2021年高考物理總復習：第7講機械振動（含答案解析）

2021年高考物理總復習：第7講機械振動

一.選擇題（共35小題）

1.（2019?新課標1【）如圖，長為1的細繩下方懸掛一小球a,繩的另一端固定在天花板上O

3

點處，在O點正下方R的O'處有一固定細鐵釘。將小球向右拉開，使細繩與豎直方向

成一小角度（約為2。）后由靜止釋放，并從釋放時開始計時。當小球a擺至最低位置時，

細繩會受到鐵釘?shù)淖钃?。設(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為x,向右為正。下列圖象

中，能描述小球在開始一個周期內(nèi)的x-t關(guān)系的是（）

2.（2019?浦東新區(qū)學業(yè)考試）如圖，小球通過彈簧懸掛于天花板上，平衡時，小球停在O

點。P點位于O點正下方，OP=5cm?，F(xiàn)將小球拉至P點并由靜止釋放，經(jīng)0.5秒到O

點，此后以O(shè)點為對稱中心，小球在豎直方向上做機械振動，則小球的振動周期T和振

幅A分別為（）

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A.T=ls,A=5cmB.T=ls,A=10cm

C.T=2s,A=5cmD.T=2s,A=10cm

3.（2019?上海學業(yè)考試）一個做簡諧振動的彈簧振子，t=0時位于平衡位置，其機械能隨

4.（2019?浦東新區(qū)學業(yè)考試）彈簧振子在做機械振動時，按周期性規(guī)律變化的物理量是（）

A.回復力B.周期C.頻率D.振幅

5.（2020?濰坊模擬）關(guān)于單擺，下列說法正確的是（）

A.擺球受到的回復力方向總是指向平衡位置，當擺球運動到平衡位置時，合力為零

B.如果有兩個大小相同的帶孔塑料球和帶孔鐵球，任選一個即可

C.將單擺的擺角從4°改為2°,單擺的周期變小

D.在用單擺測重力加速度實驗中，若擺長值忘記加擺球半徑，則測量值偏小

6.（2020?北京模擬）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C、D兩點之間做周期為T的簡諧運動。已知在ti時刻

物塊的速度大小為v,方向向下，動能為Ek,下列說法錯誤的是（）

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T

A.如果在t2時刻物塊的速度大小也為V,方向向下則t2-tl的最小值小于］

B.如果在t2時刻物塊的動能也為Ek,則t2-ti的最小值為T

C.物塊通過0點時動能最大

D.當物塊通過O點時，其加速度最小

7.（2020?柯橋區(qū)模擬）如圖所示，擺球a向右擺動到最低點時，恰好有一沿水平向左運動

的子彈b射入擺球球心，并留在其中，且擺動平面不變（擺線長遠大于擺球的直徑）。已

知碰撞前擺球擺動的最高點與最低點的高度差為h,擺球質(zhì)量是子彈質(zhì)量的5倍，子彈的

速度是擺球速度的8倍。則擊中后（）

A.擺動的周期變大

B.擺球仍向右擺動

C.擺球的最高點與最低點的高度差為0.5h

D.擺球的最高點與最低點的高度差為0.25h

8.（2020?房山區(qū)二模）某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖所示，則（）

A.t=0.2s時，質(zhì)點的速度方向向上

B.0.2s?0.4s內(nèi)質(zhì)點的速度一直減小

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C.t=0.2s時，質(zhì)點的加速度方向向下

D.0.2s?0.4s內(nèi)質(zhì)點的加速度一直增大

9.（2020?恩施市模擬）一物體沿x軸做簡諧運動，其振動圖象如圖所示，下列說法正確的

是（）

A.t=ls時，物體的速度為正，加速度為負向最大值

B.t=2s時，物體的速度為負，加速度為正向最大值

C.t=ls到t=3s過程，物體的位移為2&cm

D.t=2s到t=4s過程，物體的路程為2cm

10.（2020?恩施市模擬）如圖所示，將密度為p（小于水的密度pQ的小球用長為L的細

線拴住并固定在裝滿水的容器底部，忽略阻力，將小球與豎直方向拉開一小角度，小球

做簡諧運動，重力加速度取g,小球簡諧運動的周期可能為（）

11.（2020?昌平區(qū)二模）如圖4所示，光滑直桿上彈簧連接的小球以O(shè)點為平衡位置，在A、

B兩點之間做簡諧運動。以O(shè)點為原點，選擇由O指向B為正方向，建立Ox坐標軸。

小球經(jīng)過B點時開始計時，經(jīng)過0.5s首次到達A點。則小球在第一個周期內(nèi)的振動圖象

為（）

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r

12.（2020?海淀區(qū)二模）一列簡諧橫波沿x軸傳播，波速為L0m/s,t=0時波形如圖甲所示，

此時質(zhì)點a位于波峰，質(zhì)點c位于波谷，質(zhì)點b、d位于平衡位置。圖乙是波上質(zhì)點b的

振動圖象。下列說法中正確的是（）

A.質(zhì)點b與質(zhì)點d的速度總是相同的

B.經(jīng)t=4.0s質(zhì)點a沿波傳播方向運動4.0m

C.當質(zhì)點a在波谷時，質(zhì)點c可能在平衡位置

D.一觀察者沿著x軸靠近波源運動時，其觀測到的該波的頻率將大于0.25Hz

13.（2020?浙江模擬）如圖所示，兩塊平行金屬板之間用絕緣細繩懸掛一帶負電的小球，把

小球拉開一定角度（角度很小，小于10°）由靜止釋放，小球做往復運動。兩極板通過

導線、開關(guān)可與電源相接，則下列判斷正確的是（）

A.閉合開關(guān)，小球擺動的周期保持不變

B.閉合開關(guān)，小球擺動的周期變大

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C.把電源的正負極對調(diào)，小球擺動的周期保持不變

