《新教材适用2024版高考物理一轮总复习练习20第七章机械振动与机械波第1讲机械振动.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材适用2024版高考物理一轮总复习练习20第七章机械振动与机械波第1讲机械振动.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第七章机械振动与机械波第1讲机械振动一、选择题(本题共8小题，15题为单选，68题为多选)1(2023上海模拟预测)做简谐运动的弹簧振子，其加速度a随位移x变化的规律应是( B )解析根据Fkx，则振子的加速度ax，则ax图像为B图所示。2(2023河北高三模拟)如图甲所示，悬挂在竖直方向上的弹簧振子，在C、D两点之间做简谐运动，O点为平衡位置。振子到达D点时开始计时，以竖直向上为正方向，一个周期内的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是( C )A振子在O点受到的弹簧弹力等于零B振子在C点和D点的回复力相同Ct0.3 s时，振子的速度方向为竖直向上Dt0.75 s到t1.25 s的时间内，振子
2、通过的路程为(6) cm解析振子在O点受到的合力等于零，弹簧弹力与其自身重力平衡。故A错误；由简谐运动的对称性可知，振子在C点和D点的回复力大小相同，方向相反。故B错误；由乙图可知，t0.3 s时，振子由D点向O点运动，其速度方向为竖直向上。故C正确；由乙图可知，t0.75 s到t1.25 s的时间内，振子通过的路程为s2(33sin 45) cm(63) cm，故D错误。3(2023湖北高三模拟)如图所示，两根完全相同的弹簧和一根张紧的细线将甲、乙两物块束缚在光滑水平面上，已知甲的质量是乙的质量的2倍，弹簧振子做简谐运动的周期T2，式中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数。当细线突然断开后，两
3、物块都开始做简谐运动，在运动过程中( C )A甲的振幅大于乙的振幅B甲的振幅小于乙的振幅C乙的最大速度是甲的最大速度的倍D甲的振动周期是乙的振动周期的2倍解析细线断开前，两根弹簧伸长的长度相同，离开平衡位置的最大距离相同，即两物块的振幅一定相同，故AB错误；细线断开的瞬间，两根弹簧的弹性势能相同，到达平衡位置时，甲、乙的动能最大且相同，由于甲的质量是乙的质量的2倍，根据Ekmv2，可知，乙的最大速度一定是甲的最大速度的倍，故C正确；根据T2，可知，甲的振动周期是乙的振动周期的倍，故D错误。4(2023浙江高三专题练习)如图所示为相同的小球(可看作质点)构成的单摆，所有的绳子长度都相同，在不同的
4、条件下的周期分别T1、T2、T3、T4，关于周期大小关系的判断，正确的是( C )AT1T2T3T4 BT4T1T3T1T3T2 DT1T2T3T1T3T2，故选C。5(2023广东汕头市高三阶段练习)如图所示，倾角为30的斜面固定在水平地面上，其下端有一垂直于斜面的固定挡板。轻质弹簧的一端与挡板相连，另一端连接一质量为0.4 kg的光滑小球(可视为质点)。现将小球由平衡位置O沿斜面向上拉动15 cm至P点，使其在P、P之间做简谐运动，M、N为斜面上关于O点对称的两点。规定沿斜面向上为正方向，已知弹簧的劲度系数为20 N/m，且弹簧始终处于弹性限度内，取g10 m/s2。则( B )A小球在P
5、点的回复力为5 NB小球在P点时弹簧的形变量为25 cmC小球从N点向上运动，经四分之三个周期，其运动的路程小于45 cmD在M、N两点，小球的速度大小相等，弹簧的弹性势能也相等解析O点为平衡位置，沿斜面向上拉动15 cm后，小球受到的合力为F合kxOP3 N，则小球在P点的回复力为3 N，故A错误；由简谐运动的对称性可知，小球在P点的回复力大小为3 N，有kxmgsin 303 N，解得x25 cm，故B正确；小球经平衡位置O时，速度最大，前四分之一周期内运动的路程要大于15 cm，后二分之一周期内运动的路程为30 cm，总路程大于45 cm，故C错误；根据简谐运动的对称性可知，小球在M、N
6、两点速度大小相等。由系统机械能守恒可知，小球在N点时弹簧的弹性势能大于小球在M点时弹簧的弹性势能，故D错误。6(2023重庆高三阶段练习)正在运转的洗衣机，当其脱水桶转得很快时，机身的振动并不强烈，切断电源，转动逐渐停下来，到某一时刻t，机身反而会发生强烈的振动，此后脱水桶转速继续变慢，机身的振动也随之减弱，针对这种现象的分析说法正确的是( CE )A在t时刻脱水桶的惯性最大B在t时刻脱水桶的转动频率最大C在t时刻洗衣机发生共振D纯属偶然现象，并无规律E机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率相等解析惯性是物体本身的性质，只与物体的质量有关，A错误；机身做受迫振动的频率与脱水桶的转动频率相等，当
7、脱水桶的转动频率与机身的固有频率相等时机身发生共振，振幅最大，CE正确，BD错误。7(2023湖南长沙高三阶段练习)如图，把一个有小孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动。弹簧的质量与小球相比可以忽略。小球运动时空气阻力很小，也可以忽略。系统静止时小球位于O点。现将小球向右移动距离A后由静止释放，小球做周期为T的简谐运动。下列说法正确的是( ADE )A若某过程中小球的路程为2A，则该过程经历的时间一定为B若某过程中小球的路程为A，则该过程经历的时间一定为C若某过程中小球的位移大小为A，则该过程经历的时间一定为D若某过程中小球的位移大小为2A，则该过程经历
