2020年人教版(山東專用)高考物理練習(xí)：機(jī)械振動(dòng)

1、選修 3-4第 1 節(jié)機(jī)械振動(dòng)-課時(shí)訓(xùn)練課時(shí)訓(xùn)練 即時(shí)鞏筍即時(shí)鞏筍 塚出兩分塚出兩分I基確必備練基確必備練I1. 彈簧振子在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，若某一過(guò)程中振子的速率在減小，則此 時(shí)振子的（D ）A. 速度與位移方向一定相反B. 加速度與速度方向可能相同C. 位移可能在減小D. 回復(fù)力一定在增大解析：彈簧振子的速率在減小，則動(dòng)能減小，彈性勢(shì)能增大，故振子必 定從平衡位置向最大位移處運(yùn)動(dòng)，速度與位移方向相同，則加速度與 速度方向必定相反，故選項(xiàng) A,B 錯(cuò)誤；由上述分析可知，彈簧振子的位 移大小在增大，回復(fù)力的大小與位移大小成正比，故回復(fù)力一定增大, 故選項(xiàng) C錯(cuò)誤,D 正確.2. 關(guān)于單擺，下列說(shuō)法

2、中正確的是（B ）A. 擺球運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力是它受到的合力B. 擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)軌跡上的同一點(diǎn)，加速度是不變的C. 擺球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的方向始終指向平衡位置D. 擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)，加速度為零解析:擺球的回復(fù)力為重力沿軌跡切線方向的分力,A 錯(cuò)誤；擺球經(jīng)過(guò) 最低點(diǎn)時(shí)，回復(fù)力為零，但合力提供向心力,C,D 錯(cuò)誤；由擺球的受力特 點(diǎn)知B 正確.3.（多選）如圖所示，彈簧下端懸掛一鋼球，上端固定,它們組成一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng).用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放,鋼球便上下振動(dòng)起 來(lái),若以豎直向下為正方向，下列說(shuō)法正確的是（BC ）A. 鋼球的最低處為平衡位置B. 鋼球原來(lái)靜止時(shí)的位置為平衡位置C. 鋼

3、球振動(dòng)到距原靜止位置下方 3 cm 處時(shí)位移為 3 cmD. 鋼球振動(dòng)到距原靜止位置上方 2 cm 處時(shí)位移為 2 cm解析：振子的平衡位置為振子靜止時(shí)的位置，故 A 錯(cuò)誤,B 正確；振動(dòng)中 的位移為從平衡位置指向某時(shí)刻振子所在位置的有向線段，據(jù)題意可 判斷C 正確,D 錯(cuò)誤.4.（多選）如圖所示為某物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（AC ）A. 由 iQ,位移在增大B. 由 iQ,速度在增大C. 由 h/HN,位移先減小后增大D. 由 MHN,位移始終減小5.若單擺的擺長(zhǎng)不變，擺球的質(zhì)量由 20 g 增加為 40 g,擺球離開(kāi)平衡位置時(shí)最大角度由 4減為 2 ,則單擺振動(dòng)的（B ）A

4、. 頻率不變，振幅不變B. 頻率不變，振幅改變C. 頻率改變，振幅不變D. 頻率改變，振幅改變解析：?jiǎn)螖[的擺長(zhǎng)不變時(shí)，單擺振動(dòng)的周期 T=2n不變,頻率 f-不 變；擺長(zhǎng)不變時(shí)，擺角越小，振幅越小,選項(xiàng) B 正確.6. 一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線（振幅 A 與驅(qū)動(dòng)力頻率 fB. 此單擺的擺長(zhǎng)約為 1 mC. 若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大D. 若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng)解析:由共振曲線知此單擺的固有頻率為 0.5 Hz,固有周期為 2 s;再 卩由 T=2n,得此單擺的擺長(zhǎng)約為 1 m;若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有周期增 大，固有頻率減小，則共振曲線的峰將向左移動(dòng).7.如圖所示,