D.把電源的正負極對調(diào)，小球擺動的周期變大

14.（2020?浙江模擬）如圖甲所示，在升降機的頂部安裝了一個能夠顯示拉力的傳感器，傳

感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球，若升降機在勻速運行過程中

突然停止，并以此時為零時刻，在后面一段時間內(nèi)傳感器顯示彈簧力F的大小隨時間t

A.升降機停止前在向下運動

B.0-ti時間小球處于失重狀態(tài)，ti-t2時間小球處于超重狀態(tài)

C.ti-t3時間小球向下運動，動能先減小后增大

D.t3-t4時間彈簧彈性勢能的減少量大于球動能的增加量

15.（2020?楊浦區(qū)二模）己知一列在彈性繩上傳播的簡諧橫波在某一時刻的波形，（）

A.繩上某一點的振動周期可能不等于該波的周期

B.波在傳播過程中，繩上的各質(zhì)點將以波的傳播速度沿著傳播方向運動

C.只要繩上任一點的振動速度已知，就可確定波的傳播方向

D.只要波的傳播方向己知，就可確定此時繩上任一點（速度不為零的點）的速度方向

16.（2020?黃浦區(qū)二模）一列周期為T的橫波沿x軸正向傳播，某時刻波形如圖（a）所示，

3T

圖中①、②、③、④為傳播方向上四個質(zhì)點的平衡位置，則該時刻起的三時間內(nèi)，振

動圖象為圖（b）的質(zhì)點的平衡位置位于（）

17.（2020?通州區(qū)一模）一彈簧振子做簡諧振動，在t=0時位移為零，它的能量E隨時間

t的變化關(guān)系示意圖如圖所示，其中正確的是（）

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18.（2020?崇明區(qū)二模）如圖，BOC為半徑為R的光滑弧形槽，。點是弧形槽的最低點。

半徑R遠大于BOC弧長。一小球由靜止開始從B點釋放，小球在槽內(nèi)做周期運動。欲

使小球運動的周期減小，可采用的方法是（）

A.讓小球釋放處更靠近O點

B.讓小球釋放時有個初速度

C.換一個半徑R小一些的弧形槽

D.換一個半徑R大一些的弧形槽

19.（2020?金山區(qū)二模）一彈簧振子做簡諧運動時，其加速度隨振動位移變化的圖象應(yīng)為

20.（2020?黃浦區(qū)二模）質(zhì)點做簡諧運動,在其加速度減小的過程中，該質(zhì)點（）

A.正向平衡位置運動，速度增大

B.正向平衡位置運動，速度減小

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C.正遠離平衡位置運動，速度增大

D.正遠離平衡位置運動，速度減小

21.（2020?閔行區(qū)二模）如圖為甲、乙兩列簡諧橫波某時刻的波形圖，甲波向右傳播，乙波

向左傳播。質(zhì)點M位于x=0.2m處，貝!］（）

A.這兩列波會發(fā)生干涉現(xiàn)象

B.M點是振動加強點，所以其位移總是最大

C.此時M點位移為零，故M點是振動減弱點

D.由圖示時刻開始，再經(jīng)過三甲波周期，M點將位于波峰

4

22.（2020?虹口區(qū)二模）彈簧振子的振動圖象如圖所示。在t=2s?3s的時間內(nèi)，振子的動

能Ek和勢能Ep的變化情況是（）

A.Ek變小，Ep變大B.Ek變大,Ep變小

C.Ek、Ep均變小D.Ek、Ep均變大

23.（2020?長寧區(qū)二模）在“用單擺測定重力加速度”實驗中，下列操作正確的是（）

A.須選用輕且不易伸長的細線

B.須選用密度和直徑都較小的擺球

C.擺長必須大于1m,擺角必須小于5。

D.如果用DIS實驗系統(tǒng)做實驗，光電門應(yīng)放在擺球擺動過程的最高點

24.（2020?寶山區(qū)二模）某一質(zhì)點作簡諧運動，其位移x隨時間t變化的圖象如圖所示，下

列說法中正確的是（）

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A.振幅為4cm

B.振動周期為2s

C.t=2s時質(zhì)點的速度為0

D.t=3s時質(zhì)點的加速度最大

25.（2020?東城區(qū)模擬）如圖甲所示，彈簧的一端固定在豎直墻壁上，另一端與一個帶孔小

球連接，小球穿在水平固定的光滑桿上。O點為小球的平衡位置，并以其為坐標原點建

立x軸。小球可在a、b兩點之間做簡諧運動。圖乙為小球的振動圖象。下列說法正確的

是（）

a0bx

圖甲圖乙

A.ti時刻小球運動到b點

B.t2時刻小球的速度為零

C.從tl到t2時間內(nèi)小球的回復力變大

D.從t3到t4時間內(nèi)小球的加速度變小

26.（2020?黃島區(qū)模擬）兩單擺在不同的驅(qū)動力作用下其振幅A隨驅(qū)動力頻率f變化的圖

象如圖中甲、乙所示，則下列說法正確的是（）

A.單擺振動時的頻率與固有頻率有關(guān)，振幅與固有頻率無關(guān)

