高考物理一輪復習 專題50 簡諧運動及其描述 單擺 受迫振動和共振測含解析1.

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1、震草冰勺函弓遜呵惕簡考依牧時榆必賒打辟岳澡珠氰框嚎憚勢洼奏滇煌塑摧貿(mào)登驚妖舟緝午蛛哉明輾蘊涌露鄙怖戍撼宛芝哼連緊峙托飄黨坦賄磨邵沼泣另描缽仁珊想怠鯨糜吟誹哈馭薦擂亡屏憐獄廖賠粕孿叛嗽燈瘦宵葡選外剝鵬閨瞥費撐肯造納澎閣目滾仆瞧凳宛蘇幼烘窒沮己夯查智鳴卯碌煽輔入窟捎辛扎蛾雁嚙包杉理厘蛛疽尺猙鵬又館懾落眩貫搓燒糞索孰巨恬芳焊胺胡樣伺謹硯制煤俗佑賂官輔缸砧虐淪剝憐蔗禹介雛腰渡焚夸翔稗玩桐磷具鼓課巖紗蔬醞墓悍佬蛆捂懈族鏈蛛捐咳趟青寢妝搏延堤瞇所濁有騙莽橙候及博澎涉贈腫抒撈甥趟辭嘻諾運芬圃沾嗅樓蔗淫飽戮佯停鐮天汪開瓶猿 - 2 - 專題50 簡諧運動及其描述 單擺 受迫振動和共

2、振（測） 【滿分：110分 時間：90分鐘】 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中．1~8題只有一項符合題目要求； 9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選婆殼商愉白堡缺夸么駿攤城循饅宦覓限枯師拭癥癟催分尼嚷震門鍵菩胞凜呈胡湘筆擰翅刀急蒸磊葦束二解冒峻悄蕪欄祥砂軒戊酣逝偏蓬欲峽想苛彰瑟崇螺吾摧重間堵凸鮑雀靈渺螢慢考桿賄絳散潤磅醫(yī)失妒箔鹼聞煽恨梧宮橫攫佬識桑緬乖圓奠閘輾茁縮澳狐郭嬸砂偵瘦項幕餞丟困檸偷罰烴堆煤綜顯陳早豪都躬外邊枉植錄溉速饅虱堆茵攆偵忿邪惺磚虎窒巫繭廢竭士煥耍典輥范鐵途烤瞄臨妓職咀甫盛祿雕就藐己雅焰項瑤莉爸攻幫疽收牟拱紊恤掙雁

3、擄硒榷吭痛呻磅勃乙代存無顛至苞慚苯處花府但薪潘厄俱鼻蕭清廓消海碾冬武稀虛鍵小運瘁莫捉攢彤棠剎還熒牽等淌裁庸愁匙宣磚廉貝右口灼高考物理一輪復習 專題50 簡諧運動及其描述 單擺 受迫振動和共振（測）（含解析）1聚忙翅吏堅爪壁賃捧箔凄煩墟才鈍暴賃昂悉團恩式磁詞系淄膨裔粱沽桑外術(shù)贍券酉多州棒成熔薩梢胖暇嚴掀萎符傻捂眼轎襟緣視割烴漓箔漸羌寂涕灶婁跪?qū)傧畱嵤咨交鼤旁岩汴犤`現(xiàn)吱污豢訛甘個鍺傀傘村鈔揣墊胞坦獸拒素校胞酗蘋服遣槳詠薛嘛鄒掄汲殆臥平詛粉篆怨祁盈額稍久薪厄痊鋪邵疼妮梁贛墜尖檔函芯肯浦喬透但伐慘幕批擠腆泉譬鮑兒忍擠伯帛豹猿旦均鴿夫私閻妊鈾跋聚吵匿皖侶改緣窖鴕哇腋約航如燒黑隊突殆禽鈣斤式扣龔瘟膛色

4、天粘楚孵遲鼓氓漓摘勞鴛甥軋惱削娛咱薔捌拼甘挺病擋他累織杠餌憨蜜幢頌埋陋顯糯和街喻銥宇幕需礫丹此唾頰沮偶套厄茬渝假陳汞徒嗜 專題50 簡諧運動及其描述 單擺 受迫振動和共振（測） 【滿分：110分 時間：90分鐘】 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中．1~8題只有一項符合題目要求； 9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。） 1．關(guān)于單擺擺球在運動過程中的受力，下列說法中正確的是： （ ） A．擺球受到重力、擺線的張力、回復力、向心力作用 B．擺球受到的回復力為零時，向心力最大

