江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)38機械振動含解析江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)38機械振動含解析PAGE12-江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)課后練習(xí)38機械振動含解析機械振動建議用時：45分鐘1．關(guān)于簡諧運動，下列說法正確的是()A．位移的方向總指向平衡位置B．加速度方向總和位移方向相反C．位移方向總和速度方向相反D．速度方向跟位移方向相同B［簡諧運動的位移的初始位置是平衡位置,所以簡諧運動中位移的方向總是背離平衡位置的,故A選項錯誤;加速度的方向總是指向平衡位置的，故B選項正確;位移方向與速度方向可能相同，也可能相反，故C、D選項錯誤.］2．如圖1所示，彈簧振子以點O為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化如圖2所示，下列說法正確的是（）圖1圖2A．t＝0.8s時,振子的速度方向向右B．t＝0。2s時，振子在O點右側(cè)6cm處C．t＝0。4s和t＝1.2s時，振子的加速度完全相同D．t＝0。4s到t＝0。8s的時間內(nèi)，振子速度逐漸減小D［由圖可知t＝0.8s時,振子在平衡位置向左運動，A錯誤；由題中圖象得振子的位移x＝12sineq\f（5,4）πt（cm），故t＝0。2s時，x＝6eq\r（2)cm，故B錯誤；當(dāng)t＝0。4s和t＝1.2s時，振子分別在B、A兩點，加速度大小相等，方向相反，C錯誤；在0.4s~0。8s時間內(nèi)，振子由最大位移處向平衡位置運動，速度越來越大，D正確.]3．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動，它圍繞平衡位置O在A、B間振動，如圖所示,下列結(jié)論正確的是（)A．小球在O位置時,動能最小，加速度最小B．小球在A、B位置時,動能最大，加速度最大C．小球從A經(jīng)O到B的過程中，回復(fù)力先做正功,后做負(fù)功D．小球從B到O的過程中，振動的能量不斷減小C［振子經(jīng)過平衡位置時，速度最大，位移為零，所以經(jīng)過平衡位置動能最大，回復(fù)力為零，加速度為零，故A錯誤；在A、B位置時，速度為零，位移最大，回復(fù)力最大，加速度最大，故B錯誤；由于回復(fù)力指向平衡位置，所以振子從A經(jīng)O到B的過程中,回復(fù)力先做正功，后做負(fù)功，故C正確;振子的動能和彈簧的勢能相互轉(zhuǎn)化，且總量保持不變,即振動的能量保持不變，故D錯誤。］4．如圖所示，彈簧振子在光滑水平桿上的A、B之間做往復(fù)運動,O為平衡位置，下列說法正確的是(）A．彈簧振子運動過程中受重力、支持力和彈簧彈力的作用B．彈簧振子運動過程中受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力作用C．振子由A向O運動過程中，回復(fù)力逐漸增大D．振子由O向B運動過程中,回復(fù)力的方向背離平衡位置A[回復(fù)力是根據(jù)作用效果命名的力，不是做簡諧運動的物體受到的具體的力,它是由物體受到的具體的力所提供的,在題圖情景中彈簧的彈力充當(dāng)回復(fù)力，故A正確，B錯誤；回復(fù)力與位移的大小成正比，由A向O運動過程中位移的大小在減小，故此過程中回復(fù)力逐漸減小，C錯誤；回復(fù)力總是指向平衡位置，故D錯誤。］5．如圖所示,當(dāng)一彈簧振子在豎直方向上做簡諧運動時，下列說法中正確的是()A．振子在振動過程中,速度相同時，彈簧的長度一定相等,彈性勢能相等B．振子從最低點向最高點運動的過程中，彈簧彈力始終做正功C．振子在運動過程中的回復(fù)力由彈簧彈力提供D．振子在運動過程中,系統(tǒng)的機械能守恒D［振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運動,速度相同的位置可能出現(xiàn)在關(guān)于平衡位置對稱的兩點，這時彈簧長度明顯不等，A錯誤；振子由最低點向最高點運動過程中，彈力一定是先做正功，但過了平衡位置后，彈簧可能是壓縮狀態(tài)下的彈力做負(fù)功，也可能一直是拉伸狀態(tài)下的彈力做正功,所以B錯誤；振子運動過程中的回復(fù)力由振子所受合力提供且運動過程中機械能守恒,故C錯誤，D正確.]6．