B.若兩單擺放在同一地點，則甲、乙兩單擺的擺長之比為4：1

C.若兩單擺擺長相同放在不同的地點，則甲、乙兩單擺所處兩地的重力加速度之比為4：

1

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D.周期為2s的單擺叫做秒擺，在地面附近，秒擺的擺長約為2m

27.（2020?西城區(qū)一模）如圖1所示，輕彈簧上端固定，下端懸吊一鋼球，把鋼球從平衡位

置向下拉下一段距離A,由靜止釋放。以鋼球平衡位置為坐標原點，豎直向上為正方向

建立x軸，當鋼球在振動過程中某一次經(jīng)過平衡位置時開始計時，鋼球運動的位移-時

間圖象如圖2所示。已知鋼球振動過程中彈簧始終處于拉伸狀態(tài)，則（）

6

圖i

A.ti時刻鋼球處于超重狀態(tài)

B.t2時刻鋼球的速度方向向上

C.tl?t2時間內(nèi)鋼球的動能逐漸增大

D.口?t2時間內(nèi)鋼球的機械能逐漸減小

28.（2020?山東一模）下列說法中正確的是（）

A.把調(diào)準的擺鐘，由北京移至赤道，這個鐘將變慢，若要重新調(diào)準，應(yīng)增加擺長

B.振動的頻率越高，則波傳播一個波長的距離所用的時間越長

C.1905年愛因斯坦提出的狹義相對論是以相對性原理和光速不變原理這兩條基本假設(shè)

為前提的

D.照相機的鏡頭涂有一層增透膜，其厚度應(yīng)為入射光在真空中波長的工

4

29.（2020?榆林模擬）如圖所示為某彈簧振子在0?5s內(nèi)的振動圖象，由圖可知，下列說法

中正確的是（）

ii/rm

-5不一^^17.

A.振動周期為5s,振幅為8cm

B.第2s末振子的速度為零，加速度為正向的最大值

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末振子的加速度為正向的最大值

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30.（2020?楊浦區(qū)一模）一彈簧振子做簡諧運動，周期為T,以下描述正確的是（）

A.若△t=4則在t時刻和（t+Z\tn）時刻彈簧長度一定相等

B.若△t=T,則在t時刻和（t+Z\tn）時刻振子運動的加速度一定相等

T

c.若t和《+△口時刻振子運動速度大小相等，方向相反，則at一定等于］的整數(shù)倍

D.若t和（t+Z\t）時刻振子運動位移大小相等，方向相反，則at一定等于T的整數(shù)倍

31.（2020?松江區(qū)一模）同一地方的兩個單擺，做簡諧運動的周期相同，則它們具有相同的

（）

A.擺球質(zhì)量B.振幅C.擺球半徑D.擺長

32.（2020?閔行區(qū)一模）甲、乙兩單擺振動圖象如圖所示，則（）

C.ta時刻甲的擺角大D.tb時刻兩擺球速度相同

33.（2020?浦東新區(qū)一模）甲、乙兩單擺的振動圖象如圖所示，由圖象可知（）

A.甲、乙兩單擺的周期之比是3：2

B.甲、乙兩單擺的擺長之比是2：3

C.tb時刻甲、乙兩擺球的速度相同

D.1a時刻甲、乙兩單擺的擺角不等

34.（2020?青浦區(qū)一模）如圖所示，固定著的鋼條上端有一小球，在豎直平面內(nèi)圍繞虛線位

置發(fā)生振動，圖中是小球振動到的最左側(cè)，振動周期為0.3s.在周期為0.1s的頻閃光源

照射下見到圖象可能是（）

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35.（2020?奉賢區(qū)二模）做簡諧運動的物體，當它每次經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的位置時，可

