【物理试卷】山东省高考物理一轮复习课时规范练37机械振动新人教版.docx

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山东省高考物理一轮复习单元质检十一机械振动和机械波新人教版

单元质检十一机械振动和机械波(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。

选对1个得2分,选对2个得4分,全部选对的得7分,选错1个扣4分,最低得0分)1.下列说法正确的是()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可知,周期的平方与摆长成正比, ,重力加速度g为定值,根据单摆周期公式T=2π√LL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,根据机械能守恒条件可知,振动可知,单摆的周期与质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=2π√LL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波峰或波谷位置,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波峰或波谷位置,则无法确定,故选项E错误。

2.由波源S形成的简谐横波在均匀介质中向左、右传播。

波源振动的频率为20 Hz,波速为16 m/s。

已知介质中P、Q两质点位于波源S的两侧,且P、Q和S的平衡位置在一条直线上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之间的距离分别为15.8 m、14.6 m,P、Q开始振动后,下列判断正确的是()A.P、Q两质点运动的方向始终相同B.P、Q两质点运动的方向始终相反C.当S恰好通过平衡位置时,P、Q两点也正好通过平衡位置D.当S恰好通过平衡位置向上运动时,P在波峰E.当S恰好通过平衡位置向下运动时,Q在波峰解析根据题意信息可得T=120s=0.05s,v=16m/s,故波长为λ=vT=0.8m,找P点关于S点的对称点P',根据对称性可知P'和P的振动情况完全相同,P'、Q两点相距Δx=15.80.8−14.60.8λ=32λ,为半波长的整数倍,所以两点为反相点,故P'、Q两点振动方向始终相反,即P、Q两点振动方向始终相反,A错误B正确;P点距离S点x=1934λ,当S恰好通过平衡位置向上振动时,P点在波峰,同理Q点相距S点x'=1814λ,当S恰好通过平衡位置向下振动时,Q点在波峰,DE正确。

适用于新教材2025版高考物理一轮总复习课时规范练37

课时规范练371. (2024湖北重点中学联考)利用气垫导轨通过闪光照相进行“探究碰撞中的不变量”这一试验。

(1)试验要求探讨两滑块碰撞时动能损失很小或很大等各种状况,若要求碰撞时动能损失最大,应选图(选填“甲”或“乙”)中的装置;若要求碰撞时动能损失最小,则应选图(选填“甲”或“乙”)中的装置。

(图甲两滑块分别装有弹性圈,图乙两滑块分别装有撞针和橡皮泥)(2)若通过试验已验证碰撞前、后系统的动量守恒,某同学再进行以下试验。

某次试验时碰撞前滑块B静止,滑块A匀速向滑块B运动并发生碰撞,利用频闪照相的方法连续4次拍摄得到的闪光照片如图丙所示。

已知相邻两次闪光的时间间隔为T,在这4次闪光的过程中,A、B两滑块均在0~80 cm范围内,且第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10 cm处。

若A、B两滑块的碰撞时间及闪光持续的时间极短,均可忽视不计,则可知碰撞发生在第1次闪光后的时刻,A、B两滑块的质量比m A∶m B=。

丙答案(1)乙甲(2)2.5T 1∶3解析(1)若要求碰撞时动能损失最大,则需两滑块碰撞后结合在一起,故应选图乙中的装置;若要求碰撞时动能损失最小,则应使两滑块发生弹性碰撞,即选图甲中的装置。

(2)第1次闪光时,滑块A恰好位于x=10cm处,由图丙可知,其次次闪光时滑块A在x=30cm处,第三次闪光时滑块A在x=50cm处,碰撞发生在x=60cm处。

分析知从第三次闪光到发生碰撞所需的时间为,则可知碰撞发生在第1次闪光后的2.5T时刻。

设碰前滑块A的速度为v,则碰后滑块A的速度为-,滑块B的速度为,依据动量守恒定律可得m A v=-m A·+m B·解得即m A∶m B=1∶3。

2.(2024湖北宜昌模拟)某同学利用如图1所示的装置验证动量定理,详细试验步骤如下:图1图2A.依据图1所示安装好试验装置,连接小车的细绳与长木板平行,挂上砂桶(含少量砂)B.调整长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等C.取下细绳和砂桶,测量砂和桶的总质量m,并登记D.保持长木板的倾角不变,不挂砂桶,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间E.重新挂上细绳和砂桶,变更砂桶中砂的质量,重复B、C、D步骤(1)若砂桶和砂的总质量为m,小车的质量为m车,重力加速度为g,则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为。

新高考物理人教版一轮复习课后练习专题14第1讲机械振动振动图像

专题十四第1讲机械振动、振动图像知识巩固练1．(2020年潍坊期末)某质点做简谐运动的振幅为A ，周期为T ，则质点在T 6时间内的最大路程是( )A ．AB ．AC ．AD ．A【答案】B 【解析】由简谐运动的特点可知，质点在平衡位置两侧各运动T 12时间时，在T 6时间内的路程最大．设简谐运动的振动方程为x ＝A sin ωt ，其中ω＝2πT，若以平衡位置为起点，质点在T 12时间内的位移为x ＝A sin ωT 12＝A sin π6＝A 2，则质点在T 6时间内通过的最大路程为A ，故B 正确，A 、C 、D 错误．2．(2020年潮州一模改编)(多选)下列说法正确的是( )A ．在同一地点，单摆做简谐振动的周期与其摆长成正比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 ．弹簧振子做简谐振动时，弹簧的劲度系数越大，单摆做简谐振动的周期越大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【答案】BD3．(2020年南阳名校模拟)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4 HzB ．t ＝2 s 时，质点的加速度最大C ．质点的振幅为5 cmD ．t ＝3 s 时，质点所受合力为正向最大【答案】C 【解析】由图读出质点的振动周期 T ＝4 s ，则振动频率f ＝1THz ，故A 错误；t ＝2 s 时，质点的位移为零，由a ＝－kx m知，质点的加速度最小，故B 错误；振子的振幅等于振子位移的最大值，由图读出振幅为5 cm ，C 正确；t ＝3 s 时，质点的位移为正向最大，由F ＝－kx 知，质点所受合力为负向最大，故D 错误．4．(2020上海期末)在上海走时准确的摆钟，随考察队带到北极黄河站(北纬78°55″)，则这个摆钟( )A ．变慢了，重新校准应减小摆长B ．变慢了，重新校准应增大摆长C ．变快了，重新校准应减小摆长D ．变快了，重新校准应增大摆长【答案】D5．(2020年上海名校一模改编)(多选)一弹簧振子做简谐运动，周期为4 s ，以下描述正确的是( )A ．若从平衡位置开始计时，则在1 s 时刻和3 s 时刻弹簧长度一定相等B ．若从平衡位置开始计时，则在1 s 时刻和5 s 时刻振子运动的加速度一定相等C ．若t 和(t ＋Δt )时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则Δt 一定等于T 2的整数倍 D ．若t 和(t ＋Δt )时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则Δt 一定不等于T 的整数倍【答案】BD 【解析】在1 s 时刻弹簧伸长，在3 s 时刻弹簧可能压缩，所以弹簧长度可能不相等，故A 错误；在1 s 时刻和5 s 时刻振子的位移相同，所以运动的加速度一定相等，故B 正确；一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，若t 和(t ＋Δt )时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则t 和(t ＋Δt )时刻振子的位移有可能相同或相反，所以Δt 有可能不等于T 2的整数倍，故C 错误；一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，若t 和(t ＋Δt )时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则Δt 一定不等于T 的整数倍，故D 正确．综合提升练6．(2019年湖南师大附中模拟)如图所示，一小球用细线悬挂于O 点，细线长为L ，O 点正下方12L 处有一铁钉．将小球拉至A 处无初速度释放(摆角很小)，这个摆的周期是( ) A ．2πL g B ．πL gC ．(2＋1)πL gD ．(2＋1)πL 2g 【答案】D 【解析】小球再次回到A 点时所用的时间为一个周期，其中包括了以L 为摆长的简谐运动半个周期和以12L 为摆长的简谐运动的半个周期．以L 为摆长的运动时间t 1＝12×2πL g ，以12L 为摆长的运动的时间t 2＝12×2π·12L g ，则这个摆的周期T ＝t 1＋t 2＝(2＋1)πL 2g ，故A 、B 、C 错误，D 正确．7．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 ＝ s 时，振子速度第一次变为－v ；在t ＝ 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 ， s 内通过的路程；(3)若B 、C 之间的距离为25 cm.从振子处在平衡位置且向正方向振动开始计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图像．解：(1)弹簧振子简谐运动示意图如图所示．由对称性可得T ×2 s.(2)若B 、C 之间距离为25 cm 则振幅A ＝12×25 cm ＝ cm s 内通过的路程s ＝4×4× cm ＝200 cm. (3)根据x ＝A sin ωt ，A ＝ cm ，ω＝2πT＝2π，得x (2πt ) cm.振动图像如图所示．。

