第第頁高考物理總復習《機械振動》專項檢測卷及答案學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________A級基礎(chǔ)對點練對點練1簡諧運動的基本特征1.如圖1所示，彈簧振子在A、B之間做簡諧運動，O為平衡位置，測得A、B間距為6cm，小球完成30次全振動所用時間為60s，則()圖1A.該振子振動周期是2s，振幅是6cmB.該振子振動頻率是2HzC.小球完成一次全振動通過的路程是12cmD.小球過O點時開始計時，3s內(nèi)通過的路程為24cm2.(2024·浙江杭州聯(lián)考)如圖2為某魚漂示意圖。當魚漂靜止時，水位恰好在O點。用手將魚漂往下按，使M點到達水位處。松手后，魚漂會上下運動，魚漂上的M、N兩點在水位上下來回移動，且魚漂的運動是簡諧運動。下列說法正確的是()圖2A.水位在O點時，魚漂的速度最大B.N點到達水位處時，魚漂的位移向下最大C.M點到達水位處時，魚漂具有向下的加速度D.M、N之間的距離即魚漂的振幅對點練2簡諧運動的表達式和圖像3.某質(zhì)點的振動圖像如圖3所示，下列說法正確的是()圖3A.1s和3s時刻，質(zhì)點的速度相同B.1s到2s時間內(nèi)，質(zhì)點的速度與加速度方向相同C.簡諧運動的表達式為y＝2sin(0.5πt＋1.5π)cmD.簡諧運動的表達式為y＝2sin(0.5πt＋0.5π)cm4.(多選)一個質(zhì)點經(jīng)過平衡位置O，在A、B間做簡諧運動，如圖4甲所示，它的振動圖像如圖乙所示，設(shè)向右為正方向，則下列說法中正確的是()圖4A.OB＝5cmB.第0.2s末，質(zhì)點的速度方向是A→OC.第0.4s末，質(zhì)點的加速度方向是A→OD.第0.7s末，質(zhì)點位置在O點與A點之間對點練3單擺及周期公式5.擺球質(zhì)量為m的單擺做簡諧運動，其動能Ek隨時間t的變化關(guān)系如圖5所示，重力加速度為g，則該單擺()圖5A.擺長為eq\f(gteq\o\al(2,0),4π2) B.擺長為eq\f(gteq\o\al(2,0),π2)C.擺球向心加速度的最大值為eq\f(π2E0,2mgteq\o\al(2,0)) D.擺球向心加速度的最大值為eq\f(2π2E0,mgteq\o\al(2,0))6.(2024·廣東廣州模擬)將一臺智能手機水平粘在秋千的座椅上，使手機邊緣與座椅邊緣平行(圖6甲)，讓秋千以小擺角(小于5°)自由擺動，此時秋千可看作一個理想的單擺，擺長為L。從手機傳感器中得到了其垂直手機平面方向的a－t關(guān)系圖如圖乙所示。則以下說法正確的是()圖6A.忽略空氣阻力，秋千的回復力由重力和拉力的合力提供B.當秋千擺至最低點時，秋千對手機的支持力等于手機所受的重力C.秋千擺動的周期為t3－t1D.該地的重力加速度g＝eq\f(4π2L,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t2－t1))2)對點練4受迫振動和共振7.(多選)(2024·廣東汕頭金山中學高三校考)如圖7所示“洗”是古代盥洗用的臉盆，多用青銅鑄成，現(xiàn)代亦有許多仿制的工藝品，倒些清水在其中，用手掌慢慢摩擦盆耳，盆就會發(fā)出嗡嗡聲，到一定節(jié)奏時還會濺起層層水花，下列關(guān)于“洗”的說法正確的是()圖7A.手掌摩擦的越快則濺起的水花越高B.水花濺起的原因是發(fā)生了共振現(xiàn)象C.該種現(xiàn)象屬于受迫振動D.盆中的嗡嗡聲是手與“洗”摩擦產(chǎn)生的聲音8.(2024·江蘇連云港模擬)飛力士棒是物理治療師發(fā)明的一種康復器材，它由一根PVC軟桿、兩端的負重頭和中間的握柄組成，棒的固有頻率為4.5Hz，如圖8所示。下列說法正確的是()圖8A.用力越大，棒振動得越快B.增大手驅(qū)動的頻率，棒的振幅一定變大C.增大手驅(qū)動的頻率，棒的振動頻率可能減小D.雙手驅(qū)動該棒每分鐘振動270次，則棒的振幅最大9.