2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（三十九）機(jī)械振動(dòng)

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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測（三十九）機(jī)械振動(dòng) 對點(diǎn)訓(xùn)練：簡諧運(yùn)動(dòng) 1．(xx·上海高考)做簡諧振動(dòng)的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時(shí)，可能不同的物理量是 (　　) A．位移　　　　　　　　 B．速度 C．加速度 D．回復(fù)力 圖1 2.如圖1所示，彈簧振子在振動(dòng)過程中，振子從a到b歷時(shí)0.2 s，振子經(jīng)a、b兩點(diǎn)時(shí)速度相同，若它從b再回到a的最短時(shí)間為0.4 s，則該振子的振動(dòng)頻率為(　　) A．1 Hz B．1.25 Hz C．2 Hz D．2.5 Hz 圖2 3.如圖2所示，物體A和B用輕繩相連，掛在

2、輕彈簧下靜止不動(dòng)，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為M，彈簧的勁度系數(shù)為k。當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后，物體A將在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，則A振動(dòng)的振幅為(　　) A. B. C. D. 對點(diǎn)訓(xùn)練：簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像 4．有一個(gè)在y方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，其振動(dòng)圖像如圖3所示。下列關(guān)于圖4中(1)～(4)的判斷正確的是(　　) 圖3 圖4 A．圖(1)可作為該物體的速度—時(shí)間圖像 圖5 B．圖(2)可作為該物體的回復(fù)力—時(shí)間圖像 C．圖(3)可作為該物體的回復(fù)力—時(shí)間圖像 D．圖(4)可作為該物體的加速度—時(shí)間圖像 5.(多選)彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像如圖5所示，下列

3、說法正確的是(　　) A．在第5秒末，振子的速度最大且沿＋x方向 B．在第5秒末，振子的位移最大且沿＋x方向 圖6 C．在第5秒末，振子的加速度最大且沿－x方向 D．在0到5秒內(nèi)，振子通過的路程為10 cm 6.圖6為一彈簧振子的振動(dòng)圖像，由此可知(　　) A．在t1時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最大 B．在t2時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最小 C．在t3時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最小 D．在t4時(shí)刻，振子的動(dòng)能最大，所受的彈性力最大 7. 圖7 如圖7所示是彈簧振子的振動(dòng)圖像，由此圖像可得，該彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的公式是(　　) A．x＝2si

4、n(2.5πt＋) B．x＝2sin(2.5πt－) C．x＝sin(2.5πt－) D．x＝2sin 2.5πt 圖8 8．勁度系數(shù)為20 N/cm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖像如圖8所示，則(　　) A．在圖中A點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻，振子所受的彈力大小為0.5 N，方向指向x軸的負(fù)方向 B．在圖中A點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻，振子的速度方向指向x軸的正方向 C．在0～4 s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng) D．在0～4 s內(nèi)振子通過的路程為0.35 cm，位移為0 9．如圖9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(dòng)。取向右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說法正

5、確的是(　　) 圖9 A．t＝0.8 s時(shí)，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s時(shí)，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸減小 對點(diǎn)訓(xùn)練：受迫振動(dòng)、共振 10．(xx·銀川模擬)在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問題。在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是(　　) A．加大飛機(jī)的慣性　　　　 B．使機(jī)體更加平衡 C．使機(jī)翼更加牢固 D．改

6、變機(jī)翼的固有頻率 11．下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(　　) 驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動(dòng)振幅/ cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固＝60 Hz B．60 Hz＜f固＜70 Hz C．50 Hz＜f固＜60 Hz D．以上三個(gè)都不對 考點(diǎn)綜合訓(xùn)練 12．一物體沿x軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，振幅為8 cm，頻率為0.5 Hz，在t＝0時(shí)，位移是4 cm，且向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，試寫出用正弦函數(shù)表示振動(dòng)方程并畫出相應(yīng)的振動(dòng)圖像。

7、 13．(xx·溫州十校聯(lián)合體期中)彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)刻，振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)；在t＝0.2 s時(shí)，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.5 s時(shí)，振子速度第二次變?yōu)椋璿。 (1)求彈簧振子振動(dòng)周期T； (2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4.0 s內(nèi)通過的路程； (3)若B、C之間的距離為25 cm，從平衡位置計(jì)時(shí)，寫出彈簧振子位移表達(dá)式，并畫出彈簧振子的振動(dòng)圖像。 答 案 1．選B　做簡諧振動(dòng)的物體，經(jīng)過同一位置時(shí)，相對平衡位置的位移x相同，回復(fù)力(F＝－kx)相同，由牛頓第二定律(F

