高考物理一輪復(fù)習(xí)第章機(jī)械振動與機(jī)械波光電磁波與相對論練案機(jī)械振動新人教

1、練案36機(jī)械振動一、選擇題(本題共10小題，15題為單選，610題為多選)1做簡諧運(yùn)動的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量減小為原來的，擺球經(jīng)過平衡位置時速度增大為原來的2倍，則單擺振動的(C)A頻率、振幅都不變B頻率、振幅都改變C頻率不變、振幅改變D頻率改變、振幅不變解析由單擺的周期公式T2可知，單擺擺長不變，則周期不變，頻率不變；振幅A是反映單擺運(yùn)動過程中的能量大小的物理量，據(jù)動能公式可知，擺球經(jīng)過平衡位置時的動能不變，但質(zhì)量減小，則高度增大，因此振幅改變，故A、B、D錯誤，C正確。2(2018湖南長郡中學(xué)月考)如圖所示，一輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端連接一物塊，物塊沿豎直方向以O(shè)點為中心點，在

2、C、D之間做周期為T的簡諧運(yùn)動。已知在t1時刻物塊的動量為p、動能為Ek。下列說法中正確的是(C)A如果在t2時刻物塊的動量也為p，則t2t1的最小值為TB如果在t2時刻物塊的動能也為Ek，則t2t1的最小值為TC當(dāng)物塊通過O點時，其加速度最小D物塊運(yùn)動至C點時，其加速度最小解析當(dāng)物塊的動量相等時，物塊的速度相等，做簡諧振動的物塊速度相等時對應(yīng)的兩個時刻差t2t1的最小值小于T，故選項A錯誤；當(dāng)物塊的動能相等時，物塊的速度大小相等，做簡諧振動的物塊速度大小相等的兩個時刻差t2t1的最小值小于T，故選項B錯誤；物塊在O點所受的合力為零，加速度為零，故選項C正確；物塊在C、D兩點所受的合力最大，故

3、加速度最大，故選項D錯誤。3如圖所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力，測得彈簧振子振動達(dá)到穩(wěn)定時的頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動的頻率為(A)A1HzB3HzC4HzD5Hz解析受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故把手轉(zhuǎn)動的頻率為1Hz。4(2018山東滕州月考)如圖所示，甲、乙是擺長相同的兩個單擺，它們中間用一根很短的細(xì)線相連，兩擺線均與豎直方向成角。已知甲的質(zhì)量等于乙的質(zhì)量，當(dāng)細(xì)線突然斷開后，甲、乙兩擺都做簡諧運(yùn)動，下列說法正確的是(A)A甲不會與乙碰撞B甲的運(yùn)動周期小于乙的運(yùn)動周期C甲的振幅小于乙的振幅D甲的最大速度小于乙的最大速度解析根據(jù)能量守恒定

4、律判斷出甲、乙兩擺球上升的最大高度相同，所以兩球不會相撞，振幅相同。根據(jù)單擺的周期公式T2可知，周期相同。根據(jù)動能定理，兩球分別由最高點運(yùn)動到最低點時，有mgl(1cos)mv20，解得v，所以甲、乙的最大速度相等。故A正確，B、C、D錯誤。5(2018河北衡水中學(xué)質(zhì)檢)一個擺長約1m的單擺，在隨時間變化的驅(qū)動力F作用下振動，要使單擺振動的振幅盡可能地大，應(yīng)選用的驅(qū)動力F是圖中的(C)解析擺長約1m的單擺周期約為2s，要使單擺振動的振幅盡可能大，選用的驅(qū)動力的周期應(yīng)與單擺固有周期盡可能接近，故選項C正確。6(2018山西重點中學(xué)聯(lián)考)下列關(guān)于做簡諧運(yùn)動的物體的說法中正確的是(ADE)A位移減小

5、時，加速度減小，速度增大B位移的方向總與加速度的方向相反，與速度的方向相同C一次全振動就是動能或勢能第一次恢復(fù)為原來的大小所經(jīng)歷的過程D一次全振動就是速度和加速度第一次同時恢復(fù)為原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程E物體運(yùn)動方向指向平衡位置時，速度的方向與位移的方向相反；背離平衡位置時，速度方向與位移方向相同解析當(dāng)位移減小時，回復(fù)力減小，加速度減小，物體正在返回平衡位置，速度增大，故A正確；回復(fù)力與位移方向相反，故加速度與位移方向相反，速度可以與位移方向相同，也可以相反，物體沿指向平衡位置的方向運(yùn)動時，速度的方向與位移的方向相反，物體沿背離平衡位置的方向運(yùn)動時，速度方向與位移方向相同，故B錯誤，E正確