能相同的物理量是（）

A.位移B.速度C.加速度D.回復力

二.多選題（共14小題）

36.（2019?江蘇）一單擺做簡諧運動，在偏角增大的過程中，擺球的（）

A.位移增大B.速度增大C.回復力增大D.機械能增大

37.（2020?重慶三模）下列說法正確的是（）

A.球場上，一小球自由下落觸地后，小球上下運動過程做的是簡諧振動

B.用豎直輕彈簧連接的小球，在彈性限度內(nèi)，不計空氣阻力，小球上下運動過程做的是

簡諧振動

C.在同一棟高樓，將一在底層走時準確的擺鐘移至高層后，擺鐘顯示的時間變慢

D.高速飛離地球的飛船中的宇航員認為地球上的時鐘變快

E.彈簧振子做簡諧振動，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變

38.（2020?昆明一模）下列說法正確的是（）

A.驅(qū)動力的頻率越高，受迫振動的振幅越大

B.在地球上接收到來自遙遠星球的光波波長變長，可判斷該星球正在遠離地球

C.激光測距是應(yīng)用了激光平行度好的特點

D.變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場

E.狹義相對論認為在不同的慣性參考系中光的傳播速度均相同

39.（2020?寧夏模擬）如圖所示，A、B質(zhì)量分別為m和M,B系在固定于墻上的水平輕彈

簧的另一端，并置于光滑的水平面上，彈簧的勁度系數(shù)為k,將B向右拉離彈簧原長位

置x后，無初速度釋放，在以后的運動中A、B保持相對靜止，則在彈簧恢復原長的過

程中（）

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A.A受到的摩擦力最大值為一丁

M

mkx

B.A受到的摩擦力最大值為7;一

M+m

Tnkx2

C.摩擦力對A做功為一b

2M

—.,,,,mkx2

D.摩擦力對A做功為~~~-

40.（2020?浙江三模）如圖所示，下列關(guān)于機械振動和機械波的說法正確的是（）

B.圖乙：單擺的擺長為L,擺球的質(zhì)量為m、位移為x,此時回復力為F=-拶x（擺

角較小）

C.圖丙：實線為ti=0時刻的波形圖，虛線為t2=0.25s時刻的波形圖，該波的周期大于

0.25s,若這列波沿x軸向右傳播，則波速為2m/s

D.圖丁：兩列振幅均為1cm的相干水波某時刻的波峰和波谷位置（實線表示波峰，虛

線表示波谷）圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為2cm

41.（2020?海淀區(qū)二模）一列簡諧橫波沿x軸傳播，速度為1.0m/s,t=0時波形如圖甲所示，

此時質(zhì)點a位于波峰，質(zhì)點c位于波谷，質(zhì)點b、d位于平衡位置。圖乙是波上質(zhì)點b的

振動圖象。下列說法中正確的是（）

.ycmycm

A.質(zhì)點b與質(zhì)點d的速度大小總是相等的，加速度大小也總是相等的

B.經(jīng)t=4.0s質(zhì)點a運動的路程16m

C.經(jīng)t=4.0s質(zhì)點a的振動沿x軸正方向傳播4.0m

D.機械波傳播一個周期，各質(zhì)點就通過一個波長的路程

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E.一觀察者從x=0處出發(fā)沿著x軸向質(zhì)點d運動，其觀測到的該波的頻率將大于0.25Hz

42.（2020?泰州模擬）下述說法正確的有（）

A.將單擺從地球表面移到距地面高度等于地球半徑R處的宇宙飛船中，擺動周期變?yōu)?/p>

地球表面周期的2倍

B.倫琴射線實際上是波長比可見光更短的電磁波

C.全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性

D.狹義相對論認為，在一切參考系中，物理規(guī)律都相同

43.（2020?全國一模）如圖甲所示在一條張緊的繩子上掛幾個擺，a、c擺的擺長相同且小

于b擺的擺長。當a擺振動的時候，通過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力，使其余各

擺也振動起來。圖乙是c擺穩(wěn)定以后的振動圖象,重力加速度為g,不計空氣阻力，則（）

A.a、b、c單擺的固有周期關(guān)系為Ta=Tc<Tb

B.b、c擺振動達到穩(wěn)定時，c擺振幅較大

C.達到穩(wěn)定時.b擺的振幅最大

D.由圖乙可知，此時b擺的周期Tb小于to

E.a擺的擺長為竺qt羨n

47rz

44.（2020?三明模擬）下列說法正確的是（）

A.如果質(zhì)點所受的力與離平衡位置的位移大小的平方根成正比，且總是指向平衡位置,

質(zhì)點的運動就是筒諧運動

B.機械波的傳播速度僅由介質(zhì)決定，機械波的頻率僅由波源決定，在折射前后只改變波

長和波速，不改變頻率

C.向人體內(nèi)發(fā)射頻率已知的超聲波被血管中的血流反射后又被儀器接收，測出反射波的

頻率就能知道血流的速度，這種方法利用了多普勒效應(yīng)

D.麥克斯韋關(guān)于電磁場的兩個基本觀點是，變化的磁場產(chǎn)生變化的電場：變化的電場產(chǎn)

生變化的磁場

E.電磁波是橫波

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45.（2020?云南模擬）下列說法中正確的是（）

A.物體做受迫振動，驅(qū)動力頻率越高，物體振幅越大

B.機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)傳播時，其頻率保持不變

C.質(zhì)點做簡諧運動，在半個周期的時間內(nèi)，合外力對其做功一定為零

D.用單擺測重力加速度的實驗時，在幾個體積相同的小球中，應(yīng)選擇質(zhì)量大的小球

E.交通警察向遠離警車的車輛發(fā)送頻率為fi的超聲波，測得返回警車的超聲波頻率為

f2,則fl<f2

46.（2020?成都模擬）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，在x=12m處的質(zhì)元的振動圖線如