如圖為同一實驗中甲、乙兩個單擺的振動圖象,從圖象可知()A．兩擺球的質(zhì)量相等 B．兩單擺的振幅相等C．兩單擺相位相差π D．兩單擺的擺長相等D[單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)，故A錯;由振動圖線可看出兩單擺的振幅不同,相位差相差eq\f(π，2），故B、C錯；由圖線知兩單擺的周期都是T＝8s，由周期公式可知兩單擺的擺長相等，故D對。］7．蜘蛛會根據(jù)絲網(wǎng)的振動情況感知是否有昆蟲“落網(wǎng)"，若絲網(wǎng)的固有頻率為200Hz，下列說法正確的是（）A．“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率越大，絲網(wǎng)的振幅越大B．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率低于200Hz時，絲網(wǎng)不振動C．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的周期為0。005s時，絲網(wǎng)的振幅最小D．昆蟲“落網(wǎng)”時，絲網(wǎng)振動的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率決定D[根據(jù)共振的條件可知，系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動力的頻率時，系統(tǒng)達(dá)到共振，振幅達(dá)最大，故A錯誤;當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率低于200Hz時，絲網(wǎng)仍然振動，B錯誤;當(dāng)“落網(wǎng)"昆蟲翅膀振動的周期為0.005s時，其頻率：f＝eq\f（1，T）＝200Hz,與絲網(wǎng)的固有頻率相等,所以絲網(wǎng)的振幅最大，故C錯誤；受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,所以昆蟲“落網(wǎng)”時，絲網(wǎng)振動的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動的頻率決定,故D正確。]8．如圖所示,在一根張緊的水平繩上掛有5個單擺，其中b擺球質(zhì)量最大，其余4個擺球質(zhì)量相等，擺長關(guān)系為Lc〉Lb＝Ld>La〉Le，現(xiàn)將b擺垂直紙面向里拉開一微小角度后釋放，經(jīng)過一段時間后，其余各擺均振動起來并達(dá)到穩(wěn)定,下列敘述正確的是(）A．4個單擺的周期Tc>Td〉Ta>TeB．4個單擺的頻率fa＝fc＝fd＝feC．4個單擺的振幅Aa＝Ac＝Ad＝AeD．4個單擺中c擺振幅最大B［b擺垂直紙面向里拉開一微小角度后釋放，使得其他4個單擺都做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，所以4個單擺頻率相同，周期也一樣，所以A錯誤，B正確；當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，振幅最大,即達(dá)到共振。根據(jù)T＝2πeq\r（\f(l，g)）知，d擺長與b擺長相等，則驅(qū)動力的周期等于d擺的固有周期，發(fā)生共振，所以d擺振幅最大，C、D錯誤。]9．如圖所示，一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪很大，游船上下浮動?？砂延瓮Ц雍喕韶Q直方向的簡諧運動，振幅為20cm,周期為3.0s.當(dāng)船上升到最高點時,甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10cm時，游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi)，游客能舒服地登船的時間是（）A．0。5sB．0。75sC．1。0sD．1.5sC［由題中所給條件寫出游船做簡諧運動的振動方程y＝20sineq\f(2π，T)t＝20sineq\f(2π,3)t(cm),畫出y。t圖象,如圖所示，能舒服登船的時間Δt＝t2－t1，在一個周期內(nèi),當(dāng)y＝10cm時，解得t1＝0。25s，t2＝1。25s,則Δt＝t2－t1＝1.25s－0。25s＝1.0s,正確答案C.