2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對論 第1講 機(jī)械振動(dòng)練習(xí)新人教版

1、2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對論 第1講 機(jī)械振動(dòng)練習(xí)新人教版2022版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 光 電磁波與相對論 第1講 機(jī)械振動(dòng)練習(xí)新人教版年級：姓名：- 9 -第1講機(jī)械振動(dòng)一、選擇題(本題共9小題，13題為單選，49題為多選)1(2020浙江東陽中學(xué)期中)如圖所示是某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像。關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況，下列描述正確的是(d)at1.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)正沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)bt1.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移方向?yàn)閤軸負(fù)方向ct2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度為零dt2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度為零解析本題考查質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。t1.5 s時(shí)，圖像切

2、線的斜率為負(fù)，說明質(zhì)點(diǎn)正沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故a錯(cuò)誤；由題圖可知，t1.5 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移大于零，則質(zhì)點(diǎn)的位移方向?yàn)閤軸正方向，故b錯(cuò)誤；由題圖可知，t2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，則質(zhì)點(diǎn)的速度最大，故c錯(cuò)誤；由題圖可知，t2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，則同復(fù)力等于零，根據(jù)牛頓第二定律可知，質(zhì)點(diǎn)的加速度為零，故d正確。2(2021天津模擬)勁度系數(shù)為20 n/cm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖像如圖所示，在圖中a點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻(b)a振子所受的彈力大小為0.5 n，方向指向x軸的負(fù)方向b振子的速度方向指向x軸的正方向c在04 s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng)d在04 s內(nèi)振子通過的路程為0.35 cm，位移為零解析

3、本題考查從振動(dòng)圖像獲取信息。因?yàn)閍點(diǎn)偏離平衡位置0.25 cm，故振子所受的彈力大小f0.25 cm20 n/cm5 n，方向指向x軸的負(fù)方向，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；振子在由平衡位置向x軸正方向移動(dòng)，故它的速度方向指向x軸的正方向，選項(xiàng)b正確；由于周期為2 s，故在04 s內(nèi)振子做了2次全振動(dòng)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；在04 s內(nèi)振子通過的路程s0.58 cm4 cm，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤。3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點(diǎn)為中心點(diǎn)，在c、d兩點(diǎn)之間做周期為t的簡諧運(yùn)動(dòng)。已知在t1時(shí)刻物塊的速度大小為v、方向向下，動(dòng)能為ek。下列說法錯(cuò)誤的是(b)a如果在t2時(shí)刻物塊的速度大小也

4、為v，方向向下，則t2t1的最小值小于b如果在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為ek，則t2t1的最小值為tc物塊通過o點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大d當(dāng)物塊通過o點(diǎn)時(shí)，其加速度最小解析如果在t2時(shí)刻物塊的速度大小也為v、方向也向下，則t2t1的最小值小于，選項(xiàng)a正確；如果在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為ek，則t2t1的最小值小于，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；當(dāng)物塊通過o點(diǎn)時(shí)，其加速度最小，速度最大，動(dòng)能最大，選項(xiàng)c、d正確。4簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖線可用下述方法畫出：如圖甲所示，在彈簧振子的小球上安裝一支繪圖筆p，讓一條紙帶在與小球振動(dòng)方向垂直的方向上勻速運(yùn)動(dòng)，筆p在紙帶上畫出的就是小球的振動(dòng)圖像。取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置位移的正方向

5、，紙帶運(yùn)動(dòng)的距離代表時(shí)間，得到的振動(dòng)圖線如圖乙所示。下列說法正確的是(abe)甲乙a彈簧振子的周期為4 sb彈簧振子的振幅為10 cmct17 s時(shí)振子相對平衡位置的位移是10 cmd2.5 s時(shí)振子正在向x軸正方向運(yùn)動(dòng)e若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2 cm/s，振動(dòng)圖線上1、3兩點(diǎn)間的距離為4 cm解析周期是振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，由題圖知，彈簧振子的周期為t4 s，故a正確；振幅是振子離開平衡位置的最大距離，由題圖知，彈簧振子的振幅為10 cm，故b正確；振子的周期為4 s，由周期性知，t17 s時(shí)振子相對平衡位置的位移與t1 s時(shí)振子相對平衡位置的位移相同，為0，故c錯(cuò)誤；圖像的斜率表示速度，斜

