新高考2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)練案35第十三章第1講機(jī)械振動

第十三章機(jī)械振動與機(jī)械波

第1講機(jī)械振動

一、選擇題（本題共9小題，1?5題為單選，6?9為多選）

1.（2022?山西運(yùn)城高三月考）圖中。點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至

｛點(diǎn)，此時細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的4C之間來回擺動，6點(diǎn)

為運(yùn)動中的最低位置，則在擺動過程中（C）

A.擺球受到重力、拉力、向心力、回復(fù)力四個力的作用

B.擺球在/點(diǎn)和C點(diǎn)處，速度為零，合力與回復(fù)力也為零

C.擺球在5點(diǎn)處，速度最大，細(xì)線拉力也最大

D.擺球在6點(diǎn)處，速度最大，回復(fù)力也最大

［解析］擺球在運(yùn)動過程中只受到重力和拉力作用，向心力、回復(fù)力為效果力，實(shí)際上

不存在的，所以A錯誤；擺球在擺動過程中，在最高點(diǎn)4、C處速度為零，回復(fù)力最大，合力

不為零，在最低點(diǎn)8處，速度最大，回復(fù)力為零，細(xì)線的拉力最大，C正確，B、D錯誤。

2.（2022?天津高三月考）把一個小球套在光滑細(xì)桿上，球與輕彈簧相連組成彈簧振子,

小球沿桿在水平方向做簡諧運(yùn)動，平衡位置為“小球在48間振動，如圖所示，下列結(jié)論

正確的是（A）

_；------

AOB

A.小球在。位置時，動能最大，加速度最小

B.小球在4、6位置時，動能最大，加速度最大

C.小球從4經(jīng)。到6的過程中，回復(fù)力一直做正功

D.小球在。位置時系統(tǒng)的總能量大于小球在8位置時系統(tǒng)的總能量

［解析］小球在平衡位置時動能最大，加速度為零，A正確；小球在力、6位置時，動能

最小，加速度最大，B錯誤；小球靠近平衡位置時，回復(fù)力做正功，遠(yuǎn)離平衡位置時，回復(fù)

力做負(fù)功，C錯誤；在小球振動過程中系統(tǒng)的總能量不變，D錯誤。

3.（2022?河北高三月考）如圖所示是彈簧振子做簡諧運(yùn)動的振動圖像，可以判定（A）

A.△到a時間內(nèi)系統(tǒng)的動能不斷增大，勢能不斷減小

B.0到0時間內(nèi)振子的位移增大，速度增大

C.功到右時間內(nèi)振子的回復(fù)力先減小再增大，加速度的方向一直沿x軸正方向

D.心、力時刻振子的動能、速度都相同

［解析］到上時間內(nèi)，x減小，彈力做正功，系統(tǒng)的動能不斷增大，勢能不斷減小，A

正確：0到七時間內(nèi)，振子的位移減小，速度增大，B錯誤：上到&時間內(nèi)，振子的位移先

增大再減小，所以回復(fù)力先增大再減小，C錯誤；力和△時刻振子的位移相同，即位于同一

位置，其速度等大反向，動能相同，D錯誤。

4.（2022?江西高三月考）圖甲是利用沙擺演示簡諧運(yùn)動圖像的裝置。當(dāng)盛沙的漏斗下面

的薄木板被水平勻速拉出時，做簡諧運(yùn)動的漏斗漏出的沙會在板上顯示出沙擺的振動位移隨

時間變化的關(guān)系曲線。已知木板被水平拉動的速度為0.20m/s,圖乙所示的一段木板的長度

為0.60m,則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的擺長大約為（取g=n2m/s2）（A）

