1、高考资源网（） 您身边的高考专家基础课时1机械振动一、单项选择题1如图1甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统。当圆盘静止时，小球可稳定振动。现使圆盘以4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定。改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示，则()图1A此振动系统的固有频率约为3 HzB此振动系统的固有频率约为0.25 HzC若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率不变D若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动解析当驱动力的频率与振动系统的固有频率相同时，振
2、幅最大，所以固有频率约为3 Hz，选项A正确，B错误；受迫振动的振动周期由驱动力的周期决定，所以圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率减小，选项C错误；系统的固有频率不变，共振曲线的峰值位置不变，选项D错误。答案A2如图2甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是()图2At0.8 s时，振子的速度方向向左Bt0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处Ct0.4 s和t1.2 s时，振子的加速度完全相同Dt0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小解析从t0.8 s起，再过一段微小时间，振子的位移为
3、负值，因为取向右为正方向，故t0.8 s时，速度方向向左，A正确；由图象得振子的位移x12sint(cm)，故t0.2 s时，x6 cm，故B错误；t0.4 s和t1.2 s时，振子的位移方向相反，由akx/m知，加速度方向相反，C错误；t0.4 s到t0.8 s的时间内，振子的位移逐渐减小，故振子逐渐靠近平衡位置，其速度逐渐增大，故D错误。答案A3(2014浙江理综，17)一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s。当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒
4、服地登船。在一个周期内，游客能舒服登船的时间是()A0.5 s B0.75 s C1.0 s D1.5 s 解析由振动周期T3.0 s、A20 cm知，游船做简谐运动的振动方程xAsin t20sint(cm)。在一个周期内，当x10 cm时，解得t10.25 s，t21.25 s。游客能舒服登船的时间tt2t11.0 s，选项C正确，A、B、D错误。答案C4.(2016重庆名校联考)如图3所示，一质点做简谐运动，先后以相同的速度依次通过M、N两点，历时1 s，质点通过N点后再经过1 s又第2次通过N点，在这2 s内质点通过的总路程为12 cm。则质点的振动周期和振幅分别为()图3A3 s，6
5、 cm B4 s，6 cmC4 s，9 cm D2 s，8 cm解析因质点通过M、N两点时速度相同，说明M、N两点关于平衡位置对称，由时间的对称性可知，质点由N到最大位移的最短时间与由M到最大位移的最短时间相等，均为t10.5 s，则tMN2t12 s，即T4 s；由对称性可知，质点在这2 s内通过的路程恰为2A，即2A12 cm，A6 cm，故选项B正确。答案B5.(2016安徽宜城高考二调)如图4所示，是简谐运动的回复力随时间变化规律的图象，根据图象判断以下说法正确的是()图4A0至t1时间内，质点向着远离平衡位置方向运动，速率越来越大Bt1至t2时间内，质点的加速度方向与运动方向相反Ct
6、2至t3时间内，质点向着靠近平衡位置方向运动，速率越来越小Dt3至t4时间内，质点的加速度方向与运动方向相同解析简谐运动的回复力Fkx，0至t1时间内，回复力逐渐增大，故位移不断增大，质点远离平衡位置，速率不断减小，故A错误；t1至t2时间内，回复力减小，故位移减小，质点向平衡位置做加速运动，加速度方向与运动方向相同，故B错误；t2至t3时间内，回复力逐渐增大(负号表示方向)，故位移不断增大，质点远离平衡位置，速率不断减小，故C错误；t3至t4时间内，回复力减小(负号表示方向)，故位移减小，质点向平衡位置做加速运动，加速度方向与运动方向相同，故D正确。答案D二、多项选择题6.一个质点做简谐运动
7、的图象如图5所示，下列说法正确的是()图5A质点振动的频率为4 HzB在10 s内质点经过的路程是20 cmC在5 s末，质点的速度为零，加速度最大Dt1.5 s和t4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是 cm解析由图象可知，质点振动的周期为4 s，故频率为0.25 Hz，选项A错误；在10 s内质点振动了2.5个周期，经过的路程是10A20 cm，选项B正确；在5 s末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，选项C正确；由图象可得振动方程是x2sin (t) cm，将t1.5 s和t4.5 s代入振动方程得x cm，选项D正确。答案BCD7.一质点做简谐运动的振动图象如图6所示，质
