2.高考物理機械振動專題精練含答案

課時作業(yè)44機械振動時間：45分鐘基礎訓練.如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運動.以平衡位置O為原點建立Ox軸，向右為x軸的正方向.若振子位于N點時開始計時，則其振動圖象為(A)［產產產丁，/■嚴—####/,，"才一步#"內■ ￥*■MON工ABC D解析：開始計時時，彈簧振子從正向最大位移處開始運動，故位移—時間圖象為A圖.2.如圖所示為某彈簧振子在0?5s內的振動圖象，由圖可知，下列說法中正確的是(D)jc/cmA.振動周期為5s,振幅為8cmB.第2s末振子的速度為零，加速度為負向的最大值C從第1s末到第2s末振子的位移增加，振子在做加速度減小的減速運動D.第3s末振子的速度為正向的最大值解析：由題圖圖象可知振動周期為4§,振幅為8cm,選項A錯誤；第2s末振子在最大位移處，速度為零，位移為負，加速度為正向的最大值，選項B錯誤；從第1s末到第2s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的減速運動，選項C錯誤；第3s末振子在平衡位置，向正方向運動，速度為正向的最大值，選項D正確..如圖所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺，其中A、B的擺長相等.當A擺振動的時候，通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅動力，使其余各擺做受迫振動.觀察B、C、D擺的振動發(fā)現(xiàn)（C）C擺的頻率最小D擺的周期最大B擺的擺角最大B、C、D擺的擺角相同解析：A擺的振動驅動B、C、D擺振動，B、C、D擺做的是受迫振動，振動的周期和頻率與A擺的振動周期和頻率相等，所以A、B錯誤.B擺的擺長與A擺的擺長相等，所以B擺發(fā)生共振，振幅最大，故D錯誤、C正確..（多選）一簡諧振子沿x軸振動，平衡位置在坐標原點.￡=0時刻振子的位移x=—0.1m；t=3s時亥Ux=0.1m；t=4s時刻x=0.1m.該振子的振幅和周期可能為（ACD）A.0.1m,,sB.0.1m,8sC.0.2m,8sD.0.2m,8s解析：若振幅A=0.1m,T=8s,則4s為半個周期，振子可以48由-0.1m運動到0.1m,符合實際運動，4s—3s=qs為一個周期，正好返回0.1m處，所以A項正確.若A=0.1m,T=8s,3s只是6VfT，振子不可能由負的最大位移處運動到正的最大位移處，所以B項錯誤.若A=0.2m,T=?s,§=3，振子可以由一0.1m運動到0.13 3 2m,4s—gs=3s=T,振子可以由0.1m返回0.1m處，所以C項正4T 2nT、1T確.若A=0.2m,T=8s,3s=2Xj2,而sm[T,12J=2，即密時間內，振子可以從平衡位置運動到0.1m處，再經(jīng)3s又恰好能由0.1m處運動到0.2m處后，再返回0.1m處，故D項正確.5.（多選）一彈簧振子做簡諧運動，周期為8s.已知在t=2s和t=6s時刻，振子正好位于平衡位置。.下列說法正確的是（CDE）A.在t=0s和t=10s時，振子的速度都為零B.在t=4s和t=14s時，振子的加速度都最大C.在t=6s和t=14s時，振子的勢能都最小D.振子振幅不變時，增加振子質量，振子的周期增大E.振子質量不變時，減小振子振幅，振子的周期不變解析：」Iy/cm由題分析可得振子振動圖象的一種可能情況如圖所示,振子在t=0時位于最大位移處，速度為零，t=10s時，振子在平衡位置，速度最大，故A錯誤；在t=4s時，振子位于最大位移處，加速度最大，t=14s時，振子處于平衡位置處，此時振子的加速度為零，故B錯誤；在t=6s和t=14s時，振子均處于平衡位置，此時動能最大，勢能最m..小，故C正確；由振子的振動周期T=2n\：k可知，振動周期與振子的振幅無關，故只改變振子的振幅，振子的周期不變，只增加振子質量，振子的周期增大，故D、E正確.6．(多選)如圖所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，則下列說法中正確的是(ABD)A.甲、乙兩單擺的擺長相等B.甲擺的振幅和乙擺大C甲擺的機械能比乙擺大D.在t=0.5s時有正向最大加速度的是乙擺E.由圖象可以求出當?shù)氐闹亓铀俣冉馕觯河深}圖振動圖象可以看出，甲擺的振幅比乙擺的大，兩單擺的振動周期相同，根據(jù)單擺周期公式T=2n\g可得，甲、乙兩單擺的擺長相等，但不知道擺長是多少，不能計算出當?shù)氐闹亓铀俣萭，故A、B正確，E錯誤；兩單擺的質量未知，所以兩單擺的機械能無法比較，故C錯誤；在t=0.5s時，乙擺有負向最大位移，即有正向最大加速度，而甲擺的位移為零，加速度為零，故D正確.7.彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t=0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t=0.2s時刻，振子速度第一次變?yōu)橐籿；在t=0.5s時，振子速度第二次變?yōu)橐籿.