2011-2019年高考物理真题分类汇编：简谐振动

2011-2019年高考物理真题分类汇编：简谐振动
1. 【2019年物理江苏卷】一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的
．
A. 位移增大
B. 速度增大
C. 回复力增大
D. 机械能增大
【答案】AC
【解析】
【详解】由简谐运动的特点可知，当偏角增大，摆球偏离平衡位置的位移增大，故A正确；当偏角增大，动能转化为重力势能，所以速度减小，故B错误；由回复力F kx
=-可知，位移增大，回复力增大，故C正确，单摆做简谐运动过程中只有重力做功，所以机械能守恒，故D错误；
2.2013年上海卷
4．做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是
A．位移B．速度C．加速度D．回复力
答案：B
解析：做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，位移相同，加速度相同，位移相同，可能不同的物理量是速度，选项B正确。

3.2015年上海卷17．质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中做机械振动的是（ABC ）
解析：机械振动是指物体在某一平衡位置附近做来回运动，质点运动的位移x与时间t的关系如图所示中，ABC正确，D错误。

4.2013年安徽卷24.（20分）
如图所示，质量为M、倾角为α的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动摩擦因数为μ，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l
的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。

压缩
弹簧使其长度为3
4
l时将物块由静止开始释放，且物块在以后的
运动中，斜面体始终处于静止状态。

重力加速度为g。

（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；m
α
M
（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x 表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动； （3）求弹簧的最大伸长量；
（4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数μ应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？ 答案：（1）k αmg L sin + （2）见解析 （3）k α
mg L sin 24+
（4）α
αα
μsin cos 44cos )sin 4(2kL mg Mg αmg kL -++≥
解析：（1）设物体在斜面上平衡时，弹簧的伸长量为ΔL ，有
sin =∆-L k αmg
解得k
α
mg L sin =
∆ 此时弹簧的长度为k
α
mg L sin +
（2）当物块的位移为x 时，弹簧的伸长量为ΔL ， 物块所受合力为 )
sin L x k αmg F ∆+-=（合
联立以上各式可得kx F -=合，可知物块作简谐振动。

（3）物块作简谐振动的振幅为k α
mg L A sin 4+=
弹簧的最大伸长量为
k
α
mg L sin 24+
（4）设物块位移x 为正，则斜面体受力情况如图所示，由于斜面体平衡，所以有： 水平方向 0cos sin 1=-+αF αF f N 竖直方向 0sin cos 12=---ααF F Mg F N N 又 α
cos ),
1mg F L x k F N =∆+=（
联立可得0
sin cos 12=---ααF F Mg F N N
为使斜面体始终处于静止，结合牛顿第三定律，应有2N F f μ≤，所以
ααμsin cos 2
kx mg Mg x k F f N ++=
≥
当x=-A 时，上式右端达到最大值，于是有
αααμsin cos 44cos )sin 4(2kL mg Mg αmg kL -++≥。