圖1所示，在x=18m處的質(zhì)元的振動圖線如圖2所示。下列說法正確的是（）

B.x=12m處的質(zhì)元在平衡位置向上振動時，x=18m處的質(zhì)元在波峰

C.在0-4s內(nèi)x=12m處和x=18m處的質(zhì)元通過的路程均為6cm

D.該波的波長不可能為8m

47.（2020?廣州模擬）用單擺測定重力加速度g的實驗。如圖，甲、乙、丙分別是三位同學

做出的單擺周期平方與擺長的T2-L圖線。其中甲、乙平行，乙、丙均過原點，根據(jù)乙

求出的g值接近當?shù)刂亓铀俣鹊闹担瑒t下列分析正確的是（）

A.根據(jù)甲求出的g值大于根據(jù)乙求出的g值

B.根據(jù)丙求出的g值大于根據(jù)乙求出的g值

C.根據(jù)T2-L圖線，可以由g=嗎求出g的值

D.甲不過原點的原因可能是誤將懸點到擺球上端的距離記為擺長L

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E.丙偏離乙的原因可能是記錄時誤將擺球經(jīng)過平衡位置的次數(shù)當成全振動的次數(shù)

48.（2020?合肥三模）下列說法正確的是（）

A.利用單擺測重力加速度實驗中，小球的質(zhì)量不需要測量

B.在光導纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的衍射現(xiàn)象

C.泊松亮斑是光透過圓盤形成的衍射現(xiàn)象

D.用標準平面檢查光學平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象

E.潛艇利用聲吶探測周圍物體的分布情況，用的是波的衍射原理

49.（2020?海南一模）如圖所示，水平彈簧振子沿x軸在M、N間做簡諧運動，坐標原點O

為振子的平衡位置，其振動方程為x=5sin（IOTTC+J）cm.下列說法正確的是（）

|/wwwQ----------------------1

—?--------1------1--------->

MONx

A.MN間距離為5cm

B.振子的運動周期是0.2s

C.t=0時，振子位于N點

D.t=0.05s時，振子具有最大加速度

三.填空題（共11小題）

50.（2020?上海學業(yè)考試）質(zhì)量為m、擺長為L的單擺，拉開一定角度后，U時刻由靜止釋

放，在U、t2、t3時刻擺球動能Ek與勢能Ep第一次出現(xiàn)如圖關(guān)系，其中

Eo為單擺的總機械能。此單擺周期為，擺球在最低點的向心加速度為,

EEE

51.（2020?榆林三模）有一單擺，其擺長l=1.02m,擺球的質(zhì)量m=0.10kg,己知單擺做簡

諧運動，單擺振動30次用的時間t=60.8s,當?shù)氐闹亓铀俣仁莔/s2（結(jié)果保留

三位有效數(shù)字）；如果將這個擺改為秒擺，擺長應(yīng)（填寫“縮短”“增長”），改變

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量為mo

52.（2020?汕頭一模）彈簧振子以0點為平衡位置在B、C兩點間做簡諧運動,BC相距20cm,

某時刻振子處于B點，經(jīng)過0.5s,振子首次到達C點，則振子的振幅為,周期

為,振子在5s內(nèi)通過的路程為?

53.（2020?松江區(qū)二模）如圖為某簡諧橫波的圖象，實線表示t=0時刻的波形圖，虛線表

示t=2s時刻的波形圖。已知該波的波速是8m/s,貝ij：該波的周期是s；該波沿

方向傳播。

54.（2020?奉賢區(qū)二模）一列簡諧橫波在介質(zhì)中沿x軸正向傳播，波長不小于10cm。O和

A是介質(zhì)中平衡位置分別位于x=0和x=5cm處的兩個質(zhì)點。t=0時開始觀測，此時質(zhì)

點O的位移為y=+4cm,質(zhì)點A處于波峰位置。t=/（s）時，質(zhì)點。第一次回到平衡

位置,t=ls時，質(zhì)點A第一次回到平衡位置。則該簡諧波的周期s,波長m。

55.（2020?保定一模）某質(zhì)點做簡諧運動，從A點經(jīng)歷時間1s第一次運動到B點，路程為

8cm,A、B兩位置質(zhì)點的動能相同，再經(jīng)相同的時間回到A點。該質(zhì)點做簡諧運動的周

期T=s,振幅A=m,以第一次經(jīng)過最大位移時開始計時，再次回到A

點時速度方向為正方向，質(zhì)點位移x隨時間t變化的函數(shù)關(guān)系為。

56.（2020?全國1卷模擬）如圖所示是做簡諧運動的某一物體的振動圖象，則該物體在t=

2s至Ut=4s時間內(nèi)，通過的路程是cm,位移是cm；若此圖中物體做單擺

運動，且重力加速度g取10m/s2,滔=10,則單擺的擺長是m。

57.（2020?重慶模擬）彈簧振子以O(shè)為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t=0時，

振子從O、B間的P點以速度v向B運動，在t=0.4s時振子的速度第一次為-v,在t

=0.6s時振子速度第二次為-v,已知B、C之間的距離為20cm,則彈簧振子的振幅為

cm,周期為s,振子在0?2.6s內(nèi)通過的路程為cm。

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58.（2020?虹口區(qū)一模）現(xiàn)有下列四種形式的運動：①勻速直線運動：②自由落體運動：