6、；一次全振動，動能和勢能均會有兩次恢復(fù)為原來的大小，故C錯誤；速度和加速度第一次同時恢復(fù)為原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程為一次全振動，故D正確。7(2018河南豫北名校月考)如圖所示，一質(zhì)量為M的木質(zhì)框架放在水平桌面上，框架上懸掛一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端拴接一質(zhì)量為m的鐵球。用手向下拉一小段距離后釋放鐵球。鐵球便上下做簡諧運(yùn)動，則(BCE)A彈簧處于原長時的位置是鐵球做簡諧運(yùn)動的平衡位置B在鐵球向平衡位置運(yùn)動的過程中，鐵球的位移、回復(fù)力、加速度都逐漸減小，速度增大C若鐵球的振動周期恰好等于以鐵球平衡時彈簧的伸長量為擺長的單擺周期，則該鐵球的周期T2D若彈簧振動過程的振幅可調(diào)，則當(dāng)框架對

7、桌面的壓為零時，彈簧的壓縮量為E若彈簧振動過程的振幅可調(diào)，且保證木質(zhì)框架不會離開桌面，則鐵球的振幅最大是解析平衡位置是振子處于平衡狀態(tài)時所處的位置，鐵球處于平衡位置時，其所受的重力大小與彈簧的彈力大小相等，即mgkx，此時彈簧處于拉伸狀態(tài)，故選項A錯誤；振動中的位移指由平衡位置指向振動物體所在位置的有向線段，因而鐵球向平衡位置運(yùn)動時位移逐漸減小，而回復(fù)力與位移成正比，故回復(fù)力也減小，由牛頓第二定律a得，加速度也減小，鐵球向平衡位置運(yùn)動時，回復(fù)力與速度方向一致，故小球的速度逐漸增大，故選項B正確；單擺周期公式T2，根據(jù)平衡條件有kLmg，聯(lián)立解得T2，故選項C正確；當(dāng)框架對桌面壓力為零瞬間，彈簧

8、對框架向上的作用力等于框架重力Mg，則輕彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力FMgkx，解得彈簧的壓縮量為x，故選項D錯誤；框架重力為Mg，當(dāng)鐵球處在最高位置，即S彈簧被壓縮時，框架受到豎直向上的彈力等于Mg，此時框架對桌面的壓力恰好減小為零，根據(jù)胡克定律，這時彈簧被壓縮l，鐵球處于平衡位置時，彈簧被拉長l0，振幅是鐵球離開平衡位置的最大距離，最大振幅Amll0，因此鐵球的振幅只要不大于，框架就不會離開桌面，故選項E正確。8(2018河南曲靖質(zhì)檢)下列說法中正確的是(BCE)A一彈簧連接一物體沿水平方向做簡諧運(yùn)動，則該物體做的是勻變速直線運(yùn)動B若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時

9、的速度減為原來的1/2，則單擺振動的頻率不變，振幅變小C做簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時，速度不一定相同D單擺在周期性的外力作用下做受迫運(yùn)動，則外力的頻率越大，單擺的振幅越大E機(jī)械波在介質(zhì)中傳播時，各質(zhì)點不會隨波的傳播而遷移，只是在平衡位置附近振動解析一彈簧連接一物體沿水平方向做簡諧運(yùn)動，該物體做的是非勻變速直線運(yùn)動，故A錯誤；單擺的周期公式T2，若單擺的擺長不變，則單擺振動的頻率將不變；擺球經(jīng)過平衡位置時的速度減為原來的，由mgl(1cos)mv2可知變小，則振幅變小，故B正確；做簡諧運(yùn)動的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時，速度有往返兩個不同方向，故速度不一定相同，故C正確；單擺在周期性

10、的外力作用下做受迫運(yùn)動，當(dāng)驅(qū)動力頻率等于單擺的固有頻率時，單擺的振幅最大，發(fā)生共振，故D錯誤；機(jī)械波在介質(zhì)中傳播的是振動形式，各質(zhì)點不會隨波的傳播而遷移，只是在平衡位置附近振動，故E正確。9如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一小球(小球可以看成質(zhì)點)。在O點正下方，距O點處的P點固定一顆小釘子?，F(xiàn)將小球拉到點A處，輕繩被拉直，然后由靜止釋放小球。點B是小球運(yùn)動的最低位置，點C(圖中未標(biāo)出)是小球能夠到達(dá)的左方最高位置。已知點A與點B之間的高度差為h，hl。A、B、P、O在同一豎直平面內(nèi)。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，不計空氣阻力。下列說法正確的是(BC)A點C與點B高度差小于hB點C與點B