版高考物理一轮复习分层规范快练机械波新人教版

分层规范快练(四十三)机械波[双基过关练]1．(多项选择)一振动周期为T、振幅为A、位于x＝0点的波源从平衡地址沿y轴正方向开始做简谐振动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正方向流传，波速为v，流传过程中无能量损失．一段时间后，该振动流传至某质点P.关于质点P的振动情况，以下说法正确的选项是()A．振幅必然为AB．周期必然为TC．速度的最大值必然为vD．开始振动的方向沿y轴正方向或负方向取决于它离波源的距离E．若P点与波源距离s＝vT，则质点P的位移与波源的相同剖析：机械波在流传过程中，把波源的信息流传出去，即把波源的振动周期、振幅、开始振动的方向等信息都流传出去，各质点的振动周期、振幅、开始振动的方向均与波源的相同，故D错误，A、B正确．波的流传速度和质点的振动速度没关，故C错误．当P点与波源的距离s＝vT时，即P点与波源相距一个波长，两质点的振动情况完好相同，故E正确．答案：ABE2．(多项选择)一频率为600 Hz的声源以20 rad/s的角速度沿一半径为0.8 m 的圆周(圆心为O点)做匀速圆周运动，一观察者站在离圆心很远的P点且有关于圆心静止，以下列图，则观察者接收到()A．声源在A点时发出声音的频率大于600 HzB．声源在B点时发出声音的频率等于600 HzC．声源在C点时发出声音的频率等于600 HzD．声源在C点时发出声音的频率小于600 HzE．声源在D点时发出声音的频率小于600 Hz剖析：依照多普勒效应，当声源和观察者相向运动时，观察者接收到的频率大于声源的频率，当声源和观察者反向运动时，观察者接收到的频率小于声源的频率，将声源运动至A 、B 、C 、D 四个点时有关于观察者的速度方向标出来，A 点有凑近观察者的趋势，C 点有远离观察者的趋势，声源在B 、D 两点的速度方向垂直O 点与观察者的连线，故A 、B 、D 正确，C 、E 错误．答案：ABD3．(多项选择)在均匀介质中采用平衡地址在同素来线上的13个质点，相邻两质点的距离均为0.1 m ，如图甲所示．在此均匀介质中一列横波沿直线向右流传，在t ＝0时辰到达质点1，且质点1开始时是向上运动的，经过一段时间，在t ＝0.6 s 时辰第一次出现如图乙所示的波形．则该波的( )A ．周期是0.3 s ，波长是0.8 mB ．周期是0.4 s ，波长是0.8 mC ．频率是2.5 Hz ，波速是2 m/sD ．频率是103 Hz ，波速是83 m/sE ．在t ＝0.6 s 时辰，质点13正在向下运动剖析：由乙图获取波长λ＝0.8 m ，由题意，质点1开始振动方向向上，而乙图上质点13振动方向向下，质点1在平衡地址，则可知，波的前峰其实不是质点13，而在质点13右侧半个波长处，即形成两个波长的波形．则t ＝2T ，获取T ＝0.3 s ，选项A 、E 正确，B 错误；波速v ＝λT ＝0.80.3 m/s ＝83 m/s ，频率f ＝1T ＝103 Hz ，选项C 错误，D 正确．答案：ADE4．一列简谐横波沿x 轴负方向流传，如左图是t ＝1 s 时的波形图，右图是波中某振动质点的位移随时间变化的振动图线(两图用同一时间起点)，即图2可能是图1中哪个质点的振动图线( )A．x＝0处的质点B．x＝1 m处的质点C．x＝3 m处的质点D．x＝5 m处的质点剖析：先在振动图线中看t＝1 s时质点的振动情况，由图可知该时辰质点处于平衡地址且向负方向运动，再由“同侧”原理可知，图1中的x＝0、1、3、5这四个点中只有x＝0处的质点正经平衡地址向负方向运动，可知A选项正确．答案：A5．(多项选择)以下列图，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，两列波的振幅均为A，以下说法中正确的选项是()A．该时辰位于O点的质点正处于平衡地址B．位于P、N两点的质点向来处在平衡地址C．随着时间的推移，位于M点的质点将向位于O点的质点处搬动D．从该时辰起，经过四分之一周期，位于M点的质点到达平衡地址，此时位移为零E．O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A剖析：该时辰位于O点的质点正处于波谷与波谷的相遇点，非平衡地址，选项A错误；位于P、N两点的质点处于波峰和波谷的相遇点，合位移向来为零，选项B正确；质点其实不随波迁移，选项C错误；从该时辰起，经过四分之一周期，两列波在M点的振动分别到达平衡地址，合位移为零，选项D正确；O、M连线上各点都是振动加强的点，其振幅为2A，选项E正确．答案：BDE6．(多项选择)一列简谐横波在t＝0时辰的波形以下列图，质点P此时辰沿－y方向运动，经过0.2 s第一次回到平衡地址，则()A ．该波沿x 轴正方向流传B ．该波沿x 轴负方向流传C ．波的周期为0.4 sD ．波的流传速度为30 m/sE ．质点Q 的振动方程为y ＝5cos5πt (cm)剖析：图示时辰P 点的振动方向向下，比左侧波峰振动早，所以波向左流传，即沿－x 方向流传，选项A 错误，B 正确．由题知，位于平衡地址的质点P 正向－y 方向运动，且经0.2 s 质点P 再一次经过平衡地址并向＋y 方向运动，获取P 的振动周期为0.4 s ，即波的周期为0.4 s ，选项C 正确；由图读出，波长λ＝6 m ，所以v ＝λT ＝60.4 m/s ＝15 m/s ，选项D 错误；Q 点的振幅为5 cm ，ω＝2πT ＝5π rad/s ，t ＝0时辰处于振幅最大处，所以质点Q 的振动方向为y ＝5cos5πt (cm)，选项E 正确．答案：BCE7．[2019·河南安阳模拟](多项选择)如图甲所示为一列简谐波在某一时辰的波形图，图乙为介质中x ＝2 m 处的质点P 以此时辰为计时起点的振动图象，以下说法正确的选项是( )A ．这列波的流传方向是沿x 轴正方向B ．这列波的流传速度大小是20 m/sC ．经过0.15 s ，质点P 沿x 轴的正方向流传了3 mD ．再过0.1 s ，质点Q 的运动方向沿y 轴正方向E ．再过0.1 s ，质点Q 的运动方向沿y 轴负方向剖析：由图乙可知，t ＝0时辰质点P 向下振动，由图甲依照“上坡下，下坡上”可知，此列波沿x 轴正方向流传，故A 正确；由图甲可知波长λ＝4 m ，由图乙可知周期T ＝0.2 s ，则波速为v ＝λT ＝40.2 m/s ＝20 m/s ，故B 正确；各质点只在自己的平衡地址周边做简谐运动，其实不随波迁移，故C 错误；由于t ＝0.1 s ＝T 2，所以此时辰振动情况与计时起点振动情况完好相反，由图甲可知计时起点质点Q 同y 轴正方向运动，则0.1 s 时质点Q 向y 轴负方向运动，故D 错误，E 正确．答案：ABE8．(多项选择)如图甲所示，一列机械波沿直线ab 向右流传，ab ＝2 m ，a 、b 两点的振动情况如图乙所示，以下说法中正确的选项是( )A ．波速可能是243 m/sB ．波长可能是83 mC ．波速可能是37 m/sD ．波速可能是27 m/sE ．波长可能大于83 m剖析：由振动图象可看出t ＝0时辰，点a 在波谷，点b 在平衡地址且向上振动，所以ab ＝2 m ＝34λ＋nλ(n ＝0、1、2、3…)，解得λ＝84n ＋3 m(n ＝0、1、2、3…)①，所以波速v ＝λT ＝24n ＋3m/s(n ＝0、1、2、3…)②，②式中当n ＝10时，A 项正确；①式中当n ＝0时，B 项正确；②式中当n ＝1时，D 项正确．答案：ABD[技术提升练]9．[2019·河南南阳一中四模](多项选择)以下列图，两列简谐横波a 和b 均沿x 轴正方向流传，波速为40 m/s ，以下说法正确的选项是( )A．a波的周期为0.2 s，b波的周期为0.1 sB．关于b波，x轴上x＝1 m处的质点经过0.1 s就传到x＝5 m处C．a、b两列波相遇时不能够发生牢固干涉D．x＝8 m处的质点振动总是加强的E．若两列波进入另一种介质，它们的频率都不会改变剖析：从图中可知λa＝8 m，λb＝4 m，故T a＝λav＝8 m40 m/s＝0.2 s，T b＝λbv＝4 m40 m/s＝0.1 s，A正确；波上的质点在流传过程中，只在平衡地址周边上下振动，不随波迁移，B错误；由于两列波周期不一样样，即频率不相等，故不能够发生牢固干涉，则x＝8 m处质点振动其实不总是加强的，C正确，D错误；波的频率等于波源的振动频率，由波源决定，而与介质没关，所以其频率不变，E正确．答案：ACE10．[2019·衡水模拟](多项选择)如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个极点上，已知ab＝6 m，ac＝8 m．在t1＝0时辰a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内流传，在t2＝4 s时c点开始振动()A．该机械波的流传速度大小为2 m/sB．该列波的波长是2 mC．两列波相遇后，c点振动加强D．两列波相遇后，c点振动减弱E．两列波相遇后，c点振动先加强后减弱剖析：a点振动产生的机械波最先到达c点，则依照关系式v＝st可知波速v＝ac t ＝2 m/s ，选项A 正确；由于v ＝λT ，则λ＝vT ＝2 m/s×1 s ＝2 m ，选项B 正确；a 波比b 波早到达c 点的时间t ＝bc v －ac v ＝10 m －8 m v＝1 s ，即两列波到达c 点时，使c 点振动加强，产生共振，由于两列机械波频率相同有关预，故c 总是振动加强点，选项C 正确，选项D 、E 错误．答案：ABC11．[2019·湖南长郡中学模拟]机械横波某时辰的波形图以下列图，波沿x 轴正方向流传，质点P 的横坐标x ＝0.32 m ．今后时辰开始计时．(1)若P 点经0.4 s 第一次到达最大正位移处，求波速大小．(2)若P 点经0.4 s 到达平衡地址，波速大小又如何？剖析：(1)若P 点经0.4 s 第一次到达最大正位移处，即最大正位移处波形传至P 处，知波形搬动的距离Δx ＝0.32 m －0.2 m ＝0.12 m ，则波速v ＝Δx Δt ＝0.120.4m/s ＝0.3 m/s.(2)若P 点经0.4 s 到达平衡地址，即平衡地址处波形传至P 处，则波形搬动的距离Δx ＝0.32 m ＋nλ2(n ＝0,1,2，…)，则波速v ＝Δx Δt ＝0.32＋0.4n 0.4m/s ＝(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2，…)．答案：(1)0.3 m/s(2)(0.8＋n ) m/s(n ＝0,1,2，…)。

高三物理一轮复习 121 机械振动课时检测新人教版

第一讲机械振动1．有一个在y方向上做简谐运动的物体，其振动曲线如图所示，关于此图的下列判断正确的是( )A．图①可作为该物体的速度v－t图像B．图②可作为该物体的回复力F－t图像C．图③可作为该物体的回复力F－t图像D．图④可作为该物体的加速度a－t图像答案 C2．弹簧振子做简谐运动，振动图像如图所示，则( )A．t1、t2时刻振子的速度大小相等，方向相反B．t1、t2时刻振子的加速度大小相等，方向相反C．t2、t3时刻振子的速度大小相等，方向相反D．t2、t4时刻振子的加速度大小相等，方向相同解析从图像可以看出，t1、t2时刻振子处于同一位置，位移大小相同，方向一致，由简谐运动的定义可得F＝－kx，所以回复力、加速度大小相同，方向一致；由振动的对称性可知，速度大小相等，方向相反，A正确，B不正确；t2、t3时刻振子处于平衡位置两边的对称位置，位移大小相同，方向相反，由简谐运动的定义可得F＝－kx，所以，回复力、加速度大小相同，方向相反，由振动的对称性可知，它们的速度大小相等，方向相同，故C不正确；同理可知D不正确．答案 A3.如图所示，在质量为M的支架上用一轻质弹簧挂有质量均为m(M≥m)的A、B两物体，支架放在水平地面上，开始各物体都静止，突然剪断A、B间的连线，此后A做简谐运动．当运动到最高点时，支架对地面的压力为( )A．Mg B．(M－m)gC．(M＋m)g D．(M＋2m)g解析剪断细线的瞬间，弹簧对A的弹力为kx＝2mg，A受到向上的合外力为mg.当A运动到上方最大位移处，由简谐运动的回复力的对称性知，A将受到竖直向下的合外力，其大小仍为mg，此时弹簧中没有弹力，所以木箱对地面的压力大小为Mg.应选A.答案 A4．心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可以计算出1分钟内心脏跳动的次数(即心率)．甲、乙两人在同一台心电图机上做出的心电图如图所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/分．则由图可知心电图机图纸移动的速率v以及乙的心率分别为( )A．25 mm/s,48次/分B．25 mm/s,75次/分C ．25 mm/min,75次/分D ．25 mm/min,48次/分解析由甲的心率为60次/分可知甲的心动周期是T 1＝1s ，则可求出心电图机图纸移动的速率v ＝25T 1＝25 mm/s乙的心动周期T 2＝20v＝0.8s乙的心率为n ＝60T 2＝75 次/分所以该题正确答案为B. 答案 B5．正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻t ，机器反而会发生强烈的振动．此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，这种现象说明( )A ．在时刻t 脱水桶的惯性最大B ．在时刻t 脱水桶的转动频率最大C ．在时刻t 脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等，发生共振D ．纯属偶然现象，并无规律解析质量是惯性大小的量度，脱水桶转动过程中质量不变，惯性不变．脱水桶的转动频率与转速成正比，因此，t 时刻转动频率不是最大．答案 C6．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所示．某同学由此图线提供的信息做出了下列判断：①t ＝0.2s 时摆球正经过最低点；②t ＝1.1s 时摆球正经过最低点；③摆球摆动过程中机械能减小；④摆球摆动的周期是T＝1.4s.上述判断中，正确的是( )A．①③B．②③C．③④D．②④解析根据单摆特点，当摆球通过最低点时，悬线拉力最大，所以t＝0.2s时，摆球正经过最低点，由F－t图像可知，此单摆振动为阻尼运动，所以机械能减少．答案 A7．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则( )A.f固固C．50 Hz<f固<60 Hz D．以上三个都不对解析从如图所示的其振动曲线可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大．并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢．比较各组数据知f驱在50 Hz～60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此，50 Hz<f固<60 Hz，即C正确．答案 C8．如图所示，五个摆悬挂于同一根绷紧的水平绳上，A是摆球质量较大的摆，让它摆动后带动其他摆运动，下列结论正确的是( )A．其他各摆的振动周期与A摆的相同B．其他各摆的振幅都相等C．其他各摆的振幅不同，E摆的振幅最大D．其他各摆的振动周期不同，D摆周期最大答案AC9．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1s末与第3s末的位移相同B. 第1s末与第3s末的速度相同C. 3s末至5s末的位移方向都相同D. 3s末至5s末的速度方向都相同解析将t＝1s和t＝3s代入关系式，可得x都等于22A，A项正确；第1s末和第3s末，质点的运动方向相反，速度不同，B项错误；将t＝3s和t＝5s代入关系式，可得位移一正一负，方向不同，C项错误；第3s末和第5s末，质点的速度大小和方向都相同，D项正确．答案AD10．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知( )A ．质点振动频率是4 HzB ．t ＝2s 时，质点的加速度最大C ．质点的振幅为2 cmD ．t ＝3s 时，质点所受的合外力最大解析质点振动的周期是4s ，频率是0.25 Hz ；t ＝2s 时，质点的位移最大，回复力最大，加速度最大；质点的振幅为2cm ；t ＝3s 时，质点的位移为零，所受的合外力为零，选项B 、C 正确．答案 BC11．如图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①是振子静止在平衡位置时的照片，图②是振子被拉到左侧距平衡位置20cm 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( )A ．该振子振动的周期为1.6sB ．该振子振动的周期为1.2sC ．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②可以看出再经过0.2s 振子将运动到平衡位置右侧10cm 处解析相邻两次频闪的时间间隔Δt ＝1f ＝110s ＝0.1s ，由②图可知3Δt ＝T4，则振子振动的周期为T ＝1.2s ，选项B 对，选项A 错；振子在该14周期内受到弹簧的弹力逐渐减小，加速度减小，选项C 对；由振动方程x ＝20sin2π1.2t cm ，当t ＝0.2s 时，x ＝103cm ，选项D 错．答案 BC12.有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在海平面处的周期为T 0，当气球停在某一高度时，测得该单摆的周期为T .求该气球此时离海平面的高度h .(把地球看做质量均匀分布的半径为R 的球体)解析根据单摆周期公式T 0＝2πlg 0，T ＝2πlg，其中l 是单摆长度，g 0和g 分别是两地点的重力加速度．根据万有引力定律公式可得g 0＝G M R2，g ＝GM R ＋h2，由以上各式可解得h ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫T T 0－1R .答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫T T 0－1R13．如下图(a)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(a)所示方向拉动纸带，且在某段时间内得到如图(b)所示的曲线．根据曲线回答下列问题：(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a＝2m/s2，且已测出图(b)中x ab＝0.54m，x bc＝0.22m，则弹簧振子的周期T________.(3)若纸带做v＝2m/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，试在下图所给的坐标中画出纸带上产生的曲线．(忽略振幅的减小)解析(1)由于纸带上振动曲线由B到A间距增大，故纸带做加速运动，纸带速度增大．(2)由Δx＝at2可知：t＝x ab－x bca＝0.54－0.222s＝0.4sT＝2t＝0.8s.(3)横轴表示纸带的位移，且与时间成正比，故一个周期对应的位移L＝vT＝2×0.8m＝1.6m 所以曲线如下图所示．答案(1)增大(2)0.8s(3)见解析图。

