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

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1、（江蘇專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（四十三）機(jī)械振動(dòng)（含解析） 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 1．下表中給出的是做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度v或加速度a與時(shí)刻的對(duì)應(yīng)關(guān)系，T是振動(dòng)周期。下列判斷正確的是(　　) 時(shí)刻 狀態(tài) 物理量 0 T 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a B．若丙表示速度v，則甲和乙都可以表示相應(yīng)的加速度a C．若丙表示加速度a，則

2、只有甲表示相應(yīng)的速度v D．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(dòng)，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(cuò)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(dòng)，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(cuò)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(dòng)，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(dòng)，速

3、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(cuò)誤。 2．[多選]一彈簧振子A的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y＝0.1sin(5πt)，位移y的單位為m，時(shí)間t的單位為s。則(　　) A．彈簧振子的振幅為0.2 m B．彈簧振子的周期為1.25 s C．在t＝0.2 s時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度最大 D．若另一彈簧振子B的位移y隨時(shí)間變化的關(guān)系式為y＝0.2sin，則振子A比振子B滯后 解析：選CD　由振動(dòng)方程為y＝0.1sin(5πt)，可讀出振幅A＝0.1 m，ω＝5π rad/s，故周期T＝＝0.4 s，故A、B錯(cuò)誤；在t＝0.2 s時(shí)，振子的位移為零，速度最大，故C正確

4、；兩振動(dòng)的相位差Δφ＝φA－φB＝－，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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像。已知二人實(shí)驗(yàn)時(shí)所用的單擺的擺長(zhǎng)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(dòng)的幅度較大，乙圖線擺動(dòng)的幅度較小 B．甲圖線表示單擺擺動(dòng)的周期較大，乙圖線擺動(dòng)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(dòng)幅度較大，乙圖線的幅度較小，故A正確；兩擺由于擺

5、長(zhǎng)相同，則由單擺的性質(zhì)可知，兩擺的周期相同，故B錯(cuò)誤；由題圖可知，甲的時(shí)間為2T，乙的時(shí)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(cuò)誤。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，圖乙為這個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖像。由圖可知下列說法中正確的是(　　) A．在t＝0.2 s時(shí)，彈簧振子可能運(yùn)動(dòng)到B位置 B．在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的速度相同 C．從t＝0到t＝0.2 s的時(shí)間內(nèi)，彈簧振子的動(dòng)能持續(xù)地增加 D．在t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的

6、加速度相同 解析：選A　由題圖知，從平衡位置開始計(jì)時(shí)，則在t＝0.2 s時(shí)，彈簧振子可能運(yùn)動(dòng)到B位置，故A正確；在t＝0.1 s與t＝0.3 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的速度大小相等，方向相反，故B錯(cuò)誤；從t＝0到t＝0.2 s的時(shí)間內(nèi)，彈簧振子的位移越來越大，彈簧的彈性勢(shì)能越來越大，其動(dòng)能越來越小，故C錯(cuò)誤；在t＝0.2 s與t＝0.6 s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的加速度大小相等，方向相反，故D錯(cuò)誤。 5.一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下述說法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期為4 s B．在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是10 cm C．在t＝5 s末，速度最大，加速度最大 D．t＝1.5

7、s時(shí)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(dòng)周期為4 s，故A正確；10 s＝2.5T，則在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是2.5×4A＝10A＝20 cm，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t＝5 s末，質(zhì)點(diǎn)位移最大，則速度為零，加速度最大，故C錯(cuò)誤；t＝1.5 s時(shí)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(cuò)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。取向右為正方向，振子的位移x與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是(　　) A．從t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸增大 B．t＝0.2 s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6

8、 cm處 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s時(shí)，振子的加速度相同 D．t＝0.8 s時(shí)，振子的速度方向向右 解析：選A　在t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)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0～0.4 s 內(nèi)，振子做變減速運(yùn)動(dòng)，不是勻速運(yùn)動(dòng)，所以t＝0.2 s時(shí)，振子不在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處，故B錯(cuò)誤；t＝0.4 s和 t＝1.2 s時(shí)，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(cuò)誤；由題圖乙知，t＝0.8 s時(shí)，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(cuò)誤。 7.[多選]一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示，下列說法正確

9、的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率為4 Hz B．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 cm D．在t＝2 s和t＝6 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)速度相同 解析：選CD　由題圖讀出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期T＝4 s，則頻率f＝＝0.25 Hz，故A錯(cuò)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(cuò)誤。質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)周期內(nèi)通過的路程是4A，t＝12 s＝3T，所以在12 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是：s＝3×4A＝12×2 cm＝24 cm，故C正確。由題圖知t＝2 s和t＝6 s兩時(shí)刻相差一個(gè)周期，則質(zhì)點(diǎn)的速度相同，故D正確。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：受迫振動(dòng)和共振 8．[多