5、質(zhì)量相同的四個(gè)擺球懸于同一根橫線上，四個(gè)擺的擺長(zhǎng)分別為 11=2 m、I2=1.5 m、l3=1 m、I4=0.5 m.現(xiàn)以擺 3 為驅(qū)動(dòng)擺，讓擺 3 振動(dòng),使其余三個(gè)擺也振動(dòng)起來(lái)，則擺球振動(dòng)穩(wěn)定后（D ）A.此單擺的固有周期約為的關(guān)系）如圖所示,則（廠hcC p04O1A. 擺 1 的振幅一定最大B. 擺 4 的周期一定最短C. 四個(gè)擺的振幅相同D. 四個(gè)擺的周期相同解析：讓擺 3 振動(dòng)，其余三個(gè)擺做受迫振動(dòng)，則四個(gè)擺的周期相同，選 項(xiàng)D 正確.8. 彈簧振子的質(zhì)量是 2 kg,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置左側(cè) 2 cm 時(shí),受到的 回復(fù)力是 4 N,當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到平衡位置右側(cè) 4 cm 時(shí)，它的加速度是

6、（D ）A. 2 m/s2,向右B. 2 m/s2,向左C. 4 m/s2,向右D. 4 m/s2,向左kx F解析：由振動(dòng)的對(duì)稱性知右側(cè) 4 cm 處回復(fù)力為 8 N,由 a=- =：知 a=4m/s2,方向向左.能力能力培養(yǎng)練培養(yǎng)練I9. 如圖（甲）所示，彈簧振子以 0 點(diǎn)為平衡位置，在 A,B 兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧 運(yùn)動(dòng),取向右為正方向，振子的位移 x 隨時(shí)間 t 的變化如圖（乙）所示，下列說(shuō)法正確的是（A ）A. t=0.8 s 時(shí)，振子的速度方向向左B. t=0.2 s 時(shí),振子在 0 點(diǎn)右側(cè) 6 cm 處C. t=0.4 s 和 t=1.2 s 時(shí),振子的加速度完全相同D. t=0.4

7、s 到 t=0.8 s 的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸減小解析：從 t=0.8 s 起，再過(guò)一段微小時(shí)間，振子的位移為負(fù)值，因?yàn)槿∠?右為正方向，故 t=0.8 s 時(shí),速度方向向左,A 正確;由圖像得振子的位移 x=12sin t（cm）,故 t=0.2 s 時(shí),x=6 cm,故 B 錯(cuò)誤;t=0.4 s 和kxt=1.2 s 時(shí)，振子的位移方向相反，由 a=-；- 知,加速度方向相反,C 錯(cuò)誤;t=0.4 s 到 t=0.8 s 的時(shí)間內(nèi)，振子的位移逐漸減小，故振子逐漸 靠近平衡位置，其速度逐漸增大，故 D 錯(cuò)誤.10. （多選） 某彈簧振子在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移 x 二 Asin31,

8、 振動(dòng)圖像如圖所示，則（BCD ）A. 彈簧在第 1 s 末與第 5 s 末的長(zhǎng)度相同|B. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率為HzC. 第 3 s 末,彈簧振子的位移大小為AD. 彈簧振子在第 3 s 末與第 5 s 末的速度方向相同 解析：在水平方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，其位移 x 的正、負(fù)表示彈 簧被拉伸或壓縮，彈簧振子在第 1 s 末與第 5 s 末時(shí),位移大小相同，但方向不同，因此彈簧長(zhǎng)度不同,A 錯(cuò)誤；由圖像可知，T=8 s,故頻率為I2rrITnf= $ Hz,B 正確；3=T=rad/s,將 t=3 s 代入 x=Asin t,可得彈簧振子的位移大小 A,C 正確；第 3 s 末至第 5 s