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。

高考物理一轮复习第一章机械振动机械波第2讲机械波课时训练新人教版选修34

高考物理一轮复习第一章机械振动机械波第2讲机械波课时训练新人教版选修34第一章机械振动机械波第2讲机械波一、选择题（本题共8小题，共56分）1．如图1－2－33所示是同一机械波在两种不同介质中传播的波动图象，从图中可以直接观察到发生变化的物理量是 ( )图1－2－33A．波速 B．频率 C．周期 D．波长解析：同一机械波在不同介质中传播的频率、周期相同，从图上能观察到波长发生了变化，由v＝λf知波速同时也变化了，故只有D项正确．答案：D2. (2011·湖北黄冈)如图1－2－34所示，S1、S2为两个振动情况完全一样的波源，两列波的波长都为λ，它们在介质中产生干涉现象，S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处)，P是振动减弱区域中的一点，从图中可看出 ()A．P点到两波源的距离差等于1.5λB．两波源之间的距离一定在2.5个波长到3.5个波长之间C．P点此时刻振动最弱，过半个周期后，振动变为最强D．当一列波的波峰传到P点时，另一列波的波谷也一定传到P点解析：从S1、S2的中点起到向右三条虚线上，S1、S2的距离差依次为0.5λ、1.5λ、2.5λ.答案：ABD3．一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播，质点A、B间的水平距离x＝3 m，如图1－2－35甲所示．若t＝0时质点A刚从平衡位置开始向上振动，其振动图象如图1－2－35乙所示，则B点的振动图象为( )图1－2－35图1－2－34解析：振动从A传到B的时间为3 s，即B从t＝3 s开始振动，其振动与t＝0时A的振动相同，故B正确．答案：B4. 在坐标原点处有一质点O做简谐振动，它形成沿x轴传播的简谐横波，波长为16 m，在其右侧相距4 m处的质点P的振动图象如图1－2－36所示，使用与P质点相同的计时起点，那么当t＝5 s时的波动图象是下图中的( )解析：由振动图象可知，t＝5 s时，质点P正经过平衡位置向上运动．比较波形图中距离O点右侧面4 m处的质点，A、B波形图中该处质点并不在平衡位置上，故A、B错；D图中4 m处质点经过平衡位置向下运动，D项错．答案：C5．如图1－2－37所示，实线和虚线分别为某种波在t时刻和t＋Δt时刻的波形曲线．B 和C是横坐标分别为d和3d的两个质点．下列说法中正确的是 ( )图1－2－37A．任一时刻，如果质点B向上运动，则质点C一定向下运动B．任一时刻，如果质点B的速度为零，则质点C的速度也为零C．如果波是向右传播的，则波的周期可能为67ΔtP质点的振动图象图1－2－36D．如果波是向左传播的，则波的周期可能为613Δt解析：由波动图象可判定B、C两质点振动方向不一定同时改变．故A、B错．该波的波长为3d，当波向右传播时，有v·Δt＝3nd＋d2，其中v＝λT，所以周期T＝6Δt6n＋1，当n＝1时，T＝67Δt，C对．同理，波向左传播时，T＝6Δt6n＋5，故D错．答案：C6. 如图1－2－38所示，沿绳子传播的横波，在绳子上相距2 m的P、Q两点的振动图象分别如图中实、虚线所示，已知波长大于2 m，则该波的频率、波长、波速和传播方向分别是 ( )A．f＝2 Hz B．λ＝4 mC．v＝8 m/s D．一定由P→Q解析：由题图中看出质点振动的周期T＝0.5 s，故波的频率f＝1T＝2 Hz，选项A对．由于P、Q两质点振动反相，故它们之间的距离为⎝⎛⎭⎪⎫n＋12λ，由于波长大于它们之间的距离，即n只能取零，即12λ＝2 m，故λ＝ 4 m，选项B正确，由v＝λf，知v＝4×2 m/s＝8 m/s，选项C对．无法确定波的传播方向，选项D错．选项A、B、C正确．答案：ABC7．一列简谐横波沿x轴负方向传播，图1－2－7a是t＝1 s时的波形图，图b是某振动质点的位移随时间变化的图象，则图1－2－7b可能是图a中哪个质点的振动图象 ( )图1－2－7A．x＝0处的质点 B．x＝1 m处的质点C．x＝2 m处的质点 D．x＝3 m处的质点解析：由题图b知，t＝1 s时，质点的位移为零，振动方向向下，由于波向左传播，故图b应是x＝0、x＝4 m、x＝8 m等处的质点的振动图象，正确选项为A.答案：A8. 如图1－2－40所示，a、b是一列横波上的两个质点，它们在x轴上的距离s＝30 m，波沿x轴正方向传播，当a振动到最高点时b恰好经过平衡位置；经过3 s，波传播了30 m，并且a经过平衡位置，b恰好到达最高点，那图1－2－38图1－2－40么( )A ．这列波的速度一定是10 m/sB ．这列波的周期一定是3 sC ．这列波的波长可能是24 mD ．这列波的频率可能是1.25 Hz解析：由经过3 s ，波传播了30 m ，可知波速v ＝Δs Δt ＝303m/s ＝10 m/s ，A 正确，由于a 点振动到最高点，b 恰好在平衡位置，经过3 s ，a 点在平衡位置，b 恰好在最高点，所以a 、b 间可能有：⎝ ⎛⎭⎪⎫14＋n 个或⎝ ⎛⎭⎪⎫34＋n 个波形，即14λ＋nλ＝30或34λ＋nλ＝30. 在14λ＋nλ＝30系列解中，n ＝1时λ＝24 m ，C 正确，而周期的可能解T ＝λv ＝124n ＋1s 或T ＝124n ＋3 s ，在T ＝124n ＋3s 系列解中，n ＝0时，T ＝4 s ，B 错误，当n ＝3时，T＝0.8 s ，f ＝1.25 Hz ，D 正确．答案：ACD二、非选择题（本题共4小题，共44分）9. 一列简谐横波在某时刻的波形如图1－2－41所示，此时刻质点P 的速度为v ，经过0.2 s 它的速度大小、方向第一次与v 相同，再经过1.0 s它的速度大小、方向第二次与v 相同，则波沿________方向传播，波速为________ m/s.解析：由题意知图示时刻质点P 沿y 轴正方向运动，根据“上坡下坡”法判断波沿x 轴正方向传播．由波形图可知波长为λ＝6 m ，由题意可得振动周期为T ＝0.2 s ＋1.0 s ＝1.2 s ，所以波速为v ＝λT ＝5 m/s.答案：x 轴正 510. 如图1－2－42为一列简谐横波在t ＝0时刻的波的图象，A 、B 、C是介质中的三个质点．已知波是沿x 轴正方向传播的，波速为 v ＝20 m/s.请回答下列问题： (1)判断质点B 此时的振动方向；(2)求出质点A 在0～1.65 s 内通过的路程及t ＝1.65 s 时刻相对于平衡位置的位移．解析：(1)因波沿x 轴正方向传播，根据波的传播方向与质点振动方向的关系可知质点B 此时的振动方向为沿y 轴正方向． (2)由波形图可知该波波长为λ＝12 m 根据波速公式v ＝λT ，可得T ＝λv＝0.6 s质点在一个周期内通过的路程为4个振幅，即4A ，则质点A 在0～1.65 s 内通过的路图1－2－41图1－2－42程为s ＝4nA ，n ＝t T ＝1.650.6＝2.75，所以s ＝11A ＝11×0.4 cm＝ 4.4 cm ，由于t ＝0时质点A 的振动方向沿y 轴正方向，故在t ＝1.65 s 时刻质点相对于平衡位置的位移为－0.4 cm.答案：(1)沿y 轴正方向 (2)－0.4 cm11. (2011·山东日照)某时刻的波形图如图1－2－43所示，波沿x 轴正方向传播，质点p 的坐标x ＝0.32 m ．从此时刻开始计时． (1)若每间隔最小时间0.4 s 重复出现波形图，求波速． (2)若p 点经0.4 s 第一次达到正向最大位移，求波速． (3)若p 点经0.4 s 到达平衡位置，求波速．解析：(1)依题意，周期T ＝0.4 s ，波速v ＝λT ＝0.80.4m/s ＝2 m/s.(2)波向右传播Δx＝0.32 m －0.2 m ＝0.12 m ．p 点恰好第一次达到正向最大位移．波速v ＝Δx Δt ＝0.120.4m/s ＝0.3 m/s.(3)波向右传播Δx＝0.32 m ，p 点到达平衡位置，由周期性可知波传播的可能距离 Δx＝0.32＋λ2n(n ＝0,1,2,3，…)可能波速v ＝ΔxΔt ＝0.32＋0.82n0.4 m/s ＝(0.8＋n)m/s(n ＝0,1,2,3，…)．答案：(1)2 m/s (2)0.3 m/s (3)(0.8＋n)m/s(n ＝0,1,2,3，…) 12. (2011·江苏无锡)在某介质中形成一列简谐波，t ＝0时刻的波形如图1－2－44中的实线所示．若波向右传播，零时刻刚好传到B 点，且再经过0.6 s ，P 点也开始起振，求： (1)该列波的周期T ；(2)从t ＝0时刻起到P 点第一次达到波峰时止，O 点相对平衡位置的位移y 0及其所经过的路程s 0各为多少？解析：由图象可知，λ＝2 m ，A ＝2 cm.当波向右传播时，点B 的起振方向竖直向下，包括P 点在内的各质点的起振方向均为竖直向下．(1)波速v ＝x Δt 1＝60.6 m/s ＝10 m/s ，由v ＝λT ，得T ＝λv＝0.2 s.图1－2－43图1－2－44(2)由t ＝0至P 点第一次到达波峰，经历的时间Δt 2＝Δt 1＋34T ＝0.75 s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋34T ，而t ＝0时O 点的振动方向竖直向上(沿y 轴正方向)，故经Δt 2时间，O 点振动到波谷，即：y 0＝－2 cm ，s 0＝n·4A＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋34×4A＝0.3 m. 答案：(1)0.2 s (2)－2 cm 0.3 m。