6、率正、負(fù)表示速度的方向，則知2.5 s時(shí)振子的速度為負(fù)，正在向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故d錯(cuò)誤；若紙帶運(yùn)動(dòng)的速度為2 cm/s，振動(dòng)圖線上1、3兩點(diǎn)間的距離是svt22 cm4 cm，故e正確。5(2020湖北黃岡調(diào)研)如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(dòng)(做簡諧運(yùn)動(dòng))時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖像，圖乙為該彈簧振子某外力作用下做受迫振動(dòng)時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖像，則下列說法中正確的是(acd)a由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4 sb由圖乙可知該彈簧振子的固有周期為8 sc由圖乙可知外力的周期為8 sd如果改變外力的周期，在接近4 s的附近該彈簧振子的振幅較大e如果改變外力的周期，在接近8 s的附近該彈簧振子的振

7、幅較大解析本題考查自由振動(dòng)與受迫振動(dòng)問題。圖像甲是物體自由振動(dòng)時(shí)的圖像，由圖像甲可知，物體的固有周期為t04 s，故a正確；圖像乙是受迫振動(dòng)的圖像，則實(shí)際的振動(dòng)周期為8 s，即外力周期t8 s，故b錯(cuò)誤，c正確；當(dāng)物體的驅(qū)動(dòng)力的頻率等于物體的固有頻率時(shí)，物體的振動(dòng)達(dá)到最強(qiáng)，故當(dāng)外力的周期在4 s附近時(shí)，振幅較大，當(dāng)外力的周期比4 s小得多或大得多時(shí)，振幅較小，故d正確，e錯(cuò)誤。6如圖所示，把能在絕緣光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子放在水平向右的勻強(qiáng)電場中，小球在o點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長，a、b為關(guān)于o對稱的兩個(gè)位置，現(xiàn)在使小球帶上負(fù)電，并讓小球從b點(diǎn)靜止釋放，那么下列說法不正確的是(bce)a小球

8、仍然能在a、b間做簡諧運(yùn)動(dòng)，o點(diǎn)是其平衡位置b小球從b運(yùn)動(dòng)到a的過程中，動(dòng)能可能先增大后減小c小球仍然能做簡諧運(yùn)動(dòng)，但其平衡位置不在o點(diǎn)d小球不可能再做簡諧運(yùn)動(dòng)e小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，其動(dòng)能的增加量一定等于電勢能的減少量解析小球在勻強(qiáng)電場中受到水平向左的電場力，設(shè)該電場力大小為f0，小球合力為零的位置應(yīng)該在o點(diǎn)左側(cè)，設(shè)為o1，設(shè)o1、o點(diǎn)的間距為x0，彈簧勁度系數(shù)為k，則f0kx0；取水平向左為正方向，當(dāng)小球從o1點(diǎn)向右運(yùn)動(dòng)的位移為x時(shí)，回復(fù)力ff0k(x0x)kx，所以小球會(huì)以o1點(diǎn)為平衡位置做簡諧運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)a、d錯(cuò)誤，c正確；若a點(diǎn)在平衡位置o1點(diǎn)的左側(cè)，小球從b運(yùn)動(dòng)到a的過程中，動(dòng)能先增

9、大后減小，選項(xiàng)b正確；小球做簡諧運(yùn)動(dòng)的過程中，小球的動(dòng)能和電勢能及彈簧的彈性勢能之和守恒，小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，彈簧的彈性勢能不變，所以小球動(dòng)能的增加量一定等于電勢能的減少量，選項(xiàng)e正確。7關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)的周期，以下說法正確的是(acd)a間隔一個(gè)周期的兩個(gè)時(shí)刻，物體的振動(dòng)情況完全相同b間隔半個(gè)周期奇數(shù)倍的兩個(gè)時(shí)刻，物體的速度和加速度可能同時(shí)相同c半個(gè)周期內(nèi)物體動(dòng)能的變化一定為零d一個(gè)周期內(nèi)物體勢能的變化一定為零e經(jīng)過一個(gè)周期質(zhì)點(diǎn)通過的路程變?yōu)榱憬馕龈鶕?jù)周期的意義知，物體完成一次全振動(dòng)，所有的物理量都恢復(fù)到初始狀態(tài)，故選項(xiàng)a、d正確；當(dāng)間隔半個(gè)周期的奇數(shù)倍時(shí)，所有的矢量都變得大小相等、方向相反，

10、故選項(xiàng)b錯(cuò)誤；由于間隔半個(gè)周期各矢量大小相等，所以物體的動(dòng)能必定相等，沒有變化，故選項(xiàng)c正確；經(jīng)過一個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4a，故選項(xiàng)e錯(cuò)誤。8(2021北京東城區(qū)模擬)如圖所示，半徑為r的光滑圓弧槽固定于水平面上，c為弧形槽的最低點(diǎn)，o為弧形槽的圓心位置。o點(diǎn)、圓弧槽上的a點(diǎn)和b點(diǎn)分別放上完全相同、可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，已知10?，F(xiàn)將三小球同時(shí)由靜止釋放，下列說法正確的是(bc)aa處小球比b處小球晚到達(dá)o點(diǎn)ba處小球與b處小球同時(shí)到達(dá)o點(diǎn)co處小球比a處小球早到達(dá)c點(diǎn)do處小球比b處小球晚到達(dá)c點(diǎn)解析本題考查弧面上的類單擺模型。可將兩小球的運(yùn)動(dòng)視為單擺運(yùn)動(dòng)，依據(jù)單擺的周期公式t2，由于lal