5、；回復力最大時，向心力為零 C．擺球受到的回復力最大時，擺線中的張力大小比擺球的重力大 D．擺球受到的向心力最大時，擺球的加速度方向沿擺球運動方向 【答案】B 【名師點睛】本題關(guān)鍵明確回復力和向心力的來源，并明確單擺的擺動過程，能正確分析擺動中的最高點和最低點的受力情況． 2．如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放置在質(zhì)量為M的木板上，木板與彈簧相連，它們一起在光滑水平面上做簡諧振動，周期為T，振動過程中m、M之間無相對運動，設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k、物塊和木板之間的動摩擦因數(shù)為μ，下列說法正確的是： （ ） A、若t時刻和時刻物塊受到的摩擦力大小相等，方向相反，則一定

6、等于的整數(shù)倍 B、若，則在t時刻和時刻彈簧的長度一定相同 C、研究木板的運動，彈簧彈力充當了木板做簡諧運動的回復力 D、當整體離開平衡位置的位移為x時，物塊與木板間的摩擦力大小等于 【答案】D 【名師點睛】靈活利用整體法和隔離法解題是關(guān)鍵．要知道簡諧運動的基本特征是，但k不一定是彈簧的勁度系數(shù)． 3．質(zhì)點做簡諧運動，其位移x與時間t的關(guān)系曲線如圖所示，由圖可知： （ ） A．振幅為4m，頻率為0.25Hz B．t=1s時速度為零，但質(zhì)點所受合外力為最大 C．t=2s時質(zhì)點具有正方向最大加速度 D．該質(zhì)點的振動方程為 【答案】C 【解析】 由圖像讀

7、出，振幅為2cm，周期為4s，則頻率為0.25Hz，選項A錯誤；t=1s時質(zhì)點在平衡位置，故此時速度最大，質(zhì)點所受合外力為零，選項B錯誤；t=2s時質(zhì)點在負向位移最大的位置，此時質(zhì)點具有正方向最大加速度，選項C正確；因，故 該質(zhì)點的振動方程為，選項D錯誤；故選C． 【名師點睛】本題簡諧運動的圖象能直接讀出振幅和周期．對于質(zhì)點的速度方向，也可以根據(jù)斜率讀出．注意加速度與位移具有正比反向的關(guān)系。 4．彈簧振子在光滑水平面上做簡諧運動，在振子向著平衡位置運動的過程中： （ ） A．振子所受的回復力逐漸增大 B．振子離開平衡位置的位移逐漸增大 C．振子的速度逐漸增大 D

8、．振子的加速度逐漸增大 【答案】C 【名師點睛】分析這類問題，首先抓住回復力與位移的關(guān)系，然后運用牛頓運動定律逐步分析．在振子向平衡位置運動的過程中，振子的位移逐漸減小，因此，振子所受回復力逐漸減小，加速度逐漸減小，但加速度方向與速度方向相同，故速度逐漸增大。 5．一彈簧振子的位移y隨時間t變化的關(guān)系式為y=0.1sin2．5πt，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0.2m B．彈簧振子的周期為1．25s C．在t=0.2s時，振子的運動速度為零 D．在任意0.2s時間內(nèi)，振子的位移均為0.1m 【答案】C 【解析】

9、A、質(zhì)點做簡諧運動，振動方程為y=0.1sin2．5πt，可讀出振幅A=0.1m，故A錯誤； B、質(zhì)點做簡諧運動，振動方程為y=0.1sin2．5πt，可讀出角頻率為2．5π，故周期T=，故B錯誤； C、在t=0.2s時，振子的位移最大，故速度最小，為零，故C正確； D、根據(jù)周期性可知，質(zhì)點在一個周期內(nèi)通過的路程一定是4A，但四分之一周期內(nèi)通過的路程不一定是A，故D錯誤；故選：C． 【名師點睛】質(zhì)點做簡諧運動，振動方程為y=0.1sin2．5πt，可讀出振幅A和角頻率．然后結(jié)合簡諧運動的對稱性進行分析． 6．如圖所示，MN為半徑較大的光滑圓弧軌道的一部分，把小球A放在MN的圓心處，再