A.0.56mB.0.65in

C.1.00mD.2.25m

［解析］由于木板勻速拉動，據(jù)x=小貝!］s=3s,顯然t=2T,則7=1.5

s,據(jù)7=2"可計(jì)算出擺長/大約為0.56m,故A正確，BCD錯誤。

5.（2022?江蘇高三模擬）如圖所示，木塊在水中沿豎直方向做簡諧運(yùn)動。運(yùn)動過程木塊

受到的合力廠和動能反隨相對平衡位置的位移X、運(yùn)動的速度「和相對平衡位置的位移x隨

時間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是（C）

二口

2

cD

［解析］根據(jù)簡諧運(yùn)動的規(guī)律可得，浮力與重力平衡，則有F=-P1gx,則運(yùn)動過程

木塊受到的合力廠應(yīng)該過二四象限，A錯誤；隨著x增大，勢能增大，由能量守恒可得，動

能應(yīng)減小，B錯誤；因?yàn)槟緣K在水中沿豎直方向做簡諧運(yùn)動，故運(yùn)動的速度/和相對平衡位

置的位移x隨時間t變化的關(guān)系圖像都應(yīng)該是三角函數(shù)的波形，D錯誤，C正確。

6.（2021?全國高三專題練習(xí)）下列說法正確的是（BD）

A.擺鐘走時快了必須調(diào)短擺長，才可能使其走時準(zhǔn)確

B.挑水時為了防止水從桶中蕩出，可以加快或減慢走路的步頻

C.在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動，是共振現(xiàn)象

D.部隊(duì)要便步通過橋梁，是為了防止橋梁發(fā)生共振而坍塌

［解析］擺鐘走時快了，說明擺鐘的周期變小了，根據(jù)7=2n#可知增大擺長/可

以增大擺鐘的周期，A錯誤；挑水時為了防止水從桶中蕩出，可以改變走路的步頻，B正確;

在連續(xù)均勻的海浪沖擊下，停在海面的小船上下振動，是受迫振動，C錯誤；部隊(duì)便步通過

橋梁，不能產(chǎn)生較強(qiáng)的驅(qū)動力，就避免橋梁發(fā)生共振現(xiàn)象，D正確。

7.（2022?河南鄭州高三月考）如圖甲所示為挖掘機(jī)的頂部垂下一個大鐵球并讓它小角度

的擺動，即可以用來拆卸混凝土建筑，可視為單擺模型，它對應(yīng)的振動圖像如圖乙所示，則

下列說法正確的是（BD）

A.單擺振動的周期是6s

B.t=2s時，擺球的速度最大

C.擺球的質(zhì)量增大，周期越大

D.該單擺的擺長約為16m

［解析］由圖像知，單擺的周期8s,A錯誤；t=2s時，擺球位于平衡位置，速度最

大，B正確；根據(jù)單擺周期公式7=2"周期與質(zhì)量無關(guān)，C錯誤；根據(jù)周期公式，即

7=2又周期為8s,得擺長16m,D正確。

8.（2021?浙江高三二模）2021年04月18日22時11分在臺灣花蓮縣（北緯23.92度,

東經(jīng)121.53度）發(fā)生6.1級地震，震源深度7千米，義烏市繡湖小區(qū)幾幢高樓里的居民反映

“震感明顯”，而義烏中學(xué)的高三學(xué)生卻普遍反映“沒有感覺”。針對這一事件，下列同學(xué)的

3

認(rèn)識中科學(xué)合理的是（AB）

A.地震波到達(dá)義烏時，義烏市地面建筑發(fā)生了受迫振動

B.繡湖小區(qū)那幾幢高樓的固有頻率與當(dāng)時地震波的頻率更加接近

C.地震波在義烏發(fā)了疊加，義烏市繡湖小區(qū)處在振動加強(qiáng)帶上，義烏中學(xué)恰好處在振動

減弱帶上

D.應(yīng)對義烏市繡湖小區(qū)那幾幢高樓采取物理措施改變它們的固有頻率以防止地震危害

［解析］地震波到達(dá)義烏時，地面受到了外力作用，所以義烏市地面建筑發(fā)生了受迫振

動，A正確；因?yàn)榱x烏市繡湖小區(qū)幾幢高樓里的居民反映“震感明顯”，所以義烏市繡湖小區(qū)

