簧振子，O 为振动的平衡位置，将振子拉到位置C 从静止释放，振子在BC 间往复运动．已知BC 间的距离为20cm ，振子在4秒钟内振动了10次． （1）求振幅、周期和频率（2）若规定从O 到C 的方向为正方向，试分析振子在从C O B →→过程中所受回复力F ，加速度a 和速度v 的变化情况． 例2：如图所示，质量为m 的木块放在竖直的弹簧上，m 在竖直方向做简谐振动，当振幅为A 时，物体对弹簧的压力最小值为物体自重的0.5倍，则物体对弹簧压力的最大值为 ，欲使物体在振动中不离开弹簧，其振幅不能超过 ． 例3：一个弹簧振子的振动频率为5f =Hz ，如图，振子在BC 间往复运动，BC 间距为20cm 从振子经过平衡位置向右运动开始计时，到3.25t =s 时，振子的位移是多大？（规定向右为正方向）振子通过的路程是多少？例4： 一弹簧振子做简谐运动，周期为T （ ） A ．若t 时刻和()t t +∆时刻振子运动位移大小相等、方向相同，则t ∆一定等于T 的整数倍 B ．若t 时刻和()t t +∆时刻振子运动速度的大小相等、方向相反，则t ∆一定等于2T的整数倍C ．若t T ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻振子运动的加速度一定相等D ．若2Tt ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相等选题目的：考察对简谐运动周期的理解． 例５：弹簧振子做简谐运动，由a 点第一次到达b 点用了0.2s ，它经过a 、b 两点时的速度相同．又经过0.4s 时间，振子第二次到达b 点，在这0.6s 时间里振子通过的路程是10cm ．求该弹簧振子的周期及振幅．练习题一．选择题1．有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次用力把弹簧压缩x 后释放让它振动，第二次把弹簧压缩2x 后释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为（ ）A ．1:1 1:1B ．1:1 1:2C ．1:4 1:4D ．1:2 1:2 2．关于振幅的各种说法中，正确的是（ ）A ．振幅是振子离开平衡位置的最大距离B ．位移是关量，振幅是标量，位移的值等于振幅C ．振幅等于振子运动轨迹的长度D ．振幅越大，表示振动越强，周期越长 3．一个水平放置的弹簧振子，其周期为3.6s ，当它从平衡位置开始向右运动1.9s 时，其运动状态是（ ）A ．向右加速运动B ．向右减速运动C ．向左加速运动D ．向左减速运动 4．弹簧振子做简谐运动时，从振子经过某一位置A 开始计时，则（ ）A ．当振子再次与零时刻速度相同时，所用的时间一定是一个周期B ．当振子再次经过A 时，所用的时间一定是半个周期C ．当振子的加速度再次与零时刻的加速度相同时，一定又到达位置AD ．一定还有另一个位置跟位置A 有相同的位移5．弹簧振子以O 点为平衡位置做简谐运动，从振子通过O 点时开始计时，振子第一次到达M 点用了0.3s ，又经过0.2s 第二次通过M 点，则振子第三次通过M 点还要经过的时间可能是（ ）A ．13sB ．815s C ．1.4s D ．1.6s6．一弹簧振子的振子被分别拉离平衡位置4cm 和1cm 后自由释放，使它们都做简谐运动，则前后两次的振幅之比为_______，周期之比为_______，最大回复力之比为______，通过同一位置（除平衡位置）时的加速度之比为______．3三 简谐振动的图象例1：一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列结论正确的是（ ）．A ．质点的振动频率为4HzB ．在10s 内质点通过的路程是20cmC ．在第5s 末，质点的速度为零，加速度最大D ．在t ＝1．5s 和t ＝4．5s 两时刻质点的加速度方向和速度方向都相同．例2：如图所示为某一质点的振动图像，由图像可知在1t 和2t 两时刻，质点的速度1v 、2v ，加速1a 、2a 的正确关系为（ ）A ．12v v <，方向相同B ．12v v <，方向相反C ．12a a >，方向相同D ．12a a >，方向相反例3：如图所示，在光滑的水平横杆上，弹簧振子以O 点为平衡位置，在B 、C 间做简谐运动振动周期为2s ，则振子由O 运动到OC 中点所需的最短时间为 s ．例4：对于作简谐振动的物体，下列说法正确的是( )A ．在一个周期内，物体通过的路程为振幅的4倍B ．在四分之一个周期内，物体通过的路程为振幅的1倍C ．在半个周期内，物体通过的路程为振幅的2倍D ．在四分之三个周期内，物体通过的路程为振幅的3倍例5： 一个质点作简谐振动的图像如图所示。