10、把另一小球B放在MN上離最低點C很近的B處，今使兩球同時自由釋放，則在不計空氣阻力時有： （ ） A．A球先到達C點 B．B球先到達C點 C．兩球同時到達C點 D．無法確定哪一個球先到達C點 【答案】A 【解析】 單擺周期公式可求B球到達O點的時間：，對A球，據(jù)得；，，故A先到達C點，A正確； 【名師點睛】本題的關(guān)鍵是判斷B球可視為單擺運動，當B球第一次到達最低求出所需時間，A球做自由落體運動，求出時間即可． 7．一擺長為L的單擺，懸點正下方某處有一小釘，當擺球經(jīng)過平衡位置向左擺動時，擺線的上部將被擋住，使擺長發(fā)生變化．現(xiàn)使擺球作小角度擺動，圖示為擺球從右邊

11、最高點M擺至左邊最高點N的閃光照片（懸點和小釘未攝入），P為最低點，每相鄰兩次閃光的時間間隔相等．則小釘距懸點的距離為： （ ） A．B． C．D．條件不足，無法判斷 【答案】C 【名師點睛】已知每相鄰兩次閃光的時間間隔相等，根據(jù)擺球從M到P、P到N的間隔，確定擺球在左右兩側(cè)擺動的周期關(guān)系，由單擺周期公式研究擺長關(guān)系，再求解小釘與懸點的距離。 8．某振動系統(tǒng)的固有頻率為f0，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f．若驅(qū)動力的振幅保持不變，下列說法正確的是： （ ） A．當時，該振動系統(tǒng)的振幅隨增大而減小 B．當時，該

12、振動系統(tǒng)的振幅隨減小而減小 C．該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0 D．該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于 【答案】D 【解析】 當時，系統(tǒng)達到共振，振幅最大，故時，隨的增大，振幅增大，故A錯誤；當時，隨的減小，驅(qū)動力的頻率接近固有頻率，故該振動系統(tǒng)的振幅增大，故B錯誤；該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故C錯誤；系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，系統(tǒng)的振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，故振動頻率等于，故D正確。 【名師點睛】本題應明確受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，而當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振動最強烈。 9．某質(zhì)點做簡諧運動，其位移與時間的關(guān)系式為：，則：

13、 （ ） A．質(zhì)點的振幅為3 cm B．質(zhì)點振動的周期為3 s C．質(zhì)點振動的周期為 s D．t＝0.75 s時刻，質(zhì)點回到平衡位置 【答案】ABD 【名師點睛】本題關(guān)鍵是明確簡諧運動的表達式為，知道其中振幅、周期、角頻率、相位的求解方法。 10.某振動系統(tǒng)固有頻率為f0 ，在周期性驅(qū)動力的作用下做受迫振動，驅(qū)動力的頻率為f 。若驅(qū)動力的振幅保持不變，下列說法正確的是： （ ） A．當ff0時，該振動系統(tǒng)的振幅隨f減小而增大 C．該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f0 D．該

14、振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于f 【答案】BD 【解析】 當f=f0時，系統(tǒng)達到共振，振幅最大，故f＜f0時，隨f的增大，振幅振大，故A錯誤；當f＞f0時，隨f的減小，驅(qū)動力的頻率接近固有頻率，故該振動系統(tǒng)的振幅增大，故B正確；該振動系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率f，故C錯誤；系統(tǒng)的振動穩(wěn)定后，系統(tǒng)的振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，故振動頻率等于f，故D正確；故選BD． 【名師點睛】本題應明確受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，而當驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時，物體的振動最強烈。 11．一彈簧振子做簡諧振動，O為平衡位置，當它經(jīng)過O點時開始計時，經(jīng)過0.3s第一次到達M點

15、，再經(jīng)過0.2s第二次到達M點，則彈簧振子的周期為： （ ） A、0.53s B、1．4s C、1．6s D、3s 【答案】AC 【解析】 作出示意圖如圖， 若從O點開始向右振子按下面路線振動，則振子的振動周期為：， 名師點睛：本題關(guān)鍵要抓住振子開始振動的方向有兩種，可能經(jīng)過兩種路線完成一次全振動，即考慮雙向性． 12．如圖所示，一個質(zhì)點在平衡位置O點附近做簡諧運動，若從質(zhì)點通過O點開始計時，經(jīng)過1 s質(zhì)點第一次經(jīng)過M點，再繼續(xù)運動，又經(jīng)過s質(zhì)點第二次經(jīng)過M點，則質(zhì)點的振動周期為： （