11、b，所以a處小球與b處小球同時(shí)到達(dá)o點(diǎn)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤，b正確；o處小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，所用時(shí)間t，所以o處小球比a、b處小球早到達(dá)c點(diǎn)，選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤。9(2018天津卷)一振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。t0時(shí)振子的位移為0.1 m，t1 s時(shí)位移為0.1 m，則(ad)a若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sb若振幅為0.1 m，振子的周期可能為 sc若振幅為0.2 m，振子的周期可能為4 sd若振幅為0.2 m，振子的周期可能為6 s解析若振幅為0.1 m，則tnt(n0,1,2，)。當(dāng)n0時(shí)，t2 s；n1時(shí)，t s；n2時(shí)，t s。故選項(xiàng)a正確，選項(xiàng)b錯(cuò)誤。若振幅為0.

12、2 m，振動(dòng)分兩種情況討論：振子振動(dòng)如圖甲所示，則振子由c點(diǎn)振動(dòng)到d點(diǎn)用時(shí)至少為，周期最大為2 s。振子振動(dòng)如圖乙中實(shí)線所示。圖甲由xasin (t)知t0時(shí)，asin ，即振子由c點(diǎn)振動(dòng)到o點(diǎn)用時(shí)至少為，由簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性可知，振子由c點(diǎn)振動(dòng)到d點(diǎn)用時(shí)至少為，則t最大為6 s。若振子振動(dòng)如圖乙中虛線所示，振子由c點(diǎn)振動(dòng)到d點(diǎn)，則t2 s。圖乙綜上所述c錯(cuò)誤，d正確。二、非選擇題10(2020江蘇如皋中學(xué)期末)利用單擺測當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：(1)某同學(xué)測量擺長l和周期平方t2的數(shù)據(jù)如表格所示.l/m0.4000.5000.6000.8001.200t2/s21.602.102.403.20

13、4.80根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中畫出lt2圖像，并由圖像求得重力加速度g9.86m/s2。(保留三位有效數(shù)字，計(jì)算時(shí)2取9.86)答案(2)某同學(xué)測得的重力加速度值比當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)值偏大，其原因可能有c。a振幅過小b擺球質(zhì)量過大c擺動(dòng)次數(shù)多記了一次d將擺長當(dāng)成了擺線長和球直徑之和解析(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)作出lt2圖像如圖所示。根據(jù)單擺周期公式t2可得lt2，結(jié)合圖像的斜率解得g29.86 m/s2。(2)由g42 可知，測量的重力加速度與振幅和擺球質(zhì)量均無關(guān)a、b錯(cuò)誤；擺動(dòng)次數(shù)多記了一次，即t偏小，故g偏大，c正確；本題數(shù)據(jù)處理利用圖像斜率來求，重力加速度g，但擺長的計(jì)算方法錯(cuò)用擺線長和球直徑之和，并不影響

14、圖像的斜率，故g測量值不受影響d錯(cuò)誤。11(2020河南鄭州月考)如圖所示，有一個(gè)擺長為l的單擺，現(xiàn)將擺球a拉離平衡位置一個(gè)很小的角度，然后由靜止釋放，a擺至平衡位置p時(shí)，恰與靜止在p處的b球發(fā)生正碰，碰后a繼續(xù)向右擺動(dòng)，b球以速度v沿光滑水平面向右運(yùn)動(dòng)，與右側(cè)的墻壁碰撞后以原速率返回，當(dāng)b球重新回到位置p時(shí)恰與a再次相遇，求位置p與墻壁間的距離d。答案(n1,2,3，)解析擺球a做簡諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其與b球發(fā)生碰撞后速度改變，但是擺動(dòng)的周期不變。而b球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這樣，再次相遇的條件為b球來回所需要的時(shí)間為單擺半周期的整數(shù)倍，n(n1,2,3，)由單擺周期公式t2解得d(n1,2,3，)。12(2021湖北武漢部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)一個(gè)彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)o，振幅a10 cm，周期t2 s。t0時(shí)，小球位于x05 cm處，且正在向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。(1)寫出小球的位置坐標(biāo)x隨時(shí)間t變化的關(guān)系式；(2)求出在t0至t0.5 s內(nèi)