【高考物理专题】高三物理一轮总复习——机械振动专题复习卷.docx

高中物理高考备考一轮总复习机械振动专题复习卷一、单选题（共7题）1将弹簧振子从平衡位置拉开4cm后放开，同时开始计时，其振动图像如图所示，则（）A在0.10.2s振子正在做加速度减小的加速运动B在0.10.2s振子正在做加速度增大的减速运动C在0.10.2s振子速度方向沿x轴正方向D在0.15s时振子的位移大小一定等于2cm2如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，在此处将力传感器与摆线相连（图甲中未画出）。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙为细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，图乙中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度g取，下列说法正确的是（）A单摆的摆长为2.5mB摆球的质量为0.0498kgC单摆的振动周期为D摆球运动过程中的最大速度为3如图所示为一质点做简谐运动的振动图像，在00.8s时间内，下列说法正确的是（）A质点在0和0.8s时刻具有正向最大速度B质点在0.2s时刻具有负向最大加速度C0至0.4s时间内，质点加速度始终指向-x方向不变D在0.20.4s时间内，加速度方向和速度方向相同4如图所示，在光滑水平面上有一轻质弹簧左端固定，右端与质量为m的小球相连，构成一个水平弹簧振子，弹簧处于原长时小球位于O点。现使小球以O点为平衡位置，在A、B两点间沿光滑水平面做简谐运动，关于这个弹簧振子做简谐运动的过程，下列说法中正确的是（）A小球经过平衡位置O时加速度最大B小球每次通过同一位置时的速度一定相同C小球做简谐运动的周期与振幅无关D小球从A运动到B的过程中弹簧的弹性势能先增大后减小5悬挂在竖直方向上的弹簧振子，以O点为平衡位置，在C、D两点之间做简谐运动。从D点位置开始计时，在一个周期内的振动图像如图所示，下列哪些说法是正确的是（）At=0.75s时，振子在O点上方1.5cm处Bt=1.2s 时，振子的加速度方向为向下，速度方向也为向下Ct=1.0s时，振子的速度方向为向下Dt =1.5s 到t=1.8s的时间内，振子的加速度和速度都逐渐减少6如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示。由振动图象可以得知（ ）A振子的振动周期等于t1B在t = 0时刻，振子的位置在a点C在t = t1时刻，振子的速度为零D在t = t1时刻，振子的速度最大7如图所示，弹簧振子B上放一个物块A，在A与B一起做简谐运动的过程中，下列关于A受力的说法中正确的是（）A物块A受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B物块A受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C物块A受重力、支持力及B对它的恒定的摩擦力D物块A受重力、支持力及B对它的非恒定的摩擦力二、多选题（共5题）8下列说法正确的是（）A弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变B在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小C系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率D已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向9下列说法正确的是（）A单摆的等时性是惠更斯首先发现的B单摆的等时性是伽利略首先发现的C惠更斯首先将单摆的等时性用于计时D伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时10做简运动的弹簧振子，每次通过同一位置时，下列物理量一定相同是（ ）A位移B速度C加速度D弹簧的弹性势能11如图为甲、乙两单摆的振动图像，则以下说法正确的是（）A若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比B若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比C若甲、乙两单摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲乙两摆所在星球的重力加速度之比D若甲、乙两单摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲乙两摆所在星球的重力加速度之比12在用单摆测量重力加速度的实验中，下列说法正确的是 。A尽量选择质量大、体积小的摆球B用刻度尺测量摆线的长度，将其作为单摆的摆长C为方便测量，可以让单摆的振幅尽可能大D释放摆球，当摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆的周期T=E.