（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（四十三）機(jī)械振動（含解析）

（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤檢測（四十三）機(jī)械振動（含解析）對點(diǎn)訓(xùn)練：簡諧運(yùn)動1下表中給出的是做簡諧運(yùn)動的速度v或加速度a與時刻的對應(yīng)關(guān)系，T是振動周期。下列判斷正確的是()時刻狀態(tài)物理量0T甲零正向最大零負(fù)向最大零乙零負(fù)向最大零正向最大零丙正向最大零負(fù)向最大零正向最大丁負(fù)向最大零正向最大零負(fù)向最大A若甲表示速度v，則只有丁表示相應(yīng)的加速度aB若丙表示速度v，則甲和乙都可以表示相應(yīng)的加速度aC若丙表示加速度a，則只有甲表示相應(yīng)的速度vD若乙表示加速度a，則丙和丁都可以表示相應(yīng)的速度v解析：選C若甲表示速度v，速度從零向正向最大變化，可知振子從負(fù)向最大位移處向平衡位置運(yùn)動，加速度從正向最大開始減小到零，所以丙表示相應(yīng)的加速度，故A錯誤；若丙表示速度v，速度從正向最大變化到零，振子從平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動，加速度從零開始向負(fù)向最大變化，所以乙表示相應(yīng)的加速度，故B錯誤；若丙表示加速度a，加速度從正向最大變化到零，振子從負(fù)向最大位移處向平衡位置運(yùn)動，速度從零開始向正向最大變化，所以甲表示相應(yīng)的速度，故C正確；若乙表示加速度a，加速度從零到負(fù)向最大變化，振子從平衡位置向正向最大位移處運(yùn)動，速度從正向最大開始減小到零，所以丙可以表示相應(yīng)的速度v，故D錯誤。2多選一彈簧振子A的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為y0.1sin(5t)，位移y的單位為m，時間t的單位為s。則()A彈簧振子的振幅為0.2 mB彈簧振子的周期為1.25 sC在t0.2 s時，振子的運(yùn)動速度最大D若另一彈簧振子B的位移y隨時間變化的關(guān)系式為y0.2sin，則振子A比振子B滯后解析：選CD由振動方程為y0.1sin(5t)，可讀出振幅A0.1 m，5 rad/s，故周期T0.4 s，故A、B錯誤；在t0.2 s時，振子的位移為零，速度最大，故C正確；兩振動的相位差A(yù)B，即A比B滯后，選項(xiàng)D正確。3多選甲、乙兩位同學(xué)分別使用圖1所示的同一套裝置觀察單擺做簡諧運(yùn)動時的振動圖像。已知二人實(shí)驗(yàn)時所用的單擺的擺長相同，落在木板上的細(xì)砂分別形成的曲線如圖2所示，下面關(guān)于兩圖線的說法中正確的是()A甲圖線表示單擺擺動的幅度較大，乙圖線擺動的幅度較小B甲圖線表示單擺擺動的周期較大，乙圖線擺動的周期較小C甲、乙二人拉木板的速度不同，其速度關(guān)系是v甲2v乙D甲、乙二人拉木板的速度不同，其速度關(guān)系是v乙2v甲解析：選AC由題圖可知，甲圖線的振動幅度較大，乙圖線的幅度較小，故A正確；兩擺由于擺長相同，則由單擺的性質(zhì)可知，兩擺的周期相同，故B錯誤；由題圖可知，甲的時間為2T，乙的時間為4T，則由v可知，甲、乙二人拉木板的速度不同，其速度關(guān)系是v甲2v乙，故C正確，D錯誤。對點(diǎn)訓(xùn)練：簡諧運(yùn)動的圖像4如圖甲所示為以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動的彈簧振子，圖乙為這個彈簧振子的振動圖像。由圖可知下列說法中正確的是()A在t0.2 s時，彈簧振子可能運(yùn)動到B位置B在t0.1 s與t0.3 s兩個時刻，彈簧振子的速度相同C從t0到t0.2 s的時間內(nèi)，彈簧振子的動能持續(xù)地增加D在t0.2 s與t0.6 s兩個時刻，彈簧振子的加速度相同解析：選A由題圖知，從平衡位置開始計(jì)時，則在t0.2 s時，彈簧振子可能運(yùn)動到B位置，故A正確；在t0.1 s與t0.3 s兩個時刻，彈簧振子的速度大小相等，方向相反，故B錯誤；從t0到t0.2 s的時間內(nèi)，彈簧振子的位移越來越大，彈簧的彈性勢能越來越大，其動能越來越小，故C錯誤；在t0.2 s與t0.6 s兩個時刻，彈簧振子的加速度大小相等，方向相反，故D錯誤。5.一個質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，下述說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)振動周期為4 sB在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是10 cmC在t5 s末，速度最大，加速度最大Dt1.5 s時質(zhì)點(diǎn)的位移大小是 2 cm解析：選A由題給圖像知，質(zhì)點(diǎn)振動周期為4 s，故A正確；10 s2.5T，則在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是2.5×4A10A20 cm，選項(xiàng)B錯誤；在t5 s末，質(zhì)點(diǎn)位移最大，則速度為零，加速度最大，故C錯誤；t1.5 s時質(zhì)點(diǎn)不在位移最大的位置，則位移大小小于 2 cm，選項(xiàng)D錯誤。