10、選]如圖所示，A、B、C、D四個(gè)單擺的擺長(zhǎng)分別為l、2l、l、，擺球的質(zhì)量分別為2m、2m、m、，四個(gè)單擺靜止地懸掛在一根水平細(xì)線上?，F(xiàn)讓A球振動(dòng)起來，通過水平細(xì)線迫使B、C、D也振動(dòng)起來，則下列說法正確的是(　　) A．A、B、C、D四個(gè)單擺的周期均相同 B．只有A、C兩個(gè)單擺的周期相同 C．B、C、D中因D的質(zhì)量最小，故其振幅是最大的 D．B、C、D中C的振幅最大 解析：選AD　讓A擺擺動(dòng)從而帶動(dòng)其他3個(gè)單擺做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，故其他各擺振動(dòng)周期跟A擺相同，故A正確，B錯(cuò)誤；受迫振動(dòng)中，當(dāng)固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力頻率時(shí)，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅達(dá)到最大，由于C擺的固有

11、頻率與A擺的相同，故C擺發(fā)生共振，振幅最大，故C錯(cuò)誤，D正確。 9．[多選]如圖所示為一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系圖線)，則(　　) A．此單擺的固有周期約為2 s B．此單擺的擺長(zhǎng)約為1 m C．若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有頻率增大 D．若擺長(zhǎng)增大，共振曲線的峰將右移 解析：選AB　單擺做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于單擺固有頻率時(shí)，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T＝2π ，可得單擺的擺長(zhǎng)L≈1 m，故B正確；若擺長(zhǎng)增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯(cuò)誤；若擺長(zhǎng)增大，則固有頻

12、率減小，所以共振曲線的峰將向左移動(dòng)，故D錯(cuò)誤。 10．[多選]一洗衣機(jī)正常工作時(shí)非常平穩(wěn)，當(dāng)切斷電源后，發(fā)現(xiàn)洗衣機(jī)先是振動(dòng)越來越劇烈，然后振動(dòng)再逐漸減弱，對(duì)這一現(xiàn)象，下列說法正確的是(　　) A．正常工作時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(dòng)最劇烈時(shí)，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(dòng)逐漸慢下來，在某一小段時(shí)間內(nèi)洗衣機(jī)發(fā)生了強(qiáng)烈的振動(dòng)，說明此時(shí)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

13、慢，則驅(qū)動(dòng)力頻率小于固有頻率，共振現(xiàn)象消失，洗衣機(jī)的振動(dòng)隨之減弱，所以正常工作時(shí)，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。 考點(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(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形圖，P為介質(zhì)中一點(diǎn)，則該時(shí)刻P點(diǎn)速度沿y軸正向 B．如乙圖所示，小球在兩個(gè)傾斜角很小的斜面上來回運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) C．如丙圖所示，測(cè)量單擺振動(dòng)周期時(shí)，相比于平衡位置把最高點(diǎn)作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)誤差相對(duì)較大 D．如丁圖所示，在傾角為θ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(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 解析：選ACD　甲圖中波向x軸正方向

14、傳播，則該時(shí)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(dòng)，不是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)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(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(zhǎng)5 cm后由靜止釋放，滑塊開始振動(dòng)。他們分析位移—時(shí)間圖像后發(fā)現(xiàn)，滑塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，若測(cè)得滑塊從最左端運(yùn)動(dòng)到最右端所用時(shí)間為1 s，則滑塊的振動(dòng)頻率為________Hz；

15、以釋放的瞬時(shí)為初始時(shí)刻、向右為正方向，則滑塊運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x＝________ cm。 解析：滑塊從最左端運(yùn)動(dòng)到最右端所用時(shí)間為1 s，知周期T＝2 s，則振動(dòng)頻率f＝＝0.5 Hz；角速度ω＝2πf＝π rad/s，根據(jù)x＝Asin(ωt＋φ)知，A＝5 cm，φ＝，所以x＝5sin＝5cos πt cm。 答案：0.5　5cos πt 13．(2019·南京一模)A、B兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移—時(shí)間圖像如圖所示。質(zhì)點(diǎn)A簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移隨時(shí)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

16、.6 cm，周期為0.4 s，A質(zhì)點(diǎn)開始向下振動(dòng)，所以位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式：x＝－0.6sincm＝－0.6sin(5πt) cm；由題給圖像可知B質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期為0.8 s，振幅A＝0.3 cm，所以B質(zhì)點(diǎn)在1.0 s＝個(gè)周期內(nèi)振動(dòng)的路程為5A＝1.5 cm。 答案：－0.6sin(5πt)　1.5 14.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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。規(guī)定從O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)為正方向。t＝0時(shí)，振子從P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；t＝0.2 s時(shí)，振子速度第一次變?yōu)椋璿；t＝0.5 s時(shí)，振子速度第二次變?yōu)椋璿。 (1)求振子振動(dòng)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(dòng)經(jīng)過O點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，寫出振子位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式，并畫出振動(dòng)圖像。 解析：(1)根據(jù)已知條件分析可得彈簧振子振動(dòng)周期： T＝×4 s＝1.0 s。 (2)振幅A＝×25 cm＝12.5 cm 振子在4.0 s內(nèi)通過的路程s＝×4×12.5 cm＝200 cm。 (3)設(shè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程x＝Asint 代入數(shù)據(jù)可得x＝12.5sin(2πt) cm 振動(dòng)圖像為： 答案：(1)1.0 s　(2)200 cm (3)x＝12.5sin(2πt) cm　圖見解析