(多選)(2024·遼寧沈陽高三月考)共振現(xiàn)象是指一個物理系統(tǒng)在其自然的振動頻率(所謂的共振頻率)下趨于從周圍環(huán)境吸收更多能量的趨勢。自然中有許多地方有共振的現(xiàn)象。人類也在其技術(shù)中利用或者試圖避免共振現(xiàn)象。如圖9所示為一個單擺在地面上做受迫振動的共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系)，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是(π2≈10)()圖9A.此單擺的固有周期為2sB.此單擺的擺長約為2mC.若僅擺長增大，單擺的固有頻率增大D.若僅擺長增大，共振曲線的峰將向左移B級綜合提升練10.(2024·廣東茂名模擬)如圖10所示是揚聲器紙盆中心做簡諧運動的振動圖像，下列判斷正確的是()圖10A.t＝2×10－3s時刻紙盆中心的速度最大B.t＝3×10－3s時刻紙盆中心的加速度最大C.在0～1×10－3s之間紙盆中心的速度方向與加速度方向相同D.紙盆中心做簡諧運動的方程為x＝1.5×10－4cos(50πt)m11.(2024·廣東揭陽高三聯(lián)考)甲、乙兩星球表面的a、b兩個單擺做簡諧運動的x－t圖像如圖11所示，已知兩單擺的擺長相等，由圖可知()圖11A.甲、乙兩星球表面的重力加速度之比為eq\f(3,2)B.減小a擺的擺球質(zhì)量，a擺的周期有可能與b擺相等C.a、b兩單擺在最低點的速率有可能相等D.a、b兩單擺在最低點的動能有可能相等12.一根輕繩一端連接固定的拉力傳感器，另一端連接質(zhì)量為m的小鋼球，如圖12甲所示。拉起小鋼球至某一位置由靜止釋放，使小鋼球在豎直平面內(nèi)擺動，輕繩與豎直方向的夾角最大值約為5°，圖乙為輕繩對小鋼球的拉力大小F隨時間t變化的圖像，圖像中F1、F2、T0均為已知量。求：圖12(1)重力加速度g的大?。?2)輕繩的長度l。參考答案1.C[由題意可知T＝eq\f(60,30)s＝2s，A＝eq\f(6,2)cm＝3cm，A錯誤；頻率T＝eq\f(1,f)，解得f＝0.5Hz，B錯誤；小球完成一次全振動通過的路程為振幅的4倍，即s0＝4A＝12cm，C正確；小球在3s內(nèi)通過的路程為s＝eq\f(t,T)×4A＝eq\f(3,2)×4×3cm＝18cm，D錯誤。]2.A[O點是平衡位置，根據(jù)簡諧運動的特點可知，水位在O點時，魚漂的速度最大，故A正確；魚漂的N點到達水位處時，說明魚漂向上運動，位移方向向上且最大，速度為零，故B錯誤；M點到達水位處時，魚漂向下的位移最大，具有向上的加速度，故C錯誤；魚漂上下做簡諧運動，偏離平衡位置的最大位移叫振幅，M點或N點到達水位處時，位移最大，振幅等于OM的長度或者ON的長度，故D錯誤。]3.D[y－t圖像上某點切線的斜率表示速度；1s和3s時刻，質(zhì)點的速度大小相等，方向相反，故A錯誤；1s到2s時間內(nèi)，質(zhì)點做減速運動，加速度與速度方向相反，故B錯誤；振幅為A＝2cm，周期為T＝4s，ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,4)rad/s＝0.5πrad/s，t＝0時，y＝2cm，則φ＝0.5π，簡諧運動的表達式為y＝Asin(ωt＋φ)＝2sin(0.5πt＋0.5π)cm，故C錯誤，D正確。]4.AC[由題圖乙可知振幅為5cm，則有OB＝OA＝5cm，A正確；0～0.2s內(nèi)質(zhì)點從B向O運動，即第0.2s末質(zhì)點的速度方向是O→A，B錯誤；第0.4s末質(zhì)點運動到A點處，則此時質(zhì)點的加速度方向是A→O，C正確；第0.7s末時質(zhì)點位置在O與B之間，D錯誤。]5.C[由題圖可知，單擺的周期T＝4t0，根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，解得L＝eq\f(4gteq\o\al(2,0),π2)，故A、B錯誤；擺球到最低點的動能Ek＝E0＝eq\f(1,2)mv2，向心加速度的最大值為a＝eq\f(v2,L)，解得a＝eq\f(π2E0,2mgteq\o\al(2,0))，故C正確，D錯誤。]