8、的时间至少为E若某过程经历的时间为，则该过程中弹簧弹力做的功一定为零解析根据简谐运动的对称性可知，不论小球从何位置开始运动，只要经过，小球运动的路程一定为2A，故A正确；只有小球的起始位置在最大位移处或平衡位置时，若某过程中小球的路程为A，该过程经历的时间才一定为，否则该过程经历的时间都不等于，故B错误；若小球的起始位置在最大位移处或平衡位置，某过程中小球的位移大小为A，则该过程所经历的时间为的奇数倍；若小球的起始位置不在最大位移处或平衡位置，某过程中小球的位移大小为A，则该过程所经历的时间也不等于，故C错误；某过程中小球的位移大小为2A，则小球的始末位置一定均在最大位移处，该过程所经历的时间
9、为的奇数倍，即至少为，故D正确；根据简谐运动的对称性可知，若某过程经历的时间为，则小球初、末速度大小相等，根据动能定理可知该过程中弹簧弹力做的功一定为零，故E正确。8(2023山东高三专题练习)如图所示，光滑圆弧槽半径为R，A为最低点，C到A的距离远远小于R，若同时释放小球B、C。设小球B到A点的距离为H，则要使两小球B和C在A点相遇(小球B和C可视为质点)，H的可能值为( AD )A B C D解析小球C做简谐运动，根据题意得Hgt2，t2，解得H，A正确；根据题意Hgt2，t2，解得H，D正确；根据题意Hgt2，t2，解得H，故选AD。二、非选择题9(2023四川成都高三练习)(1)地球上
10、周期是2 s的单摆叫秒摆，把地球上的某秒摆拿到月球上去，已知月球上的自由落体加速度为1.6 m/s2，它在月球上做50次全振动用时为多少？(g地取10 m/s2)(2)如图是一个弹簧振子的振动图像，试完成以下问题。写出该小球位移随时间变化的关系式；在第2 s末到第3 s末这段时间内，小球的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的；(变大、变小或不变)该小球在第100 s时的位移是多少，前100 s路程是多少。答案(1)250 s(2)x5sin 0.5t( cm)加速度变大速度变小动能变小弹性势能变大05 m解析(1)由单摆周期公式可知T地2，T月2联立可得，解得T月T地5 s在月球上做50
11、次全振动用时为tNT月505 s250 s。(2)由题图可知A5 cm，0.5 rad/s，小球位移随时间变化的关系式为x5sin 0.5t(cm)。在第2 s末到第3 s末这段时间内，小球由平衡位置向负向最大位移运动，其加速度变大，速度变小，动能变小，弹性势能变大。周期为4 s，前100 s刚好经过了25个周期，所以第100 s时振子位移为零，路程为s254A2545 cm5 m。10(2023江苏高三阶段练习)如图所示，一根劲度系数为k的轻弹簧左端固定，右端连接一质量为m的物块，物块静止在光滑水平支持面上B点，弹簧处于原长状态。在t0时刻给物块施加水平向左的恒力F，物块运动过程中，弹簧始终
12、在弹性限度内。(1)试证明物块的运动是简谐运动；(2)若物块振动周期为T，写出物块做简谐运动的位移随时间变化的表达式(取水平向右为正方向)，并求物块运动到最左端C点时弹簧的弹力大小F1。答案(1)见解析(2)xcos t，F12F解析(1)设物块加速度为零时，弹簧压缩x0，Fkx0，从此位置继续压缩位移x，则此时回复力F回Fk(x0x)kx，所以物块的运动是简谐运动。(2)由题意可知振幅Ax0，表达式为xcos t，其中，根据牛顿第二定律在B点时，Fma，在C点时，F1Fma，解得F12F。11(2023河南高三专题练习)如图所示，质量m0.8 kg的物体C放置在质量M1.2 kg的物体B上，
13、物体B与轻质弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐运动。振动过程中，弹簧的弹性势能的最大值Epm0.32 J，物体B对物体C的摩擦力的最大值恰好为最大静摩擦力。已知弹簧的劲度系数为k，形变量为x时的弹性势能Epkx2，物体C的下表面与物体B的上表面间的动摩擦因数0.4，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g10 m/s2。(1)求物体C运动过程中的最大动能Ekm1；(2)求该简谐运动的振幅A；(3)若该简谐运动的周期T0.9 s，从物体B处于平衡位置时开始计时，求t0.15 s时物体B的速度大小v。答案(1)0.128 J(2)0.08 m(3) m/s解析(1)物体B和物体C始终相对静止，当物体B(C)处于平衡位置时，物体C的动能最大，根据功能关系有EPmEkm1Ekm2，解得Ekm10.128 J。(2)物体B(C)位移最大时，物体B对物体C的摩擦力恰好为最大静摩擦力，根据牛顿第二定律kA(Mm)a，mgma，根据题意有EPmkA2，解得A0.08 m。(3)t0.15 s时物体B偏离平衡位置的位移大小为xAsin t，根据机械能守恒定律有EPmkx2(Mm)v2，解得v m/s。