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第I卷（选择题）评卷人得分一、选择题（题型注释）1.（多选）一个质点a做简谐运动的图象如图6所示，下列结论正确的是( )A．质点的振幅为4 cmB．质点的振动频率为0.25 HzC．质点在10 s内通过的路程是20 cmD．质点从t1＝1.5 s到t2＝4.5 s的过程中经过的路程为6 cm2.（单选）如图所示，图(甲)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)为该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，弹簧振子可能运动到B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的增加D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同3.（多选）如图所示，是甲、乙两个质量相同的物体分别做简谐运动时的图象，则：A、甲的振动频率比乙的大B、第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大C、甲物体的最大速度大于乙物体的最大速度D、8s时，甲、乙两物体的位移相等4.（单选）下图为某个水平弹簧振子做简谐运动的图象，由图象可知( )A．由于在0.1s末振幅为零，所以振子的振动能量为零B．在0.2s末振子具有最大势能C．在0.4s末振子具有的能量尚未达到最大值D．在0.4s末振子的动能最大5.（单选）如图5为某简谐运动图象，若t＝0时，质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是( )A．质点在0.7 s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动B．质点在1.5 s时的位移最大，方向向左，在1.75 s时，位移为1 cmC ．质点在1.2 s 到1.4 s 过程中，质点的位移在增加，方向向左D ．质点从1.6 s 到1.8 s 时间内，质点的位移正在增大，方向向右6.（多选）如图所示，有质量相同的四个摆球悬于同一根横线上，四个摆的摆长分别为，现用一周期为2s 的驱动力以垂直于摆线的方向作用在横线上，使这四个摆受迫振动，稳定时（ ）A. 四个摆的周期相同B. 摆1的振幅最大C. 四个摆的周期不同，但振幅相等D. 摆3的振幅最大7.（多选）一个质点在平衡位置O 点附近做简谐运动，若从O 点开始计时，经过3s 质点第一次经过M 点(如图所示)，再继续运动，又经过2s 它第二次经过M 点；则该质点第三次经过M 点还需的时间是( )A ．8sB ．4sC ．14s D.103s8.（多选）一个质点a 做简谐运动的图象如图所示，下列结论正确的是( )A ．质点的振幅为4 cmB．质点的振动频率为0.25 HzC．质点在10s内通过的路程是20 cmD．质点从t＝1.5 s到t＝4.5 s的过程中经过的路程为6 cm9.（单选）简谐运动的物体，在返回平衡位置过程中，变大的物理量是（）（A）动能（B）回复力（C）位移（D）机械能10.（单选）一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是（）A．质点的振动频率是4HzB．10s内质点经过的路程是20cmC．第4s末质点的速度为零D．在t=1s和t=3s两时刻，质点的位移相同11.如图所示是某物体做简谐运动的位移随时间变化图象，该物体运动的周期是( )A．2s B．4s C．6s D．8s12.（多选题）如图所示演示装置，一根张紧的水平绳上挂着5个单摆，其中A、D摆长相同，先使A摆摆动，其余各摆也摆动起来，稳定后可以发现（）A．各摆的周期相同B．B摆振动的周期最短C．C摆振动的周期最长D．D摆的振幅最大13.（多选）如图是一水平弹簧振子做简谐运动的图像，由图可以推断，以下说法正确的是:（）A．在 t1 和t3 时刻具有相等的动能和相同的加速度B．在t4 和t6 时刻具有相同的位移和速度C．t3 和t4 时刻具有相等的机械能D．在t1 和t6 时刻具有相同的速度和相同的势能14.(单选)劲度系数为20N／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5N，方向指向x轴的正方向B．振子的速度方向指向x轴的正方向C．在0～4s内振子作了1．75次全振动D．在0～4s内振子通过的路程为0．35cm，位移为015.如图所示，一弹簧振子在B、C两点间做机械振动，B、C间距为12cm，O是平衡位置，振子每次从C运动到B的时间均为0.5s，则下列说法中正确的是（）A．该弹簧振子的振幅为12cmB．该弹簧振子的周期为1sC．该弹簧振子的频率为2HzD．振子从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动第II卷（非选择题）评卷人得分二、填空题（题型注释）16.一质点简谐运动的振动图象如图所示．(1)该质点振动的振幅周期是________s．(2)该质点简谐运动的表达式_______________ cm，当t＝1 s时质点的位移_______ cm17.如图是弹簧振子的振动图像，用正弦函数表示振动方程为18.图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：(1)单摆振动的频率是(2)开始时刻摆球的位置是(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，摆长是19.如图所示是某弹簧振子的振动图象，从图象上可以看出，振动的的振幅为 cm，周期T= s，频率f= Hz。
20.（4分）物体在________作用下的振动叫做受迫振动，发生共振的条件是________。