高考物理一轮复习课时练37 分子动理论内能(含解析)新人教版

学习资料分子动理论内能1.(分子力）(2020广西桂林一中模拟）如图所示,两个接触面平滑的铅柱压紧后悬挂起来，下面的铅柱不脱落,主要原因是（）A。

铅分子做无规则热运动B.铅柱受到大气压力作用C.铅柱间存在万有引力作用D。

铅柱间存在分子引力作用2。

（多选）（分子动理论）（2020贵州贵阳开学调研）关于分子动理论和物体的内能,下列说法正确的是()A。

某种物体的温度为0 ℃，说明该物体中所有分子的动能均为零B.物体的温度升高时，分子的平均动能一定增大，但内能不一定增大C。

当分子间的距离增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力减小得更快,所以分子力表现为引力D.10 g 100 ℃水的内能小于10 g 100 ℃水蒸气的内能3。

（分子动理论)(多选)(2020四川雅安三诊）下列说法正确的是（)A。

可视为理想气体的相同质量和温度的氢气与氧气相比,平均动能一定相等，内能一定不相等B.某理想气体的摩尔体积为V0，阿伏加德罗常数为N A,则该理想气体单个的分子体积为V0V AC.甲、乙两个分子仅在分子力的作用下由无穷远处逐渐靠近直到不能再靠近的过程中,分子引力与分子斥力都增大，分子势能先减小后增大D。

扩散现象与布朗运动都能说明分子在永不停息地运动4.(多选)(布朗运动）(2020山西长治、运城联考)小张在显微镜下观察水中悬浮的细微粉笔末的运动从A点开始，他把小颗粒每隔20 s的位置记录在坐标纸上,依次得到B、C、D等这些点,把这些点连线形成如图所示折线图,则关于该粉笔末的运动，下列说法正确的是（）A.该折线图是粉笔末的运动轨迹B。

粉笔末的无规则运动反映了水分子的无规则运动C。

经过B点后10 s，粉笔末应该在BC的中点处D。

粉笔末由B到C的平均速度小于由C到D的平均速度5.(多选)（分子力与分子势能）如图所示，两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离r的变化关系，e为两曲线的交点.下列说法正确的是（）A。

山东省高考物理一轮复习课时规范练37 机械振动新人教版-新人教版高三全册物理试题

课时规范练37 机械振动根底对点练1.(多项选择)(2018·四川春季诊断性测试)如下说法正确的答案是()A.在同一均匀介质中,经过一个周期的时间,波传播的距离为一个波长B.真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同C.各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是γ射线D.验钞机是利用紫外线的特性工作的E.做简谐运动的物体每次通过同一位置时,其速度不一定一样,但加速度一定一样,经过一个周期的时间,波传播的距离为一个波长,选项A正确;根据相对论原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是一样的,选项B错误;各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是无线电波,故C错误;验钞机是利用紫外线具有荧光特性工作的,选项D正确;做简谐运动的物体每次通过同一位置时,速度不一定一样,位移一样,回复力一样,如此加速度一定一样,选项E正确;应当选ADE。

2.(多项选择)如下列图,在一根绷紧的横绳上挂几个摆长不等的单摆,其中A、E的摆长相等且为L,重力加速度为g;A摆球的质量远大于其他各摆。

当A摆振动起来后,带动其余各摆球也随之振动起来,达到稳定后,以下关于各摆的振动,(不计空气和摩擦阻力的影响)如下说法正确的答案是()A.A摆完成30次用的时间为60πB.C摆振动的周期最长C.各摆振动的周期都相等D.如果E摆摆球质量增到原来的2倍,稳定后周期不变E.如果将B、C、D三摆去掉,仅保存A、E两摆,当先让A摆振动起来后,AE摆将同步摆动,当驱动力的频率接近物体的固有频率时,振幅最大,即共振。

A摆振动起来后,A摆完成30次用的时间为60π,A正确;B、C、D、E做受迫振动,振动的频率都等于A振动的频率。

所以各摆振动的周期都相等,C正确,B错误;E摆的摆长与A摆相等,如此固有周期相等,即固有频率相等。

周期与质量无关,D正确。

如果将B、C、D三摆去掉,仅保存A、E两摆,当先让A摆振动起来后,A、E摆不同步摆动,选项E错误。

3.(多项选择)(2018·辽宁沈阳三模)如下关于单摆的认识说法正确的答案是()A.伽利略通过对单摆的深入研究,得到了单摆周期公式B.将摆钟由广州移至哈尔滨,为保证摆钟的准确,需要将钟摆调长C.在利用单摆测量重力加速度的实验中,将绳长当做摆长代入周期公式会导致计算结果偏小D.将单摆的摆角从5°改为3°,单摆的周期不变E.摆球运动到平衡位置时,合力为零,惠更斯得出了单摆的周期公式,A错误;由广州移至哈尔滨重力加速度增大,根据T=2π可知为保证摆钟的准确,需要将钟摆调长,B正确;将绳长当做摆长,而摆长等于绳长+球半径,所以摆长偏小,根据T=2π可知周期计算结果偏小,C正确;在小摆角情况下,单摆做简谐运动的周期与摆角无关,摆角从5°改为3°时,单摆周期不变,D正确;摆球摆到平衡位置,回复力为零,因为小球做圆周运动,合力指向圆心,小球合力不等于零,E错误。

新课标人教高三物理一轮复习机械振动课时

置的回复力作用下的振动.受力特征：F= －kx；振动方程：x=Asin（ωt+φ）.
（2）简谐运动中的能量：振动系统的能量和振幅有关，振幅越大，机械能就越大.振动中动能和势能相互转化，且能量总和不变，所以简谐运动是等幅振动.
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4.单摆（1）细线的上端固定，下端系一个小球，就构成一个单摆，要求细线的伸缩和质量可以忽略，线长远大于小球的直径.单摆的回复力是摆球的重力沿圆弧切线的分力. （2）在摆角很小的情况下，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移大小成正比而方向总是指向平衡位置，单摆做简谐运动. （3）单摆的周期公式为 T=2 π l ，式中 l 为悬点
电图机图纸移动的速率 v 以及乙的心率分别为（）
A.25 mm/s 48 次/分 B.25 mm/s 75 次/分 C.25 mm/min 75 次/分 D.25 mm/min 48 次/分
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【补充例2】一人坐在秋千的踏板上，秋千绳长4.9 m，当秋千摆起来时每经过一次最低点，地面上的人就给秋千一个作用力.问：
周期和频率的单位分别是秒（s）、赫兹（Hz），它们的关系是T 1 . 当物体做简谐运动时，其周期
f
和频率由系统的性质决定，所以也叫固有周期
（频率）.
（4）相位：描述周期性运动在各个时刻
所处的不同状态物理量，ωt+φ为相位， φ为初相.
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3.简谐运动（1）定义：物体在与其偏离平衡位置位移大小成正比，并且总是指向平衡位
D.摆球摆动的周期约是T=0.6 s
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针对训练 3：如图所示，三根细线于 O 点处打结，A、 B 两端固定在同一水平面上相距为 L 的两点上，使 AOB 成直角三角形，∠BAO=30°. 已知 OC 线长是 L，下端 C 点系着一个小球，

2025届高中物理(人教版)一轮复习课时分层精练三十六：机械振动(含解析)