③勻速圓周運動④簡諧運動。根據(jù)運動的特點，可將分為一類，分為

另一類。理由是（填寫編號）

59.（2020?黔東南州模擬）甲、乙兩單擺的擺球靜止在平衡位置，擺長L<r>L乙.現(xiàn)給擺

球相同的水平初速度，讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動。用T中和T乙表示甲、乙兩單擺

的擺動周期，用0甲和04表示擺球擺到偏離平衡位置的最大位移處時擺線與豎直方向的

夾角，可知T甲T乙，0甲0乙.（均填或“=”）

60.（2020?江蘇四模）如圖甲所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺.當a擺振動的時候，通

過張緊的繩子給其他各擺施加驅(qū)動力，使其余各擺也振動起來，此時b擺的振動周期

（選填“大于”、“等于”或“小于”）d擺的周期.圖乙是a擺的振動圖象，重力加速度

為g,則a的擺長為.

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2021年高考物理總復習：第7講機械振動

參考答案與試題解析

選擇題（共35小題）

1.（2019?新課標H）如圖，長為I的細繩下方懸掛一小球a,繩的另一端固定在天花板上O

3

點處，在。點正下方【的O'處有一固定細鐵釘。將小球向右拉開，使細繩與豎直方向

成一小角度（約為2°）后由靜止釋放，并從釋放時開始計時。當小球a擺至最低位置時，

細繩會受到鐵釘?shù)淖钃?。設(shè)小球相對于其平衡位置的水平位移為x,向右為正。下列圖象

1

【解答】解：小球?qū)儆趩螖[模型，從右向左運動到平衡位置的過程，相當于運動第一個一

4

個周期，根據(jù)周期公式可知，t=[x27T』=*從平衡位置向左運動的過程中，相

當于運動了第二個三周期，Jx2兀￥=][，由此可知，第一個三個周期的時間長，

44dg47g4

111

第二個二個周期的時間短，結(jié)合位移來分析，第一個：個周期的位移大，第二個：個周期的

444

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位移小，故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

2.（2019?浦東新區(qū)學業(yè)考試）如圖，小球通過彈簧懸掛于天花板上，平衡時，小球停在O

點。P點位于O點正下方，OP=5cm。現(xiàn)將小球拉至P點并由靜止釋放，經(jīng)0.5秒至UO

點，此后以O(shè)點為對稱中心，小球在豎直方向上做機械振動，則小球的振動周期T和振

幅A分別為（）

A.T=ls,A=5cmB.T=ls,A=10cm

C.T=2s,A=5cmD.T=2s,A~10cm

【解答】解：據(jù)題，將小球拉至P點并由靜止釋放，則小球離開平衡位置O的最大距離，

即振幅A=0P=5cm。

將小球拉至P點并由靜止釋放，經(jīng)0.5秒到。點，即小球完成乙次全振動的時間為0.5s,

4

則完成1次全振動的時間為2s,即周期為2s。故ABD錯誤，C正確

故選：Co

3.（2019?上海學業(yè)考試）一個做簡諧振動的彈簧振子，t=0時位于平衡位置，其機械能隨

時間變化的圖象應(yīng)為（）

【解答】解：由于彈簧振子在振動中只有彈簧的彈力做功，因此只有動能和彈性勢能的

變化，但總機械能不變；故圖象為D；故D正確，ABC錯誤。

故選：D。

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4.（2019?浦東新區(qū)學業(yè)考試）彈簧振子在做機械振動時，按周期性規(guī)律變化的物理量是（

A.回復力B.周期C.頻率D.振幅

【解答】解：A、簡諧運動的回復力：F=-kx,是周期性變化的，故A正確；

B、簡諧運動的周期是完成一次全振動的時間，是固定的，故B錯誤；

C、簡諧運動的頻率是單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)，故固定的，故C錯誤；

D、簡諧運動的振幅是振子偏離平衡位置的最大距離，是固定的，故D錯誤；

故選：Ao

5.（2020?濰坊模擬）關(guān)于單擺，下列說法正確的是（）

A.擺球受到的回復力方向總是指向平衡位置，當擺球運動到平衡位置時，合力為零

B.如果有兩個大小相同的帶孔塑料球和帶孔鐵球，任選一個即可

C.將單擺的擺角從4°改為2。，單擺的周期變小

D.在用單擺測重力加速度實驗中，若擺長值忘記加擺球半徑，則測量值偏小

【解答】解：A、根據(jù)回復力的特點可知擺球受到的回復力方向總是指向平衡位置，擺球

經(jīng)過平衡位置時，有向心加速度，合外力不為零，故A錯誤；

B、擺球選擇質(zhì)量大一些，體積小一些的小球，如果有兩個大小相等且都帶孔的鐵球和塑

料球，應(yīng)選用鐵球作擺球，故B錯誤；

C、對于單擺，擺角小于5°即可，僅將單擺的擺角從4。改為2。，其他不變的情況下，

由周期T=2TTJ|,知不影響單擺的周期，故C錯誤；

D、若擺長值忘記加擺球半徑，則L偏小，由單擺周期T=2TTJI，知T一定情況下，g

的測量值偏小，故D正確。

故選：D。

6.（2020?北京模擬）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C、D兩點之間做周期為T的簡諧運動。己知在U時刻