21.（6分）受迫振动是物体在_________下的振动。
此时物体的振动频率等于________ 而与_________无关。
22.（08年白鹭洲中学期中物理文）振子的振动图象如图所示。
从图中可知，振动的振幅是cm，完成1次全振动,振子通过路程是cm。
评卷人得分三、实验题（题型注释）评卷人得分四、计算题（题型注释）23.如图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置。
设摆球向右运动为正方向。
图乙是这个单摆的振动图象，根据图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10m/s2，这个摆的摆长是多少？24.如图7所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为多少？共振时摆球的最大速度大小是多少？（g取10m/s2）25.如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，mA=100g，mB=500g，系统静止时弹簧伸长x=15cm，未超出弹性限度。
若剪断A、B间的细绳，则A在竖直方向做简谐运动，求：（1）A的振幅多大？（2）A球的最大加速度多大？（g取10m/s2）26.如图11甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右运动为正方向．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，这个摆的摆长是多少？27.根据如图13所示的振动图像：（1）将位移随时间的变化规律写成x＝Asin(ωt＋φ)的形式并指出振动的初相位是多少？（2）算出下列时刻振子对平衡位置的位移．①t1＝0.5 s；②t2＝1.5 s28.水平杆上振动的弹簧振子，如下图所示，在AB范围内做简谐振动，已知AB间的距离为16cm，振子从A开始运动到第二次经过O的时间为3s，不计球与杆的摩擦（取向右为正）求：（1）弹簧振子的振幅是多少？（2）弹簧振子在6s内通过的路程是多少？（3）若从弹簧振子在A处开始计时，弹簧振子在8s时的位移是多少？（4）若从弹簧振子在A处开始计时，请在图中作出该振子简谐运动的x-t图像。
29.如图８所示是一个单摆的振动图象，根据图象所给的数据，试求：（1）振幅；（2）周期；（3）单摆的摆长；（4）A、B、C三点所表示的对应位置中，在哪个位置上摆球的速度最大，在哪个位置上回复力产生的加速度最大？它们的方向如何？（g=１０m/s2）30.（1）新经济政策。
（1分）利用商品、货币、市场来建设社会主义。
（2分）（2）变化：实行高度集中的经济体制。
（2分）影响：促进了苏联经济的高速持续增长，基本上实现了工业化；但也导致农重轻比例失调，人民生活水平提高缓慢，生产积极性受到压抑，阻碍苏联经济的进一步发展。
（2分）（3）变化：由计划经济体制到市场经济体制的转变。
（2分）不同：战后资本主义经济的调整侧重于利用“计划”调节；中国侧重于利用“市场”调节。
（2分）（4）经济体制的调整和创新，必须适应生产力的发展。
（2分）略31.（12分）如图是一单摆在地面上的振动图像，求此单摆的摆长。
（取π2=10）32.（5分）如图是单摆振动时摆球位移随时间变化的图象（取重力加速度g=π2 m/s2)①求单摆的摆长l；②估算单摆振动时偏离竖直方向的最大角度（单位用弧度表示）。
33.（10分）如图所示，A是半径为R的光滑圆弧轨道的最低点，B、C为两个小球（可视为质点），将B放在A点正上方h处，将C放在离A点很近的轨道上，让B、C同时从静止开始释放（不计空气阻力）．正好在A点相遇，则h的高度最小为多少?34.（12分）有一个单摆、其摆长l=1.02m，摆球质量m=0.10kg，从与竖直方向成θ= 40的位置无初速度开始运动，已知振动的次数n=30次，用了时间t=60.8s，问：（取sin40=0.0698，cos40=0.9976, π=3.14）（1）重力加速度g为多大？（2）摆球的最大回复力为多大？（3）如果将这一单摆改成秒摆，摆长应怎样改变？35.(14分) 如图所示，把一个质量为m的小球用细线悬挂起来，就成为一个单摆，摆长为L，如图所示．现将小球拉至A点由静止释放，在A点时细线与竖直方向的夹角为θ（θ< 10）．重力加速度为g．不计空气阻力．求：(1) 小球从A运动到O所用的时间t？(2) 小球运动到最低点O位置时速度多大？(3) 当小球回到A点时，如果沿切线方向给小球一个瞬时速度，其大小为v0，则小球运动到最低点O位置时细线的拉力为多大？36.如图所示为一单摆的共振曲线，摆球的质量为0.1kg ，求：（1）该单摆的摆长为多少？（2）摆球运动过程中由回复力产生的最大加速度是多大？37.（7分）一列简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻的波形如图所示，质点振动周期T＝0.2 s．求：（l）波的振幅A、波长λ、波速v；（2）画出平衡位置在x=1.5m处质点，以该时刻为计时起点的振动图象．（至少画一个周期并在图中标上周期、半周期和振幅的数值）38.（6分）如图所示为一作简谐运动的弹簧振子的振动图像，请根据图像，⑴写出该振子正弦函数表示的振动方程。
⑵算出t1=0.5s时刻振子对平衡位置的位移。
⑶求出振子在6s 内通过的路程。