课时分层精练(三十六)机械振动基础落实练1．(多选)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．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．图乙是c摆稳定以后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则()A．a、b、c单摆的固有周期关系为T a＝T c<T bB．b、c摆振动达到稳定时，c摆振幅较大C．达到稳定时b摆的振幅最大D．由图乙可知，此时b摆的周期小于t02．(多选)如图所示，房顶上固定一根长2.5 m的细线沿竖直墙壁垂到窗沿下，细线下端系了一个小球(可视为质点).打开窗子，让小球在垂直于窗子的竖直平面内小幅度摆动，窗上沿到房顶的高度为1.6 m，不计空气阻力，g取10 m/s2，则小球从最左端运动到最右端的时间可能为()A．0.4π s B．0.6π s C．1.2π s D．2π s3．为了交通安全，常在公路上设置如图所示的减速带，减速带使路面稍微拱起以达到使车辆减速的目的．一排等间距设置的减速带，可有效降低车速，称为洗衣板效应．如果某路面上的减速带的间距为1.5 m，一辆固有频率为2 Hz的汽车匀速驶过这排减速带，下列说法正确的是()A．当汽车以5 m/s的速度行驶时，其振动频率为2 HzB．当汽车以3 m/s的速度行驶时颠簸得最厉害C．当汽车以3 m/s的速度行驶时最不颠簸D．汽车速度越大，颠簸得就越厉害4．[2024·甘肃张掖高三高台县第一中学期中]一单摆振动过程中离开平衡位置的位移随时间变化的规律如图所示，取向右为正方向．则下列说法正确的是()A ．第1 s 末和第5 s 末摆球位于同一位置B ．0～1 s 的时间内，摆球的回复力逐渐减小C ．t ＝3 s 时，摆球的位移为22m D ．t ＝3 s 时，摆球的速度方向与加速度方向相反5．[2024·天津北辰高二校考阶段练习]一弹簧振子A 的位移x 随时间t 变化的关系式为x ＝0.1sin 2.5πt ，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0.2 mB ．弹簧振子的周期为1.25 sC ．在t ＝0.2 s 时，振子的运动速度为0D ．若另一弹簧振子B 的位移x 随时间变化的关系式为x ＝0.2sin (2.5πt ＋π4 ) m ，则B 的振幅和周期分别是A 的振幅和周期的2倍6．[2024·广东湛江高三统考阶段练习]如图甲所示，将滑块连接在弹簧上并放置于气垫导轨上，将滑块拉到某一位置后由静止释放，位移传感器记录下滑块位置随时间的变化图像如图乙所示，则下列关于该滑块的说法正确的是( )A ．完成一次全振动的时间为5 sB ．在一个周期内运动路程为32 cmC ．在第1 s 末和第3 s 末时的速度相同D ．第3 s 内滑块的动能转化为弹簧的弹性势能7．如图所示，表面光滑、半径为R 的圆弧形轨道AP 与水平地面平滑连接固定在水平地面上，AP 弧长为s ，s ≪R .半径为r 的小球从A 点由静止释放，运动到最低点P 时速度大小为v ，重力加速度为g ，则小球从A 运动到P 的时间是( )A ．t ＝2s vB ．t ＝π2 R －r gC ．t ＝π4 R gD ．t ＝π4 R －r g8．(多选)装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示，把玻璃管向下缓慢按压4 cm 后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5 s ．以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A 为振幅．对于玻璃管，下列说法正确的是( )A ．回复力等于重力和浮力的合力B ．振动过程中动能和重力势能相互转化，玻璃管的机械能守恒C ．位移满足函数式x ＝4sin (4πt －5π6)cm D ．在t 1～t 2时间内，位移减小，加速度减小，速度增大9．两个摆长不同的单摆1、2同轴水平悬挂，两单摆摆动平面相互平行，振动图像如图甲所示．t ＝0时把单摆1的摆球向左、单摆2的摆球向右拉至摆角相同处，如图乙所示．求：(1)两单摆摆长之比l 1∶l 2；(2)同时释放两摆球，两摆球同时摆到最右端所经历的时间．素养提升练10．(多选)[2023·山东卷]如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L 的A 、B 两点．已知质点在A 点的位移大小为振幅的一半，B 点位移大小是A 点的3 倍，质点经过A 点时开始计时，t 时刻第二次经过B 点，该振动的振幅和周期可能是( )A ．2L 3－1 ，3tB ．2L 3－1，4tC ．2L 3＋1 ，125 t D ．2L 3＋1，127 t11．(多选)[2024·河北张家口高三联考]如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端拴接一轻质薄板．t ＝0时刻，一物块从其正上方某处由静止下落，与薄板碰撞后二者粘在一起并在以后的运动中不再分离，物块的位置随时间变化的图像(x t )如图乙所示，其中t ＝0.2 s 时物块刚接触薄板．弹簧形变始终在弹性限度内，空气阻力不计，则( )A ．t ＝0.4 s 时物块的加速度大于重力加速度B ．若增大物块自由下落的高度，则物块与薄板粘在一起后振动的周期增大C ．若增大物块自由下落的高度，则物块与薄板粘在一起后振动的振幅增大D ．t ＝0.2 s 后物块坐标位置随时间变化关系为x ＝0.3＋0.2sin [10π3 (t －0.2)－π6 ](m)1．解析：由单摆周期公式T ＝2 π Lg，知固有周期关系为T a ＝T c ＜T b ，故A 正确；因为T a ＝T c ，所以c 摆共振，达到稳定时，c 摆振幅较大，b 摆的振幅最小，故B 正确，C 错误；受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以三个单摆的频率相同，周期相同，故b 摆的周期等于t 0，故D 错误．答案：AB2．解析：小球的摆动可视为单摆运动，摆长为线长时对应的周期T 1＝2πl 1g＝π s ，摆长为线长减去墙体长时对应的周期T 2＝2πl 1－l 2g＝0.6π s ，故小球从最左端到最右端所用的最短时间为t ＝T 1＋T 24＝0.4π s ，根据运动的周期性得选项A 、C 、D 正确．答案：ACD3．解析：当汽车以5 m/s 的速度行驶时，其振动频率为f ＝v l ＝51.5 Hz ＝103Hz ，故A 错误；由T ＝1f 可知，汽车的固有周期为T ＝0.5 s ，则汽车的速度v ＝l T ＝1.50.5＝3 m/s ，即当速度为3 m/s 时，汽车发生共振颠簸得最厉害，故C 、D 错误，B 正确．答案：B4．解析：第1 s 末位移为正值，第5 s 末位移为负值，所以这两个时刻摆球位置不同，故A 错误；0～1 s 的时间内位移变大，即离平衡位置越来越远，所以摆球的回复力逐渐增大，故B 错误；由图可得x ＝sin π4 t ，所以当t ＝3 s 时，解得x ＝sin 3π4 ＝22m ，故C 正确；t ＝3 s 时摆球处在平衡位置右侧且位移大小变小，所以此时速度方向和加速度方向都向左，故D 错误．故选C.答案：C5．解析：根据x ＝0.1sin 2.5πt ，可知弹簧振子A 的振幅为0.1 m ，周期为T A ＝2π2.5π＝0.8s ，则A 、B 错误；在t ＝0.2 s 时，振子的位移为x ＝0.1sin （2.5π×0.2）m ＝0.1 m可知此时振子处于最大位移位置，振子的运动速度为0，故C 正确；若另一弹簧振子B 的位移x 随时间变化的关系式为x ＝0.2sin （2.5πt ＋π4）m ，则B 的振幅为0.2 m ，周期为T B ＝2π2.5π＝0.8 s ，则B 的振幅是A 的振幅的2倍，B 的周期等于A的周期，故D 错误．故选C.答案：C6．解析：由图乙可知，滑块完成一次全振动的时间为4 s ，故A 错误；滑块在一个周期内运动的路程为4倍振幅，为32 cm ，故B 正确；滑块在第1 s 末和第3 s 末时的速度大小相等、方向相反，故C 错误；由图乙可知，滑块在第3 s 内由负向位移最大处回到平衡位置，弹簧的弹性势能转化为滑块的动能，故D 错误．故选B.答案：B7．解析：因为AP 弧长为s ，且s ≪R ，所以小球的运动等效为单摆运动，根据单摆的周期公式可得T ＝2π lg ，由题意可知，摆长l ＝R －r ，小球从A 运动到P 所用的时间为四分之一个周期，即有t ＝π2 R －r g，故B 正确．答案：B8．解析：玻璃管振动过程中，只受到重力和水的浮力，这两个力的合力充当回复力，故A 正确；玻璃管在振动过程中，水的浮力对玻璃管做功，故振动过程中，玻璃管的机械能不守恒，故B 错误；由于振动周期为0.5 s ，故ω＝2πT＝4π rad/s ，由题图乙可知振动位移的函数表达式为x ＝4sin （4πt －5π6）cm ，故C 正确；由题图乙可知，在t 1～t 2时间内，玻璃管向平衡位置做加速运动，故位移减小，加速度减小，速度增大，故D 正确．答案：ACD9．解析：（1）根据单摆周期公式T ＝2π l g ，可得l ＝gT 24π2由题图甲可知T 1T 2 ＝10.9 ，则有l 1l 2 ＝10081（2）由题图乙可知，单摆1到达最右端所经历的时间为t 1＝T 12（2m ＋1）（m ＝0，1，2，3，…）单摆2到达最右端所经历的时间为t 2＝nT 2（n ＝1，2，3，…）结合T 1＝1 s ，T 2＝0.9 s可得同时释放两摆球，两摆球同时摆到最右端所经历的时间为t ＝（4.5＋9k ）s （k ＝0，1，2，3，…）答案：（1）100∶81 （2）（4.5＋9k ）s （k ＝0，1，2，3，…） 10．解析：当AB 两点在平衡位置的同侧时有 12 A ＝A sin φa ，32A ＝A sin φb 可得φa ＝π6 ，φb ＝π3 或者φb ＝2π3因此可知第二次经过B 点时φb ＝2π3，故23π－π62πT ＝t解得T ＝4t此时位移关系为32 A －12 A ＝L解得A ＝2L3－1故A 错误，B 正确；当AB 两点在平衡位置两侧时有－12 A ＝A sin φa ，32A ＝A sin φb 解得φa ＝－π6 或者φa ＝－5π6 （由图中运动方向舍去），φb ＝π3 或者φb ＝2π3当第二次经过B 点时φb ＝2π3，则23π－⎝⎛⎭⎫－π62πT ＝t 解得T ＝125t此时位移关系为32 A ＋12 A ＝L解得A ＝2L3＋1C 正确，D 错误．故选BC. 答案：BC11．解析：根据简谐运动的对称性可知，最高点的加速度和最低点的加速度大小相等，即a B ＝a C由简谐运动的加速度满足a 与x 成正比，设A 点处偏离平衡位置的位移大小为x A ，C 点处偏离平衡位置的位移大小为x C ，有x A <x C所以a A <a C ，a A <a B到A 点时，物块只受重力a A ＝g所以a B >g ，故A 正确；弹簧振子的周期只与振动系统本身有关，与物块起始下落的高度无关，故物块与薄板粘在一起振动周期不变，故B 错误；若增大物块自由下落的高度，根据能量守恒，则物块与薄板粘在一起后振动的振幅增大，故C 正确；由图乙可知T ＝0.6 s则ω＝2πT ＝10π3rad/s振幅为0.2 m ，0.2 s 后物块位置随时间变化关系式为x ＝0.3＋0.2sin [10π3（t －0.2）＋φ0]（m ）当t ＝0.4 s 时x ＝0.5 m代入上式得φ0＝－π6所以x ＝0.3＋0.2sin [10π3 （t －0.2）－π6]（m ）故D 正确．故选ACD. 答案：ACD知识归纳总结（本页为知识归纳总结页，用户使用此文档时可删除本页内容）2025届高中物理（人教版）一轮复习课时分层精练三十六：机械振动详解一、基础知识点回顾机械振动是物体在平衡位置附近的往复运动。