8、＝ma)知加速度a相同，物體可能以方向相反的速度經(jīng)過同一位置，故B正確。 2．選B　由簡諧運(yùn)動(dòng)的對稱性可知，tOb＝0.1 s，tbc＝0.1 s，故＝0.2 s，解得T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，選項(xiàng)B正確。 3．選A　在物體A振動(dòng)的平衡位置處，彈簧彈力和A物體重力相等。物體B將A拉至平衡位置以下最大位移Δx＝處，故物體A振動(dòng)的振幅為，A正確。 4．選C　因?yàn)镕＝－kx，a＝－，故圖(3)可作為F-t、a-t圖像；而v隨x增大而減小，故v -t圖像應(yīng)為圖(2)。 5．選BCD　由題圖可知第5秒末，振子處于正的最大位移處，此時(shí)有負(fù)方向的最大加速度，速度為零，故B、C正確，A錯(cuò)誤

9、；在0到5 s內(nèi)，振子經(jīng)過個(gè)全振動(dòng)，路程為5A＝10 cm，故D正確。 6．選B　從題中圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)可知此圖是振動(dòng)圖像，它所描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位置，t2和t4是在平衡位置處，t1和t3是在最大位移處，根據(jù)彈簧振子振動(dòng)的特征，彈簧振子在平衡位置時(shí)的速度最大，加速度為零，即彈性力為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大，即彈性力為最大，所以B正確。 7．選D　由圖像可知：A＝2 cm，ω＝＝＝2.5π，φ＝0。所以x＝2sin2.5πt，D正確。 8．選B　由題圖可知A在t軸上方，位移x＝0.25 cm，所以彈力F＝－kx＝－5 N，即彈力大小為5 N，方向指向x軸的負(fù)方向

10、，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由題圖可知此時(shí)振子的速度方向指向x軸的正方向，選項(xiàng)B正確。由題圖可看出，t＝0、t＝4 s時(shí)刻振子的位移都是最大，且都在t軸的上方，在0～4 s內(nèi)振子完成兩次全振動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由于t＝0時(shí)刻和t＝4 s時(shí)刻振子都在最大位移處，所以在0～4 s內(nèi)振子的位移為零，又由于振幅為0.5 cm，在0～4 s內(nèi)振子完成了2次全振動(dòng)，所以在這段時(shí)間內(nèi)振子通過的路程為2×4×0.5 cm＝4 cm，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 9．選A　從t＝0.8 s時(shí)起，再過一段微小時(shí)間，振子的位移為負(fù)值，因?yàn)槿∠蛴覟檎较?，故t＝0.8 s時(shí)，速度方向向左，A正確；由題中圖像得振子的位移x＝12sin t cm，故

11、t＝0.2 s時(shí)，x＝6 cm，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，加速度方向相反，C錯(cuò)誤；t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子的位移逐漸變小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸變大，故D錯(cuò)誤。 10．選D　當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，振幅較大，因此要減弱機(jī)翼的振動(dòng)，必須改變機(jī)翼的固有頻率，選D。 11.選C　從如圖所示的共振曲線可判斷出f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動(dòng)的振幅越??；f驅(qū)與f固越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大。并可以從中看出f驅(qū)越接近f固，振幅的變化越慢。比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在50 Hz～60 Hz范圍內(nèi)時(shí)，振幅變化最小，因此50

12、Hz＜f固＜60 Hz，即C正確。 12．解析：簡諧運(yùn)動(dòng)振動(dòng)方程的一般表示式為 x＝Asin(ωt＋φ0)， 根據(jù)題給條件有：A＝0.08 m，ω＝2πf＝π， 所以x＝0.08 sin(πt＋φ0)m， 將t＝0時(shí)x0＝0.04 m代入得 0．04＝0.08sin φ0， 解得初相φ0＝或φ0＝π， 因?yàn)閠＝0時(shí)，速度方向沿x軸負(fù)方向，即位移在減小， 所以取φ0＝π， 所求的振動(dòng)方程為 x＝0.08sin(πt＋π)m， 對應(yīng)的振動(dòng)圖像如圖所示。 答案：x＝0.08sin(πt＋π)m　圖像見解析 13．解析：(1)彈簧振子簡諧運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示，由對稱性可得：T＝0.5×2 s＝1.0 s (2)若B、C之間距離為25 cm， 則振幅A＝×25 cm＝12.5 cm 振子4.0 s內(nèi)通過的路程 s＝×4×12.5 cm＝200 cm (3)根據(jù)x＝Asin ωt，A＝12.5 cm， ω＝＝2π 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) 圖像見解析圖