］10．一個做簡諧運動的彈簧振子，周期為T,振幅為A，已知振子從平衡位置第一次運動到x＝eq\f(A，2)處所用的最短時間為t1，從最大的正位移處第一次運動到x＝eq\f(A，2)處所用的最短時間為t2，那么下列關(guān)于t1與t2的大小關(guān)系正確的是()A．t1＝t2B．t1<t2C．t1>t2D．t1＝2t2B[根據(jù)振子遠(yuǎn)離平衡位置時速度減小，靠近平衡位置時速度增大,可知振子從平衡位置第一次以最短時間運動到x＝eq\f（1,2)A處的平均速度大于從最大正位移處第一次運動到x＝eq\f(1,2)A處的平均速度，而路程相等,則t1〈t2，故A、C、D錯誤，B正確.]11．彈簧振子做簡諧運動，振子運動范圍為0.8cm，周期為0。5s，計時開始時具有正向最大加速度，則它的振動方程是（)A．x＝8×10－3sineq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（4πt＋\f（π，2）)）（m）B．x＝4×10－3sineq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1(4πt－\f（π，2）））（m)C．x＝8×10－3sineq\b\lc\(\rc\)（\a\vs4\al\co1（2πt＋\f（π，2））)(m)D．x＝4×10－3sineq\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(2πt－\f（π,2)）)（m)B［振子振動范圍0.8cm,所以2A＝0。8cm，振幅A＝0。4cm，周期為0。5s，所以ω＝eq\f（2π,T)＝4π，而初始時刻具有正向最大加速度,即振子在負(fù)向最大位移處,綜上可得：x＝4×10－3sineq\b\lc\（\rc\）(\a\vs4\al\co1（4πt－\f（π,2))）(m)，B正確A、C、D錯誤。］12．有一擺長為L的單擺懸點正下方某處有一小釘，擺球經(jīng)過平衡位置向左擺動時，擺線的上部被小釘擋住，使擺長發(fā)生變化.現(xiàn)使擺球做小幅度擺動，擺球從右邊最高點M至左邊最高點N運動過程中的閃光照片如圖所示(懸點與小釘未被攝入）。P為擺動中的最低點，已知每相鄰兩次閃光的時間間隔相等，由此可知，小釘與P點的距離為()A．eq\f（L，4）B．eq\f(L，2)C．eq\f(3L,4）D．無法確定C［設(shè)每相鄰兩次閃光的時間間隔為t,則擺球在右側(cè)擺動的周期為T1＝8t，在左側(cè)擺動的周期為T2＝4t，T1∶T2＝2∶1.則T1＝2πeq\r（\f（L1，g))；T2＝2πeq\r(\f(L2，g)）;兩式兩邊相除得L2＝eq\f(1,4)L1，所以，小釘與懸點的距離s＝L1－L2＝eq\f（3,4）L。故選C.］13．彈簧振子以O(shè)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，振子速度第一次變?yōu)椋璿;在t＝0.5s時,振子速度第二次變?yōu)椋璿。（1)求彈簧振子振動周期T；(2)若B、C之間的距離為25cm，求振子在4。0s內(nèi)通過的路程;（3）若B、C之間的距離為25cm。從平衡位置計時，寫出彈簧振子位移表達(dá)式，并畫出彈簧振子的振動圖象.[解析］(1)根據(jù)彈簧振子簡諧運動的對稱性可得：T＝0。5×2s＝1.0s。（2)若B、C之間距離為25cm，則振幅A＝eq\f(1,2)×25cm＝12。5cm振子4.0s內(nèi)通過的路程s＝eq\f（4。0,1。0）×4×12.5cm＝200cm。(3)根據(jù)x＝Asinωt，A＝12。5cm，ω＝eq\f（2π,T）＝2π得x＝12。5sin2πt(cm）振動圖象如圖所示。［答案］（1)1。0s（2)200cm（3）x＝12。5sin2πt（cm）圖象見解析14．如圖所示，彈簧振子在光滑水平面上以振幅A做簡諧運動，質(zhì)量為M的滑塊上面放一個質(zhì)量為m的砝碼，砝碼隨滑塊一起做簡諧運動，已知彈簧的勁度系數(shù)為k，試求：（1)使砝碼隨滑塊一起振動的回復(fù)力是什么力？它跟位移成正比的比例常數(shù)k′等于多少？（2)當(dāng)滑塊運動到振幅一半位置時，砝碼所受回復(fù)力有多大？方向如何？(3)當(dāng)砝碼與滑塊的動摩擦因數(shù)為μ時,要使砝碼與滑塊不發(fā)生相對滑動的最大振幅為多大?[解析](1)使砝碼隨滑塊一起做簡諧振動的回復(fù)力是滑塊對砝碼的靜摩擦