6如圖甲所示，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動。取向右為正方向，振子的位移x與時間t的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是()A從t0.4 s到t0.8 s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸增大Bt0.2 s時，振子在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處Ct0.4 s和t1.2 s時，振子的加速度相同Dt0.8 s時，振子的速度方向向右解析：選A在t0.4 s到t0.8 s的時間內(nèi)，振子的位移減小，向平衡位置靠近，速度逐漸增大，故A正確；在00.4 s 內(nèi)，振子做變減速運(yùn)動，不是勻速運(yùn)動，所以t0.2 s時，振子不在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處，故B錯誤；t0.4 s和 t1.2 s時，振子的位移方向相反，由a，知加速度大小相同，方向相反，故C錯誤；由題圖乙知，t0.8 s時，圖像的斜率為負(fù)，說明振子的速度為負(fù)，即振子的速度方向向左，故D錯誤。7.多選一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，下列說法正確的是()A質(zhì)點(diǎn)振動的頻率為4 HzB第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度為零C在12 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為24 cmD在t2 s和t6 s兩時刻，質(zhì)點(diǎn)速度相同解析：選CD由題圖讀出質(zhì)點(diǎn)振動的周期T4 s，則頻率f0.25 Hz，故A錯誤。在第4 s末，質(zhì)點(diǎn)的位移為0，經(jīng)過平衡位置，速度最大，故B錯誤。質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，在一個周期內(nèi)通過的路程是4A，t12 s3T，所以在12 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是：s3×4A12×2 cm24 cm，故C正確。由題圖知t2 s和t6 s兩時刻相差一個周期，則質(zhì)點(diǎn)的速度相同，故D正確。對點(diǎn)訓(xùn)練：受迫振動和共振8多選如圖所示，A、B、C、D四個單擺的擺長分別為l、2l、l、，擺球的質(zhì)量分別為2m、2m、m、，四個單擺靜止地懸掛在一根水平細(xì)線上?，F(xiàn)讓A球振動起來，通過水平細(xì)線迫使B、C、D也振動起來，則下列說法正確的是()AA、B、C、D四個單擺的周期均相同B只有A、C兩個單擺的周期相同CB、C、D中因D的質(zhì)量最小，故其振幅是最大的DB、C、D中C的振幅最大解析：選AD讓A擺擺動從而帶動其他3個單擺做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故其他各擺振動周期跟A擺相同，故A正確，B錯誤；受迫振動中，當(dāng)固有頻率等于驅(qū)動力頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅達(dá)到最大，由于C擺的固有頻率與A擺的相同，故C擺發(fā)生共振，振幅最大，故C錯誤，D正確。9多選如圖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)系圖線)，則()A此單擺的固有周期約為2 sB此單擺的擺長約為1 mC若擺長增大，單擺的固有頻率增大D若擺長增大，共振曲線的峰將右移解析：選AB單擺做受迫振動，振動頻率與驅(qū)動力頻率相等；當(dāng)驅(qū)動力頻率等于單擺固有頻率時，發(fā)生共振，則單擺的固有頻率為0.5 Hz，周期為2 s，故A正確；由公式T2 ，可得單擺的擺長L1 m，故B正確；若擺長增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯誤；若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動，故D錯誤。