6.C[忽略空氣阻力，秋千的回復力由重力沿圓弧切線方向的分力提供，A錯誤；在最低點，合力提供向心力有FN－mg＝meq\f(v2,L)，秋千對手機的支持力FN＝mg＋meq\f(v2,L)＞mg，故秋千對手機的支持力大于手機的重力，B錯誤；秋千的周期為從最大位移處到另外一最大位移處再回到最大位移處位置所用的時間，所以兩次經(jīng)過最低點，有兩次向心加速度最大，根據(jù)垂直手機平面方向的a－t關(guān)系圖，可知周期為T＝t3－t1，C正確；根據(jù)單擺周期公式T＝t3－t1＝2πeq\r(\f(L,g))，可知當?shù)刂亓铀俣萭＝eq\f(4π2L,（t3－t1）2)，D錯誤。]7.BC[用手摩擦盆耳，濺起水花是因為“洗”發(fā)生了共振造成的，該種現(xiàn)象屬于受迫振動，當其摩擦的頻率等于“洗”的固有頻率，使其達到共振時，濺起的水花最高，即手掌摩擦的越快濺起的水花不一定越高。盆中的嗡嗡聲是“洗”振動時產(chǎn)生的聲音，故B、C正確。]8.D[使用者用力大小影響的是振幅，與振動快慢沒有關(guān)系，故A錯誤；增大手驅(qū)動的頻率，飛力士棒振動的頻率隨之增大，但是振幅不一定越來越大，故B、C錯誤；雙手驅(qū)動該飛力士棒每分鐘振動270次，則驅(qū)動力的頻率為f＝eq\f(270,60)Hz＝4.5Hz，驅(qū)動力的頻率與飛力士棒的固有頻率相等，此時振幅最大，故D正確。]9.AD[當驅(qū)動力的頻率等于單擺的固有頻率時，發(fā)生共振現(xiàn)象，振幅達到最大，由題圖知，驅(qū)動力的頻率為0.5Hz時，振幅最大，則此單擺的固有頻率為0.5Hz，固有周期為2s，故A正確；根據(jù)單擺周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，解得此單擺的擺長約為L＝eq\f(T2g,4π2)＝eq\f(22×10,4×10)m＝1m，故B錯誤；若僅擺長增大，根據(jù)單擺周期公式，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，共振曲線的峰將向左移，故C錯誤，D正確。]10.C[t＝2×10－3s時刻在波谷位置，則紙盆中心的速度為零，A錯誤；t＝3×10－3s時刻紙盆中心在平衡位置，此時的加速度為零，B錯誤；在0～1×10－3s之間紙盆中心的速度方向與加速度方向均向下，方向相同，C正確；因為ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,4×10－3)rad/s＝500πrad/s，則紙盆中心做簡諧運動的方程為x＝1.5×10－4cos(500πt)m，D錯誤。]11.D[由圖可知兩單擺的周期之比為T甲∶T乙＝2∶3，由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得g＝eq\f(4π2L,T2)，所以甲、乙兩星球表面的重力加速度之比為eq\f(g甲,g乙)＝eq\f(9,4)，故A錯誤；由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可知，擺球周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，所以減小a擺的擺球質(zhì)量，a擺的周期不可能與b擺相等，故B錯誤；兩擺擺長相同，振幅不同，則兩擺球擺動過程中上升的最大高度不同，由機械能守恒定律知Ek＝mgh＝eq\f(1,2)mv2，則v＝eq\r(2gh)，所以在最低點速率一定不同；由于擺球質(zhì)量關(guān)系未知，所以在最低點的動能有可能相等，故C錯誤，D正確。]12.(1)eq\f(2F1＋F2,3m)(2)eq\f(（2F1＋F2）Teq\o\al(2,0),3mπ2)解析(1