物塊的速度大小為v,方向向下，動能為Ek,下列說法錯誤的是（）

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T

A.如果在t2時刻物塊的速度大小也為V,方向向下則t2-tl的最小值小于］

B.如果在t2時刻物塊的動能也為Ek,則t2-ti的最小值為T

C.物塊通過0點時動能最大

D.當物塊通過O點時，其加速度最小

【解答】解：A、物塊做簡諧運動，物塊同向經(jīng)過關(guān)于平衡位置對稱的兩點時速度相等,

T

所以如果在t2時刻物塊的速度也為v,t2-tl的最小值小于等于3.故A正確；

B、物塊經(jīng)過同一位置或關(guān)于平衡位置對稱的位置時動能相等，如果在t2時刻物塊的動

能也為Ek,則t2-ti的最小值可以小于T,故B錯誤；

CD、圖中0點是平衡位置，根據(jù)a=-需知，物塊經(jīng)過0點時其加速度最小，速度最大，

則動能最大，故CD正確。

本題選錯誤的，

故選：Bo

7.（2020?柯橋區(qū)模擬）如圖所示，擺球a向右擺動到最低點時，恰好有一沿水平向左運動

的子彈b射入擺球球心，并留在其中，且擺動平面不變（擺線長遠大于擺球的直徑）。已

知碰撞前擺球擺動的最高點與最低點的高度差為h,擺球質(zhì)量是子彈質(zhì)量的5倍，子彈的

速度是擺球速度的8倍。則擊中后（）

A.擺動的周期變大

B.擺球仍向右擺動

C.擺球的最高點與最低點的高度差為0.5h

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D.擺球的最高點與最低點的高度差為0.25h

【解答】解：A、單擺的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān)，只決定于擺長和當?shù)氐闹亓铀俣?。?/p>

以A錯誤。

B、在a球向下擺的過程中，只有重力做功，機械能守恒：Mgh=*M資

子彈碰撞a過程時間極短，兩者組成的系統(tǒng)動量守恒：Mvi-m*8vi=(M+m)V2,

解得％=一±%,碰撞后擺球向左運動，故B錯誤；

CD、碰撞后擺動過程中，機械能守恒，(M+m)gh'=*(M+m泗，得h，=0.25h。故C

錯誤，D正確。

故選：D。

8.(2020?房山區(qū)二模)某質(zhì)點做簡諧運動的振動圖象如圖所示，則()

A.t=().2s時，質(zhì)點的速度方向向上

B.0.2s?0.4s內(nèi)質(zhì)點的速度一直減小

C.t=0.2s時，質(zhì)點的加速度方向向下

D.0.2s?0.4s內(nèi)質(zhì)點的加速度一直增大

【解答】解：A、在t=0.2s時，質(zhì)點位于最大位置處，故它的速度為0,故A錯誤；

B、在0.2s?0.4s內(nèi)質(zhì)點在由最大位置處向平衡位置移動，故它的速度在增大，故B錯誤；

C、在t=0.2s時，質(zhì)點在最大位置處，受到指向平衡位置的力，即向下的力，所以它的

加速度方向是向下的，故C正確；

D、在0.2s?0.4s內(nèi)質(zhì)點的加速度一直減小，故D錯誤。

故選：C?

9.(2020?恩施市模擬)一物體沿x軸做簡諧運動，其振動圖象如圖所示，下列說法正確的

是()