10多選一洗衣機(jī)正常工作時非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動越來越劇烈，然后振動再逐漸減弱，對這一現(xiàn)象，下列說法正確的是()A正常工作時，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大B正常工作時，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率小C正常工作時，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率D當(dāng)洗衣機(jī)振動最劇烈時，波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等于洗衣機(jī)的固有頻率解析：選AD洗衣機(jī)切斷電源后，波輪的轉(zhuǎn)動逐漸慢下來，在某一小段時間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動，說明此時波輪的頻率與洗衣機(jī)固有頻率相同，發(fā)生了共振；此后波輪轉(zhuǎn)速減慢，則驅(qū)動力頻率小于固有頻率，共振現(xiàn)象消失，洗衣機(jī)的振動隨之減弱，所以正常工作時，洗衣機(jī)波輪的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率比洗衣機(jī)的固有頻率大，所以A、D正確?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練11多選以下說法正確的是()A如甲圖所示，為沿x軸正向傳播的簡諧橫波某時刻的波形圖，P為介質(zhì)中一點(diǎn)，則該時刻P點(diǎn)速度沿y軸正向B如乙圖所示，小球在兩個傾斜角很小的斜面上來回運(yùn)動是簡諧運(yùn)動C如丙圖所示，測量單擺振動周期時，相比于平衡位置把最高點(diǎn)作為計(jì)時起點(diǎn)誤差相對較大D如丁圖所示，在傾角為的光滑斜面上，沿斜面將小球下拉一小段距離，然后松手，小球的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動解析：選ACD甲圖中波向x軸正方向傳播，則該時刻P點(diǎn)速度沿y軸正向，選項(xiàng)A正確；由乙圖可知，小球在斜面上做加速度恒定的勻加速和勻減速運(yùn)動，不是簡諧運(yùn)動，選項(xiàng)B錯誤；丙圖中，單擺在最高點(diǎn)附近速度較小，最高點(diǎn)位置不易確定，誤差較大，選項(xiàng)C正確；丁圖中小球的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動，選項(xiàng)D正確。12(2018·連云港二模)某實(shí)驗(yàn)小組利用數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究彈簧振子的運(yùn)動規(guī)律，裝置如圖所示，水平光滑導(dǎo)軌上的滑塊與輕彈簧組成彈簧振子，滑塊上固定有傳感器的發(fā)射器。把彈簧拉長5 cm后由靜止釋放，滑塊開始振動。他們分析位移時間圖像后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運(yùn)動是簡諧運(yùn)動，若測得滑塊從最左端運(yùn)動到最右端所用時間為1 s，則滑塊的振動頻率為_Hz；以釋放的瞬時為初始時刻、向右為正方向，則滑塊運(yùn)動的表達(dá)式為x_ cm。解析：滑塊從最左端運(yùn)動到最右端所用時間為1 s，知周期T2 s，則振動頻率f0.5 Hz；角速度2f rad/s，根據(jù)xAsin(t)知，A5 cm，所以x5sin5cos t cm。答案：0.55cos t13(2019·南京一模)A、B兩個質(zhì)點(diǎn)簡諧運(yùn)動的位移時間圖像如圖所示。質(zhì)點(diǎn)A簡諧運(yùn)動的位移隨時間變化的關(guān)系式是x_cm；質(zhì)點(diǎn)B在1.0 s內(nèi)通過的路程是_cm。解析：由題給圖像可知A質(zhì)點(diǎn)的振幅為0.6 cm，周期為0.4 s，A質(zhì)點(diǎn)開始向下振動，所以位移隨時間變化的關(guān)系式：x0.6sincm0.6sin(5t) cm；由題給圖像可知B質(zhì)點(diǎn)的振動周期為0.8 s，振幅A0.3 cm，所以B質(zhì)點(diǎn)在1.0 s個周期內(nèi)振動的路程為5A1.5 cm。答案：0.6sin(5t)1.514.如圖，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在相距25 cm的B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動。規(guī)定從O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動為正方向。t0時，振子從P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動；t0.2 s時，振子速度第一次變?yōu)関；t0.5 s時，振子速度第二次變?yōu)関。(1)求振子振動周期T；(2)求振子在4.0 s內(nèi)通過的路程；(3)從振子向正方向運(yùn)動經(jīng)過O點(diǎn)開始計(jì)時，寫出振子位移隨時間變化的關(guān)系式，并畫出振動圖像。解析：(1)根據(jù)已知條件分析可得彈簧振子振動周期：T×4 s1.0 s。(2)振幅A×25 cm12.5 cm振子在4.0 s內(nèi)通過的路程s×4×12.5 cm200 cm。(3)設(shè)簡諧振動方程xAsint代入數(shù)據(jù)可得x12.5sin(2t) cm振動圖像為：答案：(1)1.0 s(2)200 cm(3)x12.5sin(2t) cm圖見解析