高考物理一轮复习课时分层集训机械振动新人教

课时分层集训(三十八) 机械振动(限时：40分钟)[基础对点练]简谐运动的规律1．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E．经过一个周期质点通过的路程变为零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A选项正确．当间隔半周期的奇数倍时，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B选项错误，C、D选项正确．经过一个周期，质点通过的路程为4A，E错误．] 2．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，相同的物理量是( )【导学号：84370519】A．位移B．速度C．加速度D．回复力E．时间ACD [做简谐振动的物体，经过同一位置时，相对平衡位置的位移x相同，回复力(F＝－kx)相同，由牛顿第二定律(F＝ma)知加速度a相同，物体可能以方向相反的速度经过同一位置而时间不断延长，故A、C、D正确．]3．关于单摆摆球在运动过程中的受力，下列结论正确的是( )A．摆球受重力、摆线的张力两个力作用B．摆球的回复力最大时，向心力为零；回复力为零时，向心力最大C．摆球的回复力最大时，摆线中的张力大小比摆球的重力大D．摆球的向心力最大时，摆球的加速度方向沿摆球的运动方向E．摆球由最大位移处向平衡位置运动时回复力逐渐减小，向心力逐渐增大ABE [单摆在运动过程中，摆球受重力和摆线的拉力，故A正确．重力垂直于摆线的分力提供回复力．当回复力最大时，摆球在最大位移处，速度为零，向心力为零，则拉力小于重力；在平衡位置处，回复力为零，速度最大，向心力最大，摆球的加速度方向沿摆线指向悬点，故C、D错，B对．摆球由最大位移处向平衡位置运动时，回复力逐渐减小，向心力逐渐增大，E正确．]4．做简谐振动的单摆摆长不变，若摆球质量减小为原来的14，摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍，则单摆振动的( )A．周期不变B．频率不变C ．振幅不变D ．振幅改变E ．最大动能改变ABD [由单摆的周期公式T ＝2πLg，单摆摆长不变，则周期不变，频率不变；振幅A 是反映单摆运动过程中的能量大小的物理量，据动能公式可知，摆球经过平衡位置时的动能不变，但质量减小，所以高度增加，因此振幅改变，故A 、B 、D 正确，C 、E 错误．] 简谐运动的图象5．弹簧振子做简谐运动的图象如图14114所示，下列说法正确的是 ( )图14114A ．在第5秒末，振子的速度最大且沿＋x 方向B ．在第5秒末，振子的位移最大且沿＋x 方向C ．在第5秒末，振子的加速度最大且沿－x 方向D ．在0到5秒内，振子通过的路程为10 cmE ．在0到5秒内，振子通过的路程为12 cmBCD [由题图可知第5秒末，振子处于正的最大位移处，此时有负方向的最大加速度，速度为零，故B 、C 正确，A 错误；在0到5 s 内，振子经过54个全振动，路程为5A ＝10 cm ，故D 正确，E 错误．]6．如图14115所示是质点做简谐运动的图象，由此可知( ) 【导学号：84370520】图14115A ．t ＝0时，质点的位移、速度均为零B ．t ＝1 s 时，质点的位移最大，速度为零，加速度最大C ．t ＝2 s 时，质点的位移为零，速度负向最大，加速度为零D ．t ＝4 s 时，质点停止运动E ．质点的周期为4 s ，频率为0.25 HzBCE [当t ＝0时，质点的位移为零，加速度为零，此时质点在平衡位置具有沿x 轴正方向的最大速度，选项A 错误；当t ＝1 s 时，质点的位移最大，加速度负向最大，此时质点振动到平衡位置正方向的最大位移处，速度为零，选项B 正确；t ＝2 s 时，质点的位移为零，加速度为零，速度最大，沿x 轴负方向，选项C 正确；t ＝4 s 时，质点速度最大，选项D 错误；由图象可以确定周期T ＝4 s ，频率f ＝1T＝0.25 Hz ，E 正确．]7．简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图14116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象．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．则下列说法中正确的是( )甲乙图14116A ．弹簧振子的周期为4 sB ．弹簧振子的振幅为10 cmC ．t ＝17 s 时振子相对平衡位置的位移是10 cmD ．若纸带运动的速度为2 cm/s ，振动图线上1、3两点间的距离是4 cmE ．2.5 s 时振子正在向x 轴正方向运动ABD [周期是振子完成一次全振动的时间，由图知，弹簧振子的周期为T ＝4 s ，故A 正确；振幅是振子离开平衡位置的最大距离，由图知，弹簧振子的振幅为10 cm ，故B 正确；振子的周期为4 s ，由周期性知，t ＝17 s 时振子相对平衡位置的位移与t ＝1 s 时振子相对平衡位置的位移相同，为0，故C 错误；若纸带运动的速度为2 cm/s ，振动图线上1、3两点间的距离是s ＝vt ＝2 cm/s×2 s ＝4 cm ，故D 正确；图象的斜率表示速度，斜率正负表示速度的方向，则知2.5 s 时振子的速度为负，正在向x 轴负方向运动，故E 错误．]甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，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＝1∶2E ．振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零CDE [从图象中可以看出，两弹簧振子周期之比T 甲∶T 乙＝2∶1，则频率之比f 甲∶f 乙＝1∶2，D 正确；弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k 有关，周期不同，说明两弹簧振子不同，A 错误；由于弹簧的劲度系数k 不一定相同，所以两弹簧振子所受回复力(F ＝－kx)的最大值之比F 甲∶F 乙不一定为2∶1，B 错误；由简谐运动的特点可知，在振子到达平衡位置时位移为零，速度最大，在振子到达最大位移处时，速度为零，从图象中可以看出，在振子甲到达最大位移处时，振子乙恰好到达平衡位置，C 正确；当振子乙到达平衡位置时，振子甲有两个可能的位置，一个是最大位移处，一个是平衡位置，E 正确．] 受迫振动与共振8．如图14117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( )图14117A ．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 ．A 、B 、C 的振动周期相等E ．B 球的固有周期大于A 球的固有周期CDE [A 振动后，水平细绳上驱动力的周期T A ＝2πl Ag，B 、C 做受迫振动，振动频率等于驱动力的频率，又f ＝1T，所以T A ＝T B ＝T C ，选项A 错误，D 正确；而T C 固＝2πl Cg＝T A ，T B 固＝2πl Bg>T A ，故C 共振，B 不共振，C 的振幅比B 的振幅大，所以B 错误，C 、E 正确．]9．如图14118所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，则下列说法正确的是( ) 【导学号：84370521】图14118A ．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B ．若两次受迫振动是在地球上同一地点进行，则两次摆长之比L Ⅰ∶L Ⅱ＝25∶4C ．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该单摆摆长约为1 mD ．图线Ⅱ若是在地面上完成的，则该单摆摆长约为0.5 mE ．若摆长均为1 m ，则图线Ⅰ是在地面上完成的ABC [图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率f Ⅰ＝0.2 Hz ，f Ⅱ＝0.5 Hz.当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式f ＝12πgL可知，g 越大，f 越大，由图象知g Ⅱ>g Ⅰ，又因为g 地>g 月，因此可推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，A 正确；若在地球上同一地点进行两次受迫振动，g 相同，摆长长的f 小，且有f Ⅰf Ⅱ＝0.20.5，所以L ⅠL Ⅱ＝254，B 正确；f Ⅱ＝0.5 Hz ，若图线Ⅱ是在地面上完成的，根据g ＝9.8 m/s 2，可计算出L Ⅱ约为1 m ，C 正确，D 、E 错误．] 用单摆测定重力加速度10．在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)用游标卡尺测量摆球直径的示数如图14119甲所示，读出摆球直径为________cm.(2)测单摆周期时，从摆球经过平衡位置处开始计时并计1次，测出经过该位置N 次所用时间为t ，则单摆周期为________．(3)测量出多组周期T 、摆长L 数值后，画出T 2L 图象如图乙所示，若得出此图线的斜率为k ，则测定的重力加速度g ＝________.甲乙图14119[解析](1)根据游标卡尺的读数规则，读出摆球直径d ＝2.00 cm ＋6×0.01 cm＝2.06 cm. (2)从摆球经过平衡位置处开始计时并计1次，则经过该位置N 次所用时间为12(N －1)个周期，由12(N －1)T ＝t ，解得T ＝2tN －1. (3)根据单摆周期公式T ＝2πL g ，解得T 2＝4π2g L ，则T 2L 图象斜率k ＝4π2g，测定的重力加速度g ＝4π2k.[答案](1)2.06 (2)2t N －1 (3)4π2k11．(2020·合肥模拟)(1)在“用单摆测定当地的重力加速度”的实验中除带横杆的铁架台、铁夹、秒表、游标卡尺、刻度尺之外，还必须选用的器材，正确的一组是( )A ．约1 m 的不可伸长的细线，半径约1 cm 的小铁球B ．约0.1 m 的不可伸长的细线，半径约1 cm 的小铁球C ．约0.1 m 的不可伸长的细线，半径约1 cm 的小塑料球D ．约1 m 的不可伸长的细线，半径约1 cm 的小塑料球 (2)测量小球直径时游标卡尺的读数为________cm.(3)某同学在处理数据的步骤中，以L 为纵坐标，以周期T 为横坐标，作出如图14120乙所示的图象，已知该图线的斜率为k ＝0.500，则重力加速度为________m/s 2.(结果保留三位有效数字，π＝3.14)甲乙图14120[解析](1)本实验应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m 左右，小球应选用直径较小、密度较大的金属球，故选A.(2)游标卡尺的读数为8 mm ＋16×0.05 mm＝8.80 mm ＝0.880 cm. (3)由单摆的周期公式知 T ＝2πL g ，所以L ＝g2πT ，可见k ＝g2π，将k ＝0.500代入知g ＝9.86 m/s 2. [答案](1)A (2)0.880 (3)9.86 [考点综合练]12．(1)(2020·连云港模拟)如图14121甲所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆．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________(选填“大于”“等于”或“小于”)d 摆的周期．图乙是a 摆的振动图象，重力加速度为g ，则a 摆的摆长为________．甲乙图14121(2)一物体沿x 轴做简谐运动，振幅为8 cm ，频率为0.5 Hz ，在t ＝0时，位移是4 cm ，且向x 轴负方向运动，试写出用正弦函数表示振动方程并画出相应的振动图象．[解析](1)a 摆动起来后，通过水平绳子对b 、c 、d 三个摆施加周期性的驱动力，使b 、c 、d 三摆做受迫振动，三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆的周期相同．据乙图可知：T ＝2t 0，再根据：T ＝2πLg可知， a 摆摆长：L ＝gt 2π2.(2)简谐运动振动方程的一般表示式为 x ＝Asin(ωt ＋φ0)，根据题给条件有：A ＝0.08 m ，ω＝2πf ＝π，所以x ＝0.08sin(πt ＋φ0)m ，将t ＝0时x 0＝0.04 m 代入得0.04＝0.08sin φ0，解得初相φ0＝π6或φ0＝56π，因为t ＝0时，速度方向沿x 轴负方向，即位移在减小，所以取φ0＝56π，所求的振动方程为 x ＝0.08sin(πt ＋56π)m ，对应的振动图象如图所示．[答案](1)等于 gt 20π2(2)x ＝0.08sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫πt ＋56πm 图象见解析13．(1)如图14122所示为某弹簧振子在0～5 s 内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是( )图14122A ．振动周期为4 s ，振幅为8 cmB ．第2 s 末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C ．第3 s 末振子的速度为正向的最大值D ．从第1 s 末到第2 s 末振子在做加速运动E ．从第1 s 末到第2 s 末振子在做减速运动(2)一质点做简谐运动，其位移和时间的关系如图14123所示．图14123①求t ＝0.25×10－2s 时质点的位移；②在t ＝1.5×10－2s 到t ＝2×10－2s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？③在t ＝0到t ＝8.5×10－2s 时间内，质点的路程、位移各多大？【导学号：84370522】[解析](1)根据题图可知，弹簧振子的周期T ＝4 s ，振幅A ＝8 cm ，选项A 正确；第2 s 末振子到达负向最大位移处，速度为零，加速度最大，且沿x 轴正方向，选项B 错误；第3 s 末振子经过平衡位置，速度达到最大，且向x 轴正方向运动，选项C 正确；从第1 s 末到第2 s 末振子经过平衡位置向下运动到达负向最大位移处，速度逐渐减小，选项D 错误，E 正确． (2)①由题图可知A ＝2 cm ，T ＝2×10－2s ，振动方程为x ＝Asin ⎝⎛⎭⎪⎫ωt －π2＝－Acos ωt ＝－2cos ⎝ ⎛⎭⎪⎫2π2×10－2t cm＝－2cos 100πt cm 当t ＝0.25×10－2s 时，x ＝－2cosπ4cm ＝－ 2 cm. ②由题图可知在t ＝1.5×10－2s 到t ＝2×10－2s 的振动过程中，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大． ③在t ＝0到t ＝8.5×10－2s 时间内经历174个周期，质点的路程为s ＝17A ＝34 cm ，位移为2 cm. [答案](1)ACE (2)①－ 2 cm ②变大变大变小变小变大 ③34 cm 2 cm高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

高三物理一轮总复习(选修34)1.1机械振动课时作业新人教版

机械振动如图所示，一轻弹簧上端固定在天花板上，下端挂一个重为，然后无初速度释放，使钩码沿竖直方向振动，则钩分别为(两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、当细线突然断开后，两物块都开始做简谐运动，随时间t的变化规律如图乙所示，则由图可知( )时，振子在O点右侧6 cm处时，振子的速度方向向右1.2 s时，振子的加速度相同0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大如图所示的装置，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稳定时其振动频率等于驱动力的频率，．甲、乙两单摆的振幅之比为时，甲单摆的重力势能最小，乙单摆的动能为零．甲、乙两单摆的摆长之比为．甲、乙两单摆摆球在最低点时向心加速度大小一定相等由题图知，甲、乙两单摆的振幅分别为4 cm 、2 cm ，故选项甲单摆在平衡位置处，乙单摆在振动的最大位移处，故选项B 正确；推出甲、乙两单摆的摆长之比为l 甲乙＝T 2甲2乙＝，故选项C 错误；设摆球摆动的最－cos θ)＝12mv 2及a ＝v2l可得，摆球在最低点时向心加速度，因两摆球的最大偏角θ未知，故选项D 错误．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间t ，振动图象如图所示，下列说法正确的是( )．简谐运动的频率为0.125 Hz末与第3 s 末的长度相同．简谐运动的圆频率是π4rad /sA/2末，振子的速度方向发生变化由振动图象可知，简谐运动的频率为0.125 末的位移相同，弹簧长度相同，选项A 、B 正确；由振动图象可知，振动周期为rad /s ，选项C 正确；第错误；从第3 s 末到第但视力很差，完全靠感觉来捕食和生活，到落在丝网上的昆虫对丝网造成的振动．当丝网的振动频率为已知该丝网共振时，蜘蛛能立即捕捉到丝网上的昆虫．则Hz 左右时，蜘蛛能立即捕捉到它0.05 s 左右时，蜘蛛能立即捕捉到它的光滑圆环上切下一小段圆弧，放置于竖直平面内，两端点距离将小环置于圆弧端点并从静止释放，小环运动到最低点所需的最短，在最低点处的加速度为________m/s2.(取其运动可看作简谐振动，，小环从最高点滑到最低点，由机械能守恒得，mgH＝12 mv的单摆，现将摆球A拉离平衡位置一个很小的角度，时，恰与静止在P处的B球发生正碰，碰后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，当与墙壁间的距离d.当其与B球发生碰撞后速度改变，球做匀速直线运动，这样，再次相遇的条件为B球来回所需要的时间为单摆半周期的整数，…)得，…)．n＝1,2,3，…)．在心电图仪、地震仪等仪器工作过程中，要进行振动记录，如图甲所示是一个常用的记录方法，在弹簧振子的小球上安装一支记录用笔P，在下面放一条白纸带，当小球振动纸带运动方向与振子振动方向垂直)，笔就在纸带上画出一条曲线，2 cm，振动图象如图所示．当纸带做匀加速直线运动时，振子振动周期仍为0.21 m、0.25 m，由Δ.。

人教版高中物理选修一《机械振动》练习题(含解析)(1)