11、高度差等于hC小球擺動的周期等于D小球擺動的周期等于解析由機(jī)械能守恒定律可知，點C與點B高度差等于h，選項A錯誤；B正確；由單擺周期公式可知，小球擺動的周期等于，選項D錯誤，C正確。10(2018河北衡水二中質(zhì)檢)光滑斜面上物塊A被平行于斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于O點，如圖所示，現(xiàn)將A沿斜面拉到B點無初速釋放，物塊在BC范圍內(nèi)做簡諧運(yùn)動，則下列說法正確的是(CD)A在振動過程中，物塊A的機(jī)械能守恒BC點時彈簧的彈性勢能最小CC點時系統(tǒng)勢能最大，O點時系統(tǒng)勢能最小DB點時物塊A的機(jī)械能最小解析在振動過程中，物塊A和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)化，由于彈簧的彈性勢能是變化的，故物塊A的機(jī)械能不守恒，物塊

12、與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)總機(jī)械能守恒，故A錯誤。當(dāng)物塊A被平行斜面的輕質(zhì)彈簧拉住靜止于O點時，物體A受到向上的彈力，所以彈簧處于伸長狀態(tài)，結(jié)合簡諧運(yùn)動的對稱性可知，物塊在B點時彈簧的伸長量一定最長，而物塊在C點時，彈簧可能處于原長狀態(tài)，也可能處于壓縮狀態(tài)或伸長狀態(tài)，可知在C點時彈簧的彈性勢能不一定最小，故B錯誤。物塊A和彈簧系統(tǒng)總機(jī)械能守恒，物塊在C點時，動能為零，故物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)勢能(重力勢能和彈性勢能之和)最大；在O點時，動能最大，故勢能最小，故C正確。物塊在B點時，彈簧的伸長量最長，彈簧的彈性勢能最大，物塊A的機(jī)械能最小，故D正確。二、非選擇題11(2018江西省臨川月考)(1)如圖甲所示

13、是演示沙擺振動圖象的實驗裝置，沙擺的運(yùn)動可看作是簡諧運(yùn)動。若用力F向外拉木板使木板以0.20m/s做勻速運(yùn)動，圖乙是實驗得到的木板上長度為0.60m范圍內(nèi)的振動圖象，那么這次實驗所用的沙擺的擺長為_0.57_m。(答案保留兩位有效數(shù)字，計算時取210，g取10m/s2)(2)如圖丙所示，滑塊A、B疊放在光滑水平地面上，滑塊B與自由長度為L0的輕彈簧相連。當(dāng)系統(tǒng)振動時，滑塊A、B始終保持相對靜止，已知mA3m，mBm，當(dāng)滑塊距平衡位置的位移大小x時，系統(tǒng)的加速度大小為a，則滑塊A受到B的摩擦力Ff與滑塊A位移x的函數(shù)關(guān)系式為 x。解析(1)由題意可知單擺的周期為T1.5s，結(jié)合T2可得l0.57

14、m。(2)設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k，則k(3mm)a4ma，解得k，當(dāng)位移為x時，整體的加速度大小為a，隔離對A分析，則摩擦力為Ff3makx。12彈簧振子以O(shè)點為平衡位置在B、C兩點間做簡諧運(yùn)動，在t0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運(yùn)動；在t0.2s時，振子速度第一次變?yōu)関；在t0.5s時，振子速度第二次變?yōu)関。(1)求彈簧振子的振動周期T。(2)若B、C之間的距離為25cm，求振子在4.0s內(nèi)通過的路程。(3)若B、C之間的距離為25cm，從平衡位置開始計時，寫出彈簧振子位移的表達(dá)式，并畫出彈簧振子的振動圖象。答案：(1)1.0s(2)200cm(3)x12.5sin2tcm振動圖象如

15、圖所示解析(1)由對稱性可得T0.52s1.0s。(2)若B、C之間距離為25cm，則振幅A25cm12.5cm，振子4.0s內(nèi)通過的路程s4412.5cm200cm。(3)根據(jù)xAsint，A12.5cm，2rad/s，得x12.5sin2t(cm)。13如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在彈簧上，與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運(yùn)動，當(dāng)振幅為A時，物塊對彈簧的最大壓力是物重的1.5倍，則物塊對彈簧的最小壓力是多少？要使物塊在振動中不離開彈簧，振幅不能超過多大？答案：mg2A解析當(dāng)物塊運(yùn)動到最低點時，對彈簧的壓力最大，由牛頓第三定律知彈簧對物塊的彈力最大，此時由牛頓第二定律得Fmaxmgma，因為Fmax1.5mg，解得a0.5g。當(dāng)物塊運(yùn)動到最高點時，對彈簧彈力最小，由牛頓