那幾幢高樓的固有頻率與當(dāng)時地震波的頻率更加接近，共振現(xiàn)象明顯，B正確；地震波在義

烏市沒有發(fā)生疊加，C錯誤；固有頻率是物質(zhì)的固有屬性，不易改變，D錯誤。

9.（2022?河北高三月考）如圖是兩個單擺的振動圖像，以下說法正確的是（AD）

A.甲、乙兩個擺的振幅之比為2：1

B.甲、乙兩個擺的頻率之比為1：2

C.甲、乙兩個擺的擺長之比為1：2

D.以向右的方向作為擺球偏離平衡位置的位移的正方向，從t=0起，乙第一次到達(dá)右

方最大位移時，甲振動到了平衡位置，且向左運(yùn)動

［解析］甲、乙兩個擺的振幅之比為牛=2,故A正確；甲、乙兩個擺的頻率之比為勺=

力乙/乙

條=2,故B錯誤；根據(jù)單擺周期公式可得￡=鼻;甲、乙兩個擺的擺長之比

為寸=合=『故C錯誤；由題圖可知，r=2S時乙第一次到達(dá)右方最大位移處，此時甲振

動到了平衡位置，且速度沿負(fù)方向，即向左運(yùn)動，故D正確。

二、非選擇題

10.（2021?福建省福州第一中學(xué)）如圖，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接套在水平光滑

桿上的質(zhì)量為0的小球44以。點(diǎn)為平衡位置振動。小球△在豎直平面內(nèi)以0'為圓心做勻

速圓周運(yùn)動（0與。在同一豎直線上），角速度為。，半徑為仇用豎直向下的平行光照射小

球區(qū)可以觀察到小球8在水平桿上的“影子”和小球/在任何瞬間都重合。由此可知：小

球1的振動周期為生，彈簧的勁度系數(shù)為小

G）---

4

［解析］小球8在水平桿上的“影子”和小球/在任何瞬間都重合，則小球6在水平方

向上的影子的速度時刻與小球A的速度相等，小球A振動周期與小球6做勻速圓周運(yùn)動周期

相等，即7=——；小球6做勻速圓周運(yùn)動線速度為丫=。凡加速度為a=5=〃02,在水平

方向上8的加速度水平分量與4的加速度相同，當(dāng)小球4到達(dá)最左端和最右端時的加速度最

大，此時6的加速度水平分量恰好等于其向心加速度，即小球4的最大加速度與小球6做勻

速圓周運(yùn)動的向心加速度相等為Rd,則有彈簧的彈力F^=ma=mR3，=kR,解得彈簧的勁

度系數(shù)為k=m3,

11.(2021?全國高三專題練習(xí))有一單擺，在地球表面的周期為2s,己知月球表面的

重力加速度約為地球表面重力加速度的巳(取g地=9.8m/T,結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

O

(1)將該單擺置于月球表面，其周期為多大？

(2)若將擺長縮短為原來的今在月球表面時此擺的周期為多大？

(3)該單擺的擺長為多少？

［解析］(1)4.9s(2)3.5s(3)0.99m

［解析］(1)由單擺的周期公式7=2貝扉，知/%：地：g月，

則7月=4.9s?

(2)根據(jù)周期公式7=2兀《，知&幣,所以7月，：Tn=yl~r

貝UT/=3.5s。

(3)根據(jù)周期公式7=2知7=0.99m。

12.(2022?大連高三月考)如圖所示，一質(zhì)量為感=2kg的物體6放在水平地面上，一

勁度系數(shù)為A=500N/m的輕質(zhì)彈簧，下端與物體8相連，上端與一質(zhì)量為價=1.5kg的物

體C相連，在C的上方放一物體乙彈簧呈豎直狀態(tài)且整體靜止不動。

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