(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4s內通過的路程；(3)若B、C之間的距離為25cm,從平衡位置開始計時，寫出彈簧振子的位移表達式，并畫出彈簧振子的振動圖象．解析：(1)畫出彈簧振子簡諧運動示意圖如圖所示．由對稱性可得T=0.5X2s=1s(2)若B、C之間距離為25cm則振幅A=；X25cm=12.5cm24振子4s內通過的路程s=jX4X12.5cm=200cm2n(3)根據(jù)x=Asin3,A=12.5cm,0=T=2nrad/s得x=12.5sin2nt(cm)振動圖象為答案：(1)1s(2)200cm(3)見解析能力提匕「8.如圖所示，將小球甲、乙、丙(都可視為質點)分別從A、B、C三點由靜止同時釋放，最后都到達豎直面內圓弧的最低點D，其中甲是從圓心處出發(fā)做自由落體運動，乙沿弦軌道從一端B到達另一端D，丙沿圓弧軌道從C點運動到D，且C點很靠近D點.如果忽略一切摩擦阻力，那么下列判斷正確的是(A)A.甲球最先到達D點，乙球最后到達D點B.甲球最先到達D點，丙球最后到達D點C丙球最先到達D點，乙球最后到達D點D.甲球最先到達D點，無法判斷哪個球最后到達D點解析：由自由落體運動規(guī)律，可得甲球運動時間t=\行；設BD傾角為仇則對乙球分析可得，其運動的加速度大小為a=gsin仇又BD長為2Rsin〃，故2Rsin0=；(gsin0)12,得乙球運動時間12=g;1因。點很靠近D點，可認為丙球做簡諧運動，則丙球運動時間13=彳349．(多選)下列說法中正確的是(ACE)A.單擺在周期性外力作用下做受迫振動，其振動周期與單擺的擺長無關B.做簡諧運動的物體受到的回復力都是由合外力提供的C.某學生用單擺測定重力加速度，處理數(shù)據(jù)時計算得到的數(shù)值偏大些，可能是測量擺長時誤加了小球直徑D.單擺的周期隨振幅的增大而增大E.當驅動力的頻率等于系統(tǒng)的固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振解析：雖然單擺的固有周期與擺長有關，但是單擺在周期性外力作用下做受迫振動時，其振動周期等于驅動力的周期，與單擺的固有周期無關，即與擺長無關，故A項正確；做簡諧運動的物體受到的回復力并不都是由合外力提供的，B項錯誤；由單擺周期公式T=2n4n2L得g=f，擺長為擺線長加小球半徑，若誤加了直徑則L偏大，求T2出的重力加速度偏大，C項正確；單擺的周期與振幅無關，D項錯誤;E項所述內容正確.10.(多選)一個質點經(jīng)過平衡位置。，在A、B間做簡諧運動，如圖(a)所示，它的振動圖象如圖(b)所示，設向右為正方向，下列說法正確的是(ACE)+x/cm圖⑸ 圖⑹A.OB=5cmB.第0.2s末質點的速度方向是A-OC.第0.4s末質點的加速度方向是A-OD.第0.7s末時質點位置在O點與A點之間E.在4s內完成5次全振動解析：由圖(切可知振幅為5cm,則OB=OA=5cm,A項正確；由圖可知0?0.2s內質點從B向O運動，第0.2s末質點的速度方向是O-A,B項錯誤；由圖可知第0,4s末質點運動到A點處，則此時質點的加速度方向是A-O,C項正確；由圖可知第0.7s末時質點位置在O點與B點之間，D項錯誤；由圖(加可知周期T=0.8s,則在4s內完成全振動的次數(shù)為4^-=5,E項正確.0.8s11.(多選)如圖所示，虛線和實線分別為甲、乙兩個彈簧振子做簡諧運動的圖象.已知甲、乙兩個振子質量相等.則(ADE)TOC\o"1-5"\h\zA.甲、乙兩振子的振幅之比為2 1B.甲、乙兩振子的頻率之比為1 2C.前2s內甲、乙兩振子的加速度均為正值D.第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大E.0?8s時間內甲、乙兩振子通過的路程之比為4 1解析：根據(jù)甲、乙兩個振子做簡諧運動的圖象可知，兩振子的振幅A甲=2cm,A乙=lcm,甲、乙兩振子的振幅之比為2 1,選項A正確；甲振子的周期為4s,頻率為0.25Hz,乙振子的周期為8s,頻率為0.125Hz,甲、乙兩振子的頻率之比為2 1,選項B錯誤；前2s內，甲的加速度為負值，乙的加速度為正值，選項C錯誤；第2s末甲通過平衡位置，速度最大，乙在最大位移處加速度最大，選項D正確；0?8s這段時間內，甲振子運動了兩個周期，通過的路程為s甲=84甲=16cm,乙振子運動了一個周期，通過的路程為s乙=44乙=4cm,所以路程之比為4 1,E正確.12.（201力遼寧遼南協(xié)作校一模）如圖所示，傾角為a的斜面體（斜面光滑且足夠長）固定在粗糙的水平地面上，斜面頂端與勁度系數(shù)為展自然長度為L的輕質彈簧相連，彈簧的另一端連接著質量為m的物塊.壓縮彈簧使其長度為L時，將物塊自由釋放.（重力加速度為g）

(1)求物塊處于平衡位置時彈簧的長度；(1)求物塊處于平衡位置時彈簧的長度；(2)選物塊的平衡位置為坐標原點，沿斜面向下為正方向建立坐標軸，用X表示物塊相對于平衡位置的位移，證明物塊做簡諧運動；(3)求彈簧的最大伸長量．解析：(1)設物塊在斜面上平衡時，