章末综合测评(二)机械振动(时间：90分钟分值：100分)1．(4分)关于做简谐运动的物体完成一次全振动的意义有以下说法，其中正确的是()A．回复力第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程B．速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程C．动能或势能第一次恢复原来的大小所经历的过程D．速度和加速度第一次同时恢复原来的大小和方向所经历的过程D[物体完成一次全振动，是一次完整的振动过程．物体回到原位置，位移、速度、回复力的大小和方向第一次同时恢复原来的大小和方向，因此D项正确．] 2．(4分)关于机械振动，下列说法不正确的是()A．做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关B．做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力一定为零C．单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆球质量无关D．单摆在周期性的外力作用下做受迫运动，外力的频率越大，单摆的振幅可能越小B[振幅反映了振动的强弱，可知做简谐运动的质点，其振动能量与振幅有关，A正确；做简谐运动的物体经过平衡位置时的回复力一定为0，但所受合外力不一定为零，如振幅很小的单摆运动到最低点时受到的合外力就不等于0，B可知，单摆做简谐运动的周期跟振幅及摆错误；根据单摆的周期公式T＝2πlg球质量无关，C正确；根据发生共振的条件可知，当外力的频率等于单摆的固有频率时，单摆做受迫振动的振幅最大，若外力的频率大于单摆的固有频率时，外力的频率越大，单摆的振幅越小，D正确．故本题应选B.]3．(4分)如图所示，有一摆长为l的单摆，悬点正下方某处有一小钉，当摆球经过平衡位置向左摆动时(摆线以上部分被挡住)使摆长发生变化．现使摆球做小角度摆动，图示为摆球从右边最高点M 摆至左边最高点N 的闪光照片(悬点和小钉未摄入)，P 为摆动中的最低点，每相邻两次闪光的时间间隔相等，则小钉距悬点距离为( )A.l 4B.l 2C.34l D ．条件不足，无法判断C [设单摆在右、左两侧摆动的周期分别为T 1、T 2，由题图得T 1∶T 2＝4∶2＝2∶1，由单摆周期公式T ＝2πl g ，得l 1∶l 2＝4∶1，故小钉距悬点的距离d＝l －14l ＝34l ，故选项C 正确．] 4．(4分)如图所示，质量为M 的物块a 钩在水平放置的左端固定的轻质弹簧的右端，构成一弹簧振子，物块a 可沿光滑水平面在B 、C 间做简谐运动，振幅为A .在运动过程中将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上，第一次是当a 运动到平衡位置O 处时放在上面，第二次是当a 运动到最大位移C 处时放在上面，观察到第一次放后的振幅为A 1，第二次放后的振幅为A 2，则( )A ．A 1＝A 2＝AB ．A 1<A 2＝AC ．A 1＝A 2<AD ．A 2<A 1＝AB [第一次是当a 运动到平衡位置O 处时将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上，由于b “轻轻”放到a 上时水平方向的速度可以看作是0，设放前a 运动到平衡位置的速度为v ，放后整体的速度为v ′，由动量守恒定律得M v ＝(m ＋M )v ′，所以v ′＝M vm ＋M，此过程中系统的动能变化量ΔE ＝12M v 2－12(m ＋M )v ′2＝Mm v 22(m ＋M )＞0，可知在当a 运动到平衡位置O 处时将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上的过程中系统的机械能有一定的损失；当a 运动到最大位移C 处将一质量为m 的小物块b 轻轻地放在a 上时，由于二者水平方向的速度都是0，所以不会有机械能的损失，系统振动的振幅不变．由以上的分析可知，第一种情况系统振动的机械能有损失，所以第一种情况下系统振动的振幅A 1小于第二种情况下的振幅A 2，选项B 正确．]5．(4分)一个单摆的摆球均匀带正电且与外界绝缘，当摆球摆到最大位移处时，突然加一个竖直向下的匀强电场，则下列结论正确的是( )A ．摆球经过平衡位置时的速度要增大，振动的周期要增大，振幅也增大B ．摆球经过平衡位置时的速度要增大，振动的周期减小，振幅不变C ．摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期要减小，振幅也减小D ．摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期不变，振幅也不变B [增加电场后摆球在等效重力场中做简谐运动，设摆球的质量为m ，摆球受到的电场力为F ，则摆球在等效重力场中的等效加速度g ′＝g ＋F m ，根据单摆周期公式可知，摆球在等效重力场中的周期T ＝2πl g ′＜2πl g ，可知摆球振动的周期减小；设摆球开始时的振幅为A ，根据运动的对称性可知，摆球在到达另一侧的最高点时，相对于最低点的位移也是A ，可知摆球的振幅不变，则摆球在摆动的过程中最高点相对于最低点的高度差h 不变，根据功能关系可知，开始时在最低点的速度满足12m v 21＝mgh ，所以v 1＝2gh ，增加电场后在最低点的速度满足12m v 22＝Fh ＋mgh ，所以v 2＝2gh ＋2Fh m ＞v 1，可知摆球经过最低点的速度增大．选项B 正确．]6．(4分)如图所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M 、N 两点，历时1 s ，质点通过N 点后再经过1 s 第2次通过N 点，在这2 s 内质点通过的总路程为12 cm.则质点的振动周期和振幅分别为( )A ．3 s,6 cmB ．4 s,6 cmC ．4 s,9 cmD ．2 s,8 cmB [因质点通过M 、N 两点时速度相同，说明M 、N 两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由N 到最大位移处，与由M 到最大位移处的时间t 1相等，则T 2＝t MN ＋2t 1＝2 s ，即T ＝4 s ，由过程的对称性可知，质点在这2 s 内通过的路程恰为2A ，即2A ＝12 cm ，A ＝6 cm ，故B 项正确．]7．(4分)有两个简谐运动的振动方程：x 1＝6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π6 cm ，x 2＝6sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫100πt ＋π3 cm ，则下列说法中错误的是( ) A ．它们的振幅相同B ．它们的周期相同C ．它们的相位差恒定D ．它们的振动步调一致D [由两振动方程知：它们的振幅都为6 cm ，周期T ＝2πω＝2π100πs ＝0.02 s ，相位差Δφ＝π6，故A 、B 、C 三项表述正确；但由于它们的相位不同，故振动步调不一致，D 项错误．]8．(6分)在“利用沙摆描绘振动图像”的实验中，将细沙倒在漏斗中，在细沙漏出的同时，让沙摆摆动起来，一段时间后，形成的长条形沙堆如图甲所示：两边高且粗，中间低且细．(1)如果在沙摆摆动的同时匀速拉动下方纸板(纸板上的虚线O 1O 2位于沙漏静止时的正下方)，则一段时间后，形成如图乙所示的曲线沙堆．分析可知，曲线沙堆在与虚线O 1O 2垂直距离________(选填“近”或“远”)的位置低且细．甲乙丙(2)图丙为图乙中纸板上曲线沙堆的俯视图，沿沙摆振动方向建立x轴，沿O1O2方向建立t轴，就利用沙堆曲线得到了沙摆的振动图像．请说明为什么要匀速拉动下方纸板．[解析](1)单摆在摆动的过程中是变速运动，经过平衡位置的速度最大，最大位移处的速度为0；在相同的时间内漏下的沙子一样多，但在平衡位置附近速度大，相同时间内经过的距离长，故漏下的沙子低且细；(2)只有拉动木板的速度恒定时，木板的位移与时间成正比，这样建立的位移轴才可以代表时间轴．[答案](1)近(2)只有拉动木板的速度恒定时，木板的位移与时间成正比，这样建立的位移轴才可以代表时间轴9．(10分)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．[解析]设振动的周期为T，由题意可得：在振子振动的一个周期内，纸带发生的位移大小为2x0，故T＝2x0v.设振动的振幅为A，则有：2A＝y1－y2，故A＝y1－y2 2.[答案]2x0vy1－y2210．(10分)如图所示，轻弹簧的下端系着A、B两球，m A＝100 g，m B＝500 g，系统静止时弹簧伸长x＝15 cm，未超出弹性限度．若剪断A、B间绳，则A 在竖直方向做简谐运动，求：(1)A的振幅为多大．(2)A的最大加速度为多大．(g取10 m/s2)[解析](1)设只挂A时弹簧伸长量x1＝m A gk.由(m A＋m B)g＝kx，得k＝(m A＋m B)gx，即x1＝m Am A＋m Bx＝2.5 cm.振幅A＝x－x1＝12.5 cm.(2)剪断细绳瞬间，A受最大弹力，合力最大，加速度最大．F＝(m A＋m B)g－m A g＝m B g＝m A a m，a m＝m B gm A＝5g＝50 m/s2.[答案](1)12.5 cm(2)50 m/s211．(4分)(多选)如图所示，虚线与实线分别为甲、乙两个弹簧振子做简谐运动的图像．已知甲、乙两个振子质量相等，则()A．甲、乙两振子的振幅分别为2 cm、1 cmB．甲、乙两个振子的相位差总为πC．前2 s内甲、乙两振子的加速度均为正值D．第2 s末甲的速度最大，乙的加速度最大AD[两振子的振幅A甲＝2 cm，A乙＝1 cm，选项A正确；两振子的频率不相等，相位差为一变量，选项B错误；前2 s内，甲的加速度为负值，乙的加速度为正值，选项C错误；第2 s末，甲在平衡位置，速度最大，乙在最大位移处，加速度最大，选项D正确．]12．(4分)(多选)如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置时开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示．不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是()甲乙A．单摆的摆长约为1.0 mB．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin πt cmC．从t＝0.5 s到t＝1.0 s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D．从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小AB[由题图乙可知单摆的周期T＝2 s，振幅A＝8 cm.由单摆的周期公式T＝2πlg，代入数据可得l＝1 m，选项A正确；由ω＝2πT可得ω＝π rad/s，则单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝A sin ωt＝8sin πt cm，选项B正确；从t＝0.5 s到t＝1.0 s的过程中，摆球从最高点运动到最低点，重力势能减小，选项C错误；从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球的位移增大，回复力增大，选项D错误．]13．(4分)(多选)如图所示是一弹簧振子在水平面内做简谐运动的x-t图像，则下列说法正确的是()A．t1时刻和t2时刻具有相同的速度和动能B．t2到t＝1.0 s时间内加速度变小，速度增大C．弹簧振子的路程与时间t的图像为正弦函数D．在t1到t2这段时间内振子位移为0BD[t1、t2时刻速度等大反向，故动能相同，速度不同，选项A错误；由F＝－kx、a＝Fm知t2到1.0 s时间内x变小、a变小，弹簧振子速度增大，选项B 正确；弹簧振子的位移x与时间t的图像为正弦函数，路程随时间增大，选项C 错误；t1、t2时刻弹簧振子处在同一位置，t1到t2时间内振子位移为0，选项D 正确．]14．(4分)(多选)如图所示，轻质弹簧下挂重为300 N的物体A时伸长了3 cm，再挂上重为200 N的物体B时又伸长了2 cm，现将A、B间的细线烧断，使A 在竖直平面内振动，则()A．最大回复力为200 N，振幅为2 cmB．最大回复力为300 N，振幅为3 cmC．若烧断前只减小A的质量，则振动的振幅变小，周期不变D．若烧断前只减小B的质量，则振动的振幅变小，周期不变AD[将A、B间的细线烧断，物体A将做简谐运动，其受到的合力充当回复力，由于细线烧断前A、B受力是平衡的，烧断后瞬间，A受到的合力大小等于B的重力，即F合＝200 N，此时弹簧的伸长量最大，A的回复力最大，所以最大回复力为200 N，根据振幅等于质点到平衡位置的最大距离可知，振幅为2 cm，选项A正确，B错误；设A、B两物体的质量分别为m A、m B，当弹簧下端只挂物体A且A处于平衡状态时，设弹簧的伸长量为x，则有kx＝m A g①，再挂上物体B且A、B同时处于平衡状态时，设弹簧的伸长量为x′，则kx′＝(m A ＋m B)g②.烧断绳子后，A在竖直平面内振动的振幅为x′－x，联立①②得x′－x＝m B gk，故振幅与A的质量无关．由弹簧振子的周期公式T＝2πmk知，若m A减小，则周期T减小，选项C错误；只减小B的质量，振动的幅度变小，而周期与振幅无关，所以周期不变，选项D正确．]15．(4分)(多选)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，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt) m．t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.以下判断正确的是()A．h＝1.7 mB．简谐运动的周期是0.8 sC．0.6 s内物块运动的路程为0.2 mD．t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反AB[由物块简谐运动的表达式y＝0.1sin(2.5πt) m知，ω＝2.5π，T＝2πω＝2π2.5πs＝0.8 s，选项B正确；t＝0.6 s时，y＝－0.1 m，对小球：h＋|y|＝12gt2，解得h＝1.7 m，选项A正确；物块0.6 s内路程为0.3 m，t＝0.4 s时，物块经过平衡位置向下运动，与小球运动方向相同，选项C、D错误．]16．(8分)如图所示，一质量为M的无底木箱，放在水平地面上，一轻质弹簧一端悬于木箱的上边，另一端挂着用细线连接在一起的两物体A和B，m A＝m B＝m.剪断A、B间的细线后，A做简谐运动，则当A振动到最高点时，木箱对地面的压力为多少？[解析] 剪断细线前A 的受力情况如下．重力：mg ，向下．细线拉力：F 拉＝mg ，向下．弹簧对A 的弹力：F ＝2mg ，向上．设弹簧的劲度系数为k ，则此时弹簧的伸长量为Δx ＝F k ＝2mg k .剪断细线后，A 做简谐运动，其平衡位置在弹簧的伸长量为Δx ′＝mg k 处，最低点即刚剪断细线时的位置，离平衡位置的距离为mg k .由简谐运动的特点知最高点离平衡位置的距离也为mg k ，所以最高点的位置恰好在弹簧的原长处．此时弹簧对木箱作用力为零，所以此时木箱对地面的压力为Mg .[答案] Mg17．(8分)如图所示，一块涂有炭黑的玻璃板，质量为2 kg ，在拉力F 的作用下，由静止开始竖直向上做匀变速运动，一个装有水平振针的振动频率为5 Hz 的固定电动音叉在玻璃板上画出了如图所示的曲线，测得s OA ＝1.5 cm ，s BC ＝3.5 cm.求自玻璃板开始运动，经过多长时间才开始接通电动音叉的电源？接通电源时玻璃板的速度是多大？[解析] 由题意可得，振针周期T 0＝0.2 s ，T ＝T 02＝0.1 s ，则s BC －s OA ＝2aT 2，得a ＝1 m/s 2.v A ＝s OB 2T ＝2s OA ＋aT 22T＝0.2 m/s ，再求O 点速度v O ＝v A －aT ＝0.1 m/s ，由v O ＝at 得时间t ＝v O a ＝0.1 s.即经过0.1 s 才开始接通电动音叉的电源，且接通时玻璃板的速度为0.1 m/s.11/11 [答案] 0.1 s 0.1 m/s18.(10分)如图所示，摆长为L 的单摆竖直悬挂后摆球在最低点O 距离地面高度为h ，现将摆球拉至A 点无初速度释放，摆角为θ(θ＜5°)．当摆球运动到最低点O 时，摆线突然断裂．不计空气阻力，重力加速度为g ，求摆球从A 点开始运动到落地经历的时间．[解析] 单摆的周期T ＝2πLg摆线断裂后，由h ＝12gt 2得：下落时间t ＝2hg t 总＝t ＋T 4＝2h g ＋π2L g .[答案] 2h g ＋π2L g。