9、末彈簧振子 x-t 圖像 上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)的切線的斜率的正負(fù)相同，故速度方向相同，D 正確.11. （2019 海南三亞中學(xué)月考） （多選）如圖所示,甲、 乙兩木塊疊放在 光滑水平面上，質(zhì)量分別為 m 和 M,甲木塊與乙木塊之間的最大靜摩擦 力為fm,乙木塊與勁度系數(shù)為 k 的輕質(zhì)彈簧連接構(gòu)成彈簧振子，為使甲 木塊和乙木塊在振動(dòng)過(guò)程中不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則（BD ）IrTN .（M +叭A. 它們的振幅不能大于 A= ：（何+叭B. 它們的振幅不能大于 A=；frnC. 它們的最大加速度不能大于AnD. 它們的最大加速度不能大于解析:當(dāng)甲木塊和乙木塊在振動(dòng)過(guò)程中恰好不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，甲、乙兩木塊間靜摩擦

10、力達(dá)到最大.根據(jù)牛頓第二定律，以甲木塊為研究對(duì)象,a 二心,D 正確；以甲、乙兩木塊整體為研究對(duì)象，kA=(M+m)a,代入fm帥 +m)fma=得,A=；,B 正確.12. (2019 山東棗莊模擬)如圖所示，甲、乙是擺長(zhǎng)相同的兩個(gè)單擺，它們中間用一根細(xì)線相連，兩擺線均與豎直方向成B角.已知甲的質(zhì) 量小于乙的質(zhì)量，當(dāng)細(xì)線突然斷開(kāi)后，甲、乙兩擺都做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，下列 說(shuō)法正確的是(A )A. 甲不會(huì)與乙碰撞B. 甲的運(yùn)動(dòng)周期小于乙的運(yùn)動(dòng)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)能量守恒定律判斷出它們上升的最大高度相同.所以兩球不會(huì)相撞，振幅相同.根據(jù)單擺的周期 T=

11、2n,周期與擺球的質(zhì)量、振幅無(wú)關(guān)，故周期相同.根據(jù)動(dòng)能定理，由最高點(diǎn)到最低點(diǎn),1mgl(1-cos0)=，mV-0,v=YO呦，所以甲、乙最大速度相等，故選項(xiàng) A 正確,B,C,D 錯(cuò)誤.13. 如圖所示為一彈簧振子的振動(dòng)圖像，試完成以下問(wèn)題：(1)寫出該振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式；在第 2 s 末到第 3 s 末這段時(shí)間內(nèi)，彈簧振子的加速度、速度、動(dòng) 能和彈性勢(shì)能各是怎樣變化的？(3)該振子在前 100 s 的總位移是多少？路程是多少？解析：(1)由振動(dòng)圖像可得 A=5 cm,T=4 s, =0IT貝卩 3= =rad/s故該振子簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為 x=5sin t(cm).由題圖可知，在 t=2

12、 s 時(shí),振子恰好通過(guò)平衡位置，此時(shí)加速度為零，隨著時(shí)間的延續(xù)，位移不斷變大，加速度也變大，速度不斷變小，動(dòng)能 不斷減小，彈性勢(shì)能逐漸增大，當(dāng) t=3 s 時(shí)，加速度達(dá)到最大值，速度等 于零，動(dòng)能等于零，彈性勢(shì)能達(dá)到最大值.振子經(jīng)過(guò)一個(gè)周期位移為零，路程為 4X 5 cm=20 cm,前 100 s 岡 U 好經(jīng)過(guò)了 25 個(gè)周期,所以前 100 s 振子的位移 x=0,振子的路程s=25X20 cm=500 cm=5 m.答案：見(jiàn)解析14. 如圖所示，輕彈簧的下端系著 A,B 兩球,mA=100 g,mB=500 g,系統(tǒng)靜 止時(shí)彈簧伸長(zhǎng) x=15 cm,未超出彈性限度.若剪斷 A,B 間繩，則 A 在豎2直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，求:(g 取 10 m/s )(1) A 的振幅為