8、点的速度方向与加速度方向相同的时间段是()图6A00.3 sB0.30.6 sC0.60.9 sD0.91.2 s解析质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增大时速度方向与位移方向相同，位移减小时速度方向与位移方向相反。答案BD8将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图7所示。某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是()图7At0.2 s时摆球正经过最低点Bt1.1 s时摆球正经过最低点C摆球摆动过程中机械能减小D摆球摆动的周期是T1.4 s解析分析可知，单摆摆到
9、最低点时悬线上拉力最大，因此t0.2 s时摆球正经过最低点，t1.1 s时摆球不是在最低点，A正确，B错误；由于单摆到达最低点时悬线承受的拉力逐渐减小，因此摆球速度在减小，机械能逐渐减小，C正确；摆球摆动的周期是T1.4 s0.2 s1.2 s，D错误。答案AC9.(2016浙江舟山模拟)如图8所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一小球(小球可以看成质点)。在O点正下方，距O点处的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球。点B是小球运动的最低位置，点C(图中未标出)是小球能够到达的左方最高位置。已知点A与点B之间的高度差为h，hl。A、B、P、O在同一竖直平
10、面内。当地的重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是()图8A点C与点B高度差小于hB点C与点B高度差等于hC小球摆动的周期等于D小球摆动的周期等于解析本题主要考查机械能守恒定律和单摆周期公式，解题的关键是判断出小球碰到钉子以后不能做完整的圆周运动，故高度一定与原来相等。由机械能守恒定律可知，A错误，B正确；小球在OB左侧做摆长为l的单摆运动，在右侧做摆长为l的摆动，故由小球摆动的周期公式可知T，C正确，D错误。答案BC三、非选择题10有两个同学利用假期分别去参观北大和南大的物理实验室，各自利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长L的关系”，他们通过校园网交换了实验数据，并
11、由计算机绘制了T2L图象，如图9甲所示。去北大的同学所测实验结果对应的图线是_(选填“A”或“B”)。另外，在南大做探究的同学还利用计算机绘制了两种单摆的振动图象(如图乙)，由图可知，两单摆摆长之比_。图9解析由T2 得，T2L，根据图甲可知，即gAgB，因为北大更靠近北极，其所在地的重力加速度更大些，所以应选B；根据图甲可知，由图乙可得，由T2L得，2。答案B211.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。图10他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图10所示。这样做的目的是_(填字母代号)。A保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量得更
12、加准确C需要改变摆长时便于调节D保证摆球在同一竖直平面内摆动他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L0.999 0 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图11所示，则该摆球的直径为_mm，单摆摆长为_m。图11下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin 50.087，sin 150.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_(填字母代号)。解析在“探究影响单摆周期的因素”实验中，要使单摆在摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调节，故选项A、C正确，选
13、项B、D错误。摆球的直径d12 mm00.1 mm12.0 mm摆长lL0.999 0 m0.006 0 m0.993 0 m。单摆振动的摆角5，当5时单摆振动的振幅Alsin 50.087 m8.7 cm，且为计时准确，在摆球摆至平衡位置时开始计时，故选项A正确，选项B、C、D错误。答案AC12.00.993 0A122014重庆理综，11(2)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸，当振子上下振动时，以速率v水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图12所示的图象，y1、y2、x0、2x0为纸上印迹的位置坐标。由此图求振动的周期和振幅。图12解析由图象可知，振子在一个周期内沿x方向的位移为2x0，水平速度为v，故由题意知，振子的周期T；又由图象知2Ay1y2，由题意知，振子的振幅A。答案高考资源网版权所有，侵权必究！