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A.t=ls時，物體的速度為正，加速度為負向最大值

B.t=2s時，物體的速度為負，加速度為正向最大值

C.t=ls到t=3s過程，物體的位移為2&cm

D.t=2s至Ut=4s過程，物體的路程為2cm

【解答】解；A、t=ls時，物體位于正位移最大處，速度為0,加速度為負向最大值，

故A錯誤；

B、t=2s時，物體的速度為負，加速度為0,故B錯誤；

C、t=ls至Ut=3s過程，物體由正位移最大處運動到負位移最大處，位移為-2cm,故C

錯誤：

D、t=2s到t=4s過程，物體由平衡位置運動到負最大位移后又回到平衡位置，路程為

2cm,故D正確。

故選：D。

10.（2020?恩施市模擬）如圖所示，將密度為p（小于水的密度pQ的小球用長為L的細

線拴住并固定在裝滿水的容器底部，忽略阻力，將小球與豎直方向拉開一小角度，小球

做簡諧運動，重力加速度取g,小球簡諧運動的周期可能為（）

【解答】解：由于小球所受浮力大于重力，取浮力與重力的合力視為等效重力，則nig'=

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mP/~P

F浮一mg=p水gV-mg=p^g--mg,得等效重力加速度g'=p'g

小球簡諧運動的周期7=2兀區(qū)=2〃LPL故C正確，ABD錯誤；

WJ（p次-p）g

故選：Co

11.（2020?昌平區(qū)二模）如圖4所示，光滑直桿上彈簧連接的小球以O(shè)點為平衡位置，在A、

B兩點之間做簡諧運動。以O(shè)點為原點，選擇由O指向B為正方向，建立Ox坐標軸。

小球經(jīng)過B點時開始計時，經(jīng)過0.5s首次到達A點。則小球在第一個周期內(nèi)的振動圖象

為（）

【解答】解：小球經(jīng)過B點時開始計時，此時t=0,小球處于正的最大位移處，故結(jié)合

圖象可知CD錯誤；

小球經(jīng)過B點時開始計時，首次到達A點所用的時間是工7=0.5s,T=1.0s,由圖可知A

2

正確，B錯誤。

故選：A。

12.（2020?海淀區(qū)二模）一列簡諧橫波沿x軸傳播，波速為1.0m/s,t=0時波形如圖甲所示，

此時質(zhì)點a位于波峰，質(zhì)點c位于波谷，質(zhì)點b、d位于平衡位置。圖乙是波上質(zhì)點b的

振動圖象。下列說法中正確的是（）

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ycmycm

甲乙

A.質(zhì)點b與質(zhì)點d的速度總是相同的

B.經(jīng)t=4.0s質(zhì)點a沿波傳播方向運動4.0m

C.當質(zhì)點a在波谷時，質(zhì)點c可能在平衡位置

D.一觀察者沿著x軸靠近波源運動時，其觀測到的該波的頻率將大于0.25Hz

【解答】解：A、由于波動圖象上b、d相差半個波長，故兩點振動步調(diào)相反，速度大小

總是相等的，方向總是相反，故A錯誤；

B、圖乙知波的周期為4s,4s波恰傳播一個波長入=丫1=40!。波傳播的是運動形式，a

點在原位置完成一次全振動，故B錯誤；

C、波動圖象上a、c相差半個波長，兩點振動步調(diào)相反，當質(zhì)點a在波谷時，質(zhì)點c一

定在波峰，故C錯誤；

D、波傳播的頻率f=*=0.25Hz,一觀察者沿著x軸靠近波源運動，與波相向運動，相

對速度變大，發(fā)生多普勒效應(yīng)，其觀測到的該波的頻率將大于0.25Hz,故D正確。

故選：D。

13.（2020?浙江模擬）如圖所示，兩塊平行金屬板之間用絕緣細繩懸掛一帶負電的小球，把

小球拉開一定角度（角度很小，小于10°）由靜止釋放，小球做往復運動。兩極板通過

導線、開關(guān)可與電源相接，則下列判斷正確的是（）

A.閉合開關(guān)，小球擺動的周期保持不變

B.閉合開關(guān)，小球擺動的周期變大

C.把電源的正負極對調(diào)，小球擺動的周期保持不變

D.把電源的正負極對調(diào)，小球擺動的周期變大

【解答】解：AB、因為做單擺運動，其運動周期為T=27r%，當閉合開關(guān)后，小球處

在方向向下的勻強電場中，因此帶負電的小球會受到豎直向上的電場力，因此向下的加

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速度會變小，所以周期會變大，故A錯誤，B正確；

CD、如果把電源的正負極對調(diào)，電場方向變?yōu)橄蛏希藭r帶負電的小球會受到豎直向下

的電場力，所以等效加速度會變大，因此周期會減小，故CD錯誤。

故選：B?

14.（2020?浙江模擬）如圖甲所示，在升降機的頂部安裝了一個能夠顯示拉力的傳感器，傳

感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球，若升降機在勻速運行過程中

突然停止，并以此時為零時刻，在后面一段時間內(nèi)傳感器顯示彈簧力F的大小隨時間t

變化的圖象如圖所示，g為重力加速度，則（）

A.升降機停止前在向下運動

B.0-ti時間小球處于失重狀態(tài)，ti-t2時間小球處于超重狀態(tài)

C.t|-t3時間小球向下運動，動能先減小后增大

D.t3-t4時間彈簧彈性勢能的減少量大于球動能的增加量

【解答】解：A、初始時刻彈簧伸長，彈力平衡重力，由圖象看出，升降機停止運動后彈

簧的拉力先變小，即小球向上運動，小球的運動是由于慣性，所以升降機停止前小球是

向上運動的，即升降機停止前在向上運動，故A錯誤；

B、071時間拉力小于重力，小球處于失重狀態(tài)，卻72時間拉力也小于重力，小球也處于

失重狀態(tài)，故B錯誤；

C、ti時刻彈簧的拉力是0,說明ti時刻彈簧處于原長狀態(tài)，ti時刻之后彈簧的拉力又開

始增大說明彈簧開始變長，所以tl73時間小球向下運動，tl73時間內(nèi)，彈簧對小球的彈

力先小于重力，后大于重力，小球所受的合力方向先向下后向上，小球先加速后減速，

動能先增大后減小，故C錯誤；

D、t374時間內(nèi)，小球向上運動，重力勢能增大，彈簧勢能減小，動能增大，根據(jù)系統(tǒng)機

械能守恒得知，彈簧彈性勢能變化量大于小球動能變化量，故D正確。

故選：D。

15.（2020?楊浦區(qū)二模）已知一列在彈性繩上傳播的簡諧橫波在某一時刻的波形，（）