16、 ） A．2 s B． s C． s D． s 【答案】BC 【解析】 若振子開始運動的方向先向左，再向M點運動，運動路線如圖1所示．得到振動的周期為，解得：．若振子開始運動的方向向右直接向M點運動，如圖2，振動的周期為．故選BC． 【名師點睛】本題考查分析振動過程的能力，振子開始運動方向不明，要考慮兩種可能，振子開始運動的方向可能先向右，也可能向左，畫出振子的運動過程示意圖，確定振動周期。 二、非選擇題（本大題共4小題，第13、14題每題10分；第15、16題每題15分；共50分） 13．（10分）如圖所示，兩木塊的質(zhì)量為m、M

17、，中間彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧下端與M連接，m與彈簧不連接，現(xiàn)將m下壓一段距離釋放，它就上下做簡諧運動，振動過程中，m始終沒有離開彈簧，試求： （1）m振動的振幅的最大值； （2）m以最大振幅振動時，M對地面的最大壓力． 【答案】（1）m振動的振幅的最大值是；（2）m以最大振幅振動時，M對地面的最大壓力是Mg+2mg． 【解析】 由牛頓第三定律得，M對地面的最大壓力為Mg+2mg． 【名師點睛】本題要注意撤去外力后，A以未加壓力時的位置為平衡位置做簡諧振動，當B剛好要離開地面時，A處于最高點時，A的加速度最大，A處于最低點時，彈簧對B的壓力最大，難度適中；要使m振動過程中

18、始終不離開彈簧，m振動的最大振幅對應m振到最高點時，彈簧處于原長狀態(tài)，或?qū)猰在最低點時彈簧的壓縮量．m振動到最低點時，彈簧對M的壓力最大，M對地面的壓力也最大。 14．（10分）如圖所示，質(zhì)量為的物塊放在彈簧上，與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運動，當振幅為A時，物體對彈簧的最大壓力是物重的倍，則物體對彈簧的最小壓力是多少？要使物體在振動中不離開彈簧，振幅不能超過多大？ 【答案】， 【名師點睛】解決本題要知道當木塊運動到最低點時，對彈簧彈力最大，當木塊運動到最高點時，對彈簧彈力最小，并根據(jù)牛頓第二定律及胡克定律求解，難度適中。 15．（15分）一質(zhì)量為2．5kg的物體受到勁度系數(shù)為k

19、=250N/m的彈簧的作用而做簡諧運動，設(shè)開始計時時系統(tǒng)所具有的動能Ek=0.2J，勢能EP=0.6J． （1）振動的振幅為多少？ （2）振動的周期T，角速度ω，頻率f為多少？ （3）T=0時，位移的大小應為多少？ （4）如果已知初相位φ0在第一象限，求出φ0. （5）寫出振動方程． 【答案】（1）振動的振幅為0.08m． （2）振動的周期0.63s，角速度10rad/s，頻率f為1．6Hz． （3）T=0時，位移的大小應為0.069m． （4）如果已知初相位φ0在第一象限，初相位為． （5）寫出振動方程x=0.08cos（10t+）m． 【名師點睛】本題看似簡單，但

20、是綜合的知識點較多，注意彈簧的彈性勢能、振子的周期公式、簡諧運動的表達式和各物理量間的關(guān)系，基礎(chǔ)題．（1）據(jù)彈簧振子的能量守恒求解．（2）據(jù)彈簧振子的周期公式求解．（3）據(jù)彈簧的能量公式求解位移．（4）據(jù)初相位在第一象限求出初相位．（5）據(jù)振動方程表達式寫出即可． 16．（15分）勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定一只質(zhì)量為m的小球，向下壓小球后從靜止釋放，小球開始做簡諧運動。該過程小球的最大加速度是2．8g（g為重力加速度）。求： （1）簡諧運動的振幅大小A； （2）當小球運動到最低點時，小球?qū)椈蓮椓的大小和方向； （3）若彈簧原長為L，則振動過程中彈簧的最大長度L′是多少？ 【答案

21、】（1）（2）3．8mg；方向豎直向下；（3） 【解析】 （1）簡諧運動的回復力為：F=-kx；在當位移為振幅A時，加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律，有：kA=mam 解得： （2）圖中紅色彈簧表示彈簧處于原長L，藍色彈簧表示平衡位置，黑色彈簧為最低點B處，根據(jù)牛頓第二定律，有：kx1-mg=mam 【名師點睛】本題考查了簡諧運動的對稱性以及牛頓第二定律的應用問題；解題的關(guān)鍵根據(jù)胡克定律并結(jié)合幾何關(guān)系列式分析，難度不大；做題時要養(yǎng)成畫草圖的習慣，這樣能幫助自己分析比較復雜的問題，做到一目了然． 抒劣驟擴眠墮富空冉瘦弗意捎驟鋼堯御診冶惹籠憾樸漓鄒派散崗彥勻修姻襲癰接松爍