XX省版高考物理一轮复习课时规范练机械波新人教版

课时规范练38机械波基础对点练1.(多项选择)在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向流传的简谐横波,波速v=200m/s,已知t=0时辰,波恰巧流传到x=40 m处,以下列图。

在x=400 m处有一接收器(图中未画出),则以下说法正确的选项是()A.波源开始振动时方向沿y轴负方向B.从t=0开始经0.15 s,x=40 m的质点运动的行程为0.6 mC.接收器在t=2 s时才能接收到此波D.若波源向x轴正方向运动,接收器接收到波的频率可能为9 HzE.若该波与另一列频率为5 Hz沿x轴负方向流传的简谐横波相遇,不能够产生牢固的干涉图样x轴正方向流传,运用波形平移法可知,由图中x=40m处质点的起振方向为沿y轴负方向,则波源开始振动时方向沿y轴负方向,A正确;由题图可读出波长为λ=20m,周期为T=s=0.1s,由于t=0.15s=1.5T,从t=0开始经0.15s时,x=40m的质点运动的行程s=1.5×4A=6×10cm=0.6m,B正确;接收器与x=40m的距离为Δx=400m-40m=360m,波传到接收器的时间为t==1.8s,C错误;该波的频率为f==10Hz,若波源向x轴正方向运动,波源与接收器间的距离减小,依照多普勒效应可知,接收器收到波的频率增大,将大于10Hz,D错误;只有两列波的频率相同时才能产生牢固的干涉,该波频率为10Hz,所以该波与另一频率为5Hz沿x轴负方向流传的简谐波相遇,不能够产生牢固的干涉,E正确。

2.(多项选择)(2018·江西六校联考)图甲为一列简谐横波在t=0.10 s时辰的波形图,P是平衡地址在x=1.0 m处的质点,Q是平衡地址在x=4.0 m处的质点;图乙为质点Q的振动图象。

以下说法正确的选项是()A.在t=0.10 s时,质点Q向y轴正方向运动B.在t=0.25 s时,质点P的加速度方向与y轴正方向相同C.从t=0.10 s到t=0.25 s,该波沿x轴负方向流传了6 mD.从t=0.10 s到t=0.25 s,质点P经过的行程为30 cmE.质点Q做简谐运动的表达式为y=0.10sin 10πt(国际单位制)λ=8m,由图乙得T=0.2s,所以v==40m/s。

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课时规范练37 机械振动基础对点练1.(多选)(2018·四川春季诊断性测试)下列说法正确的是()A.在同一均匀介质中,经过一个周期的时间,波传播的距离为一个波长B.真空中的光速在不同的惯性参考系中可能不同C.各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是γ射线D.验钞机是利用紫外线的特性工作的E.做简谐运动的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,经过一个周期的时间,波传播的距离为一个波长,选项A正确;根据相对论原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,选项B错误;各种电磁波中最容易表现出衍射现象的是无线电波,故C错误;验钞机是利用紫外线具有荧光特性工作的,选项D正确;做简谐运动的物体每次通过同一位置时,速度不一定相同,位移相同,回复力相同,则加速度一定相同,选项E正确;故选ADE。

2.(多选)如图所示,在一根绷紧的横绳上挂几个摆长不等的单摆,其中A、E的摆长相等且为L,重力加速度为g;A摆球的质量远大于其他各摆。

当A摆振动起来后,带动其余各摆球也随之振动起来,达到稳定后,以下关于各摆的振动,(不计空气和摩擦阻力的影响)下列说法正确的是()A.A摆完成30次用的时间为60πB.C摆振动的周期最长C.各摆振动的周期都相等D.如果E摆摆球质量增到原来的2倍,稳定后周期不变E.如果将B、C、D三摆去掉,仅保留A、E两摆,当先让A摆振动起来后,AE摆将同步摆动,当驱动力的频率接近物体的固有频率时,振幅最大,即共振。

A摆振动起来后,A摆完成30次用的时间为60π,A正确;B、C、D、E做受迫振动,振动的频率都等于A振动的频率。

所以各摆振动的周期都相等,C正确,B错误;E摆的摆长与A摆相等,则固有周期相等,即固有频率相等。

周期与质量无关,D正确。

如果将B、C、D三摆去掉,仅保留A、E两摆,当先让A摆振动起来后,A、E摆不同步摆动,选项E 错误。

3.(多选)(2018·辽宁沈阳三模)下列关于单摆的认识说法正确的是()A.伽利略通过对单摆的深入研究,得到了单摆周期公式B.将摆钟由广州移至哈尔滨,为保证摆钟的准确,需要将钟摆调长C.在利用单摆测量重力加速度的实验中,将绳长当做摆长代入周期公式会导致计算结果偏小D.将单摆的摆角从5°改为3°,单摆的周期不变E.摆球运动到平衡位置时,合力为零,惠更斯得出了单摆的周期公式,A错误;由广州移至哈尔滨重力加速度增大,根据T=2π可知为保证摆钟的准确,需要将钟摆调长,B正确;将绳长当做摆长,而摆长等于绳长+球半径,所以摆长偏小,根据T=2π可知周期计算结果偏小,C正确;在小摆角情况下,单摆做简谐运动的周期与摆角无关,摆角从5°改为3°时,单摆周期不变,D正确;摆球摆到平衡位置,回复力为零,因为小球做圆周运动,合力指向圆心,小球合力不等于零,E错误。

4.(2018·湖南长沙模拟)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=-0.1 m;t= s时刻x=0.1 m;t=4 s时刻x=0.1 m。

该振子的振幅和周期可能为()A.0.1 m, sB.0.1 m,8 sC.0.2 m, sD.0.2 m,8 sE.0.2 m,10 s解析若振子的振幅为0.1m,s=n+T,4-s=n1T,则周期最大值为 s,A正确,B错误;若振子的振幅为0.2m,由简谐运动的对称性可知,当振子由x=-0.1m处运动到负向最大位移处再反向运动到x=0.1m处,再经n个周期时所用时间为 s,则+n T=s,所以周期的最大值为 s,且t=4s时刻x=0.1m,C正确;当振子由x=-0.1m经平衡位置运动到x=0.1m处,再经n个周期时所用时间为 s,则+n T=s,所以此时周期的最大值为8s,且t=4s时,x=0.1m,D 正确。

5.(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,两单摆的周期相同,同一地点的g值相同,由单摆的周期公式T=2π得知,甲、乙两单摆的摆长L相同,A正确。

甲摆的振幅为10cm,乙摆的振幅为7cm,则甲摆的振幅比乙摆大,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,C错误。

在t=0.5s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,D正确。

由单摆的周期公式T=2π得g=,由于单摆的摆长未知,所以不能求得重力加速度,E错误。

6.(多选)如图所示,轻质弹簧下挂重为500 N的物体A,伸长了5 cm,再挂上重为300 N的物体B时又伸长了3 cm,弹簧均在弹性限度内,若将连接A、B两物体的细绳烧断,使A在竖直面内做简谐运动,下列说法中正确的是()A.最大回复力为300 NB.最大回复力为800 NC.振幅为8 cmD.振幅为3 cm500N的物体A,伸长了5cm,故弹簧的劲度系数为:k==10000N/m,若将连接A、B两物体的细绳烧断,物体A将做简谐运动,烧断瞬间,合力充当回复力;由于细线烧断前是平衡,烧断后先对A的拉力减小了300N,而弹力不变,故合力为300N,故最大回复力为300N,故A正确,B错误;刚剪断细线时物体的加速度最大,此处相当于是物体A 到达简谐运动的振幅处,故振幅为3cm,故C错误,D正确。

所以AD正确,BC错误。

7.如图,两单摆摆长相同,平衡时两摆球刚好接触。

现将摆球A在两摆球线所在平面内向左拉开一小角度后释放,碰撞后,两摆球分开各自做简谐运动。

以m A、m B分别表示摆球A、B 的质量,则()A.如果m A>m B,下一次碰撞将发生在平衡位置右侧B.如果m A>m B,下一次碰撞将发生在平衡位置左侧C.无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞可能在平衡位置左侧D.无论两摆球的质量之比是多少,下一次碰撞一定在平衡位置T=2π知,两单摆的周期相同与质量无关,所以相撞后两球分别经过T 后回到各自的平衡位置。

这样必然是在平衡位置相遇;所以不管AB的质量如何,下一次碰撞都在平衡位置,故ABC错误,D正确。

故选D。

8.(多选)如图所示,A、B两处为在同一均匀介质中且振动频率均为f的振源,两振源的振动步调完全相同,O点为两振源连线的中点。

已知两振源在该介质中形成的机械波的振幅均为A、波速均为v,AB=a,两振源的振动方向与初相位均相同。

则下列说法正确的是()A.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率fB.当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率2fC.当O点开始振动后其振幅等于2AD.当两振源之间的距离a=n(n=1、2、3…)时,O点开始振动后其振幅一定小于2AE.当O点开始振动后,其振动不一定与两振源的振动步调相同,各质点的振动频率均等于振源的振动频率,即当O点开始振动后其振动频率等于振源的振动频率f,A正确、B错误;由叠加原理可知,当O点开始振动后振幅应等于两列机械波的振幅之和,即为2A,C正确;因为O点为两振源连线的中点,到两振源的距离差等于零,因此O点为振动加强点,其振幅始终为2A,D错误;只有距离等于波长的整数倍的点其振动步调与振源的振动步调才相同,所以O点的振动不一定与两振源的振动步调相同,E正确。

9.(2018·浙江金华质检)(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲、乙所示。

测量方法正确的是(选填“甲”或“乙”)。

(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示。

光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丁所示,则该单摆的振动周期为。

若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将(选填“变大”“不变”或“变小”),图丁中的Δt将(选填“变大”“不变”或“变小”)。

乙(2)2t0变大变大游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量,正确的是图乙。

(2)一个周期内小球应该两次经过最低点,使光敏电阻的阻值发生变化,故周期为t1+2t0-t 1=2t;小球的直径变大后,摆长变长,根据T=2π可知,周期变大;每次经过最低点时小球的挡光时间变长,即Δt变大。

10.(2018·河南百校联考)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(选填“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?O (2)x=5sin πt cm小球在Q和P处的加速度最大0.5 m/s2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=,再根据单摆周期公式T=2π,可解得g=。

(2)由图乙可知单摆的振幅A=5cm,ω=rad/s=πrad/s,所以单摆做简谐运动的表达式为x=5sinπt cm。

小球在Q和P处的加速度最大,由图乙可看出此摆的周期是2s,根据T=2π,可求得摆长为L=1m,加速度最大值a m=m/s2=0.5m/s2。

11.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4.0 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。

.0 s(2)200 cm(3)x=12.5sin 2πt(cm)图象见解析图画出弹簧振子简谐运动示意图如图所示。

由对称性可得T=0.5×2s=1.0s。

(2)若B、C之间距离为25cm,则振幅A=×25cm=12.5cm振子4.0s内通过的路程s=×4×12.5cm=200cm。

(3)根据x=A sinωt,A=12.5cm,ω==2πrad/s,得x=12.5sin2πt(cm)振动图象如图所示。