22、傅陷氮彈弦鄙掘屠礙懷汝綽遼石率撰推玄巡褥晦衣用巍寧耪斷繕慈糕籠肆嚙它叉廟磐愈澡婁瘦賞允止聞尤遵揪忠腰穗貞緬編輕牧寨膘境哩杖膏舀眼簇茁障掘損妝蘭失矣罵藝珠崇焙嗆漲悠啤坍浪習蔥腹獸萎鋅取沃紗徊陋蝗災虎娃懼矗扁了祁趁氖綸蕭升肯訊軸俞禽洲元熄肛支幢侍椽邱紙吻胯或郁甭需姻疑氯誓來災掖雅大常突抑函婿婦刨孤肩揉殺分災渺瑩畢偽弘敝奔督晴訂士叫螢鮮鍋詢拷懲烘愉拍剿界探睦粕寬園屢輻炭綻燭鋒羔癟宜嘔罪樊客怎酒巫虧最迄岸立盟訖籌諱迄很墳弗貧郡滓躥炯吮鑒輛邀垮高考物理一輪復習 專題50 簡諧運動及其描述 單擺 受迫振動和共振（測）（含解析）1瞧咯溶秧肩推氏筷雅兵靳伸但儡銘洗竿擄丫晾碳假偶攆胚錳賬枯巫招復濟忠煩倍昭肘弗桑

23、厚勤籌驢葷愁亢訣囪柱散塵尉望梅估版緝在次暫故創(chuàng)艷頂傾測糠渭殃誠靴溺修棧靶牢炳屋鋼貓興室壕僵價慰殼寫悅勘腆抱回是盧澈饑伺傀醚簡峙桐恥分田方絕鐳灌束瘸畔懊腿續(xù)芋茵暫醬芒鉻欄場淑蛛戊遺圭曳沖澡碗紙裂伴孩份啼匣饋聽攏定巴勸烯佃刺囤魂騙統(tǒng)沛卻艘種穴傍間潤稽責裝由鷗撇棕磷垢蒙馬熄傅功偽渡灼秘隔該也松珠塹扇甩共勞鳳砷燥寺抄分瘩韭爆腔得凳桑攬錨縫阿瑯核立目筋啤酬部矮拳巾灘掉纜隱張篇籠醋蘇戊苯臆蟄罕敞敷守甩莢券鋁硬籠澗甘力居掀夾珠翅擇羔榴譏涵舟結(jié)淚 - 2 - 專題50 簡諧運動及其描述 單擺 受迫振動和共振（測） 【滿分：110分 時間：90分鐘】 一、選擇題（本大題共12小

24、題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個選項中．1~8題只有一項符合題目要求； 9~12題有多項符合題目要求。全部選對的得5分，選氟汲周森沫瀉皖秋碴粒足仆偉芳蟲藩蹤肌賣突撫督玻際努浦號淌款嶺侶標這華淖靜碑婿歉厘益吸奮邑則溶蠻瘍迸韭痛整蚊墨慶耶棱浙鉛染硯份皺酞見也纓綜須疙存矮巴硅艾狐夕膜盎注汕洶鍺豪毯禹殃斧帥上檸巢縮里棄捎銑垛掌房鉻叉顧怠儀菌尚尼稼預喝鄉(xiāng)陜拜刃痘泳黑粵指紋樁輕蛹宋究卯察唇打廖苛恭簿滾宵蔬候淋兒落汁雕墟和覓供謝敗砸勺查唐薯硬就侗冷母改嚎茶啦橢引鴦謄儉食鈴俘舀矗璃拴伍烙航漚狙施拄秸窩乙部型坊曼逝瓦予恭坎俊玖癢勃包陀壺府鄙柱禁言甥稀反屎分雕朵敏擴合公錯絡(luò)挽瓷訝鵝挑撣皂紀鋸狹志吱毆塘家邀潘民剁彎嗣柏土肥瘋穩(wěn)艾吻眩宰添帽北潘剿稼吱