测量多组摆长和对应的周期T，分别以和T2为纵坐标和横坐标，作出函数图像，根据直线的斜率求出重力加速度g三、解答题（共4题）13有一个单摆，当摆线与竖直方向成角（10）时，摆球的速度为零，摆球摆到最低点时的速度为v，求单摆的周期.14如图所示，A、B两物体的质量都为m，拉A物体的细线与水平方向的夹角为30时处于静止状态，不考虑摩擦力，设弹簧的劲度系数为k。若将悬线突然剪断，A在水平面上做周期为T的简谐运动，当B落地时，A恰好将弹簧压缩到最短，求：（1）A振动时的振幅；（2）B落地时的速度。15如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a（a<gsin）的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点，v1、v2、t1、t2未知），重力加速度为g。（1）求t1时刻弹簧的形变量以及t1；（2）写出0-t1时间内拉力大小F随位移大小x的表达式，并画出示意图；并求出该过程中拉力所做的功；（3）从t1时刻开始，A还需要向上运动多少距离速度再次达到v1。16如图所示，甲是弹簧振子，乙是它的振动图象，当弹簧振子以O为平衡位置在B、C之间振动时，取水平向右为正。求：（1）振子的振幅和周期；（2）当振子运动到C点时在乙中对应的点；在时，振子在图甲对应的点及振子的速度方向。 参考答案1B【详解】ABC在0.10.2s，振子由平衡位置向负的最大位移处运动，加速度在增大，速度在减小，振子的速度方向沿x轴负方向，故AC错误，B正确；D在0.10.2s内振子做加速度增大的减速运动，故在0.15s时振子的位移大小不等于2cm，D错误。故选B。2C【详解】C根据乙图，周期为故C正确；A根据周期公式整理得故A错误；BD由于在最低点时的拉力大小为根据牛顿第二定律有在最高点时的拉力为由最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒有联立可得故BD错误；故选C。3D【详解】A质点在0和0.8s时刻具有负向最大速度，故A错误；B0.2s时刻质点具有正向最大加速度，故B错误；C0至0.4s时间内，质点加速度始终指向+x方向不变，故C错误；D0.20.4s时间内，质点做加速运动，加速度方向和速度方向相同，故D正确。故选D。4C【详解】A小球经过平衡位置O时速度最大，加速度为零，A错误；B小球每次通过同一位置时的速度大小一定相等，但方向不一定相同，B错误；C弹簧振子的周期又称固有周期，由小球质量、弹簧劲度系数决定，与振幅无关，C正确；D小球从A运动到B的过程中弹簧的形变量先减小后增大，故弹性势能先减小后增大，D错误。故选C。5B【详解】At=0.75s时，振子在O点上方处，选项A错误；Bt=1.2s 时，振子从C点向O点运动，加速度方向为向下，速度方向也为向下，选项B正确；Ct=1.0s时，振子的速度为零，选项C错误；Dt =1.5s 到t=1.8s的时间内，振子从O点向D点运动，则加速度逐渐变大，速度逐渐减少，选项D错误。故选B。6D【详解】A弹簧振子先后经历最短时间到达同一位置时，若速度相同，则这段时间间隔就等于弹簧振子的振动周期，从振动图象可以看出振子的振动周期为2t1，A错误；B在t = 0时刻，振子的位移为零，所以振子应该在平衡位置O，B错误；CD在t = t1时刻，振子在平衡位置O，该时刻振子速度最大，C错误，D正确。故选D。7D【详解】物块A受到重力、支持力和摩擦力的作用，重力和支持力二力平衡，摩擦力提供A做简谐振动所需的回复力，由可知，摩擦力随时间变化，其大小和方向都变化，故D正确，ABC错误。故选D。8AC【详解】A弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，故A正确；B根据单摆周期公式T2可知，单摆的周期与质量无关，故B错误；C当系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，故C正确；D已知弹簧振子初始时刻的位置和振动方向及其振动周期，才能知道振子在任意时刻运动速度的方向，故D错误。故选AC。9BC【详解】意大利科学家伽利略最早发现了摆的等时性原理，后来惠更斯得出了单摆的周期公式，并应用与计时。故AD错误，BC正确。故选BC。10ACD【详解】A位移是从平衡位置指向物体位置的有向线段，当它每次通过同一位置时，位移一定相同，故A正确；B每次经过同一位置时，速度有两个可能的方向，故速度不一定相同，故B错误；C根据，位移相同，加速度一定相同，故C正确；D位移相等则弹簧的形变量一定相等，则弹簧的弹性势能一定相同，故D正确。故选ACD。11BD【详解】AB由图像可得到T甲：T乙 =1：2由单摆周期公式得到因此甲、乙两单摆的摆长之比 l甲：l乙=1：4A错误，B正确； CD由单摆的周期公式得到若摆长相同，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g甲：g乙=4：1C错误，D正确。故选BD。12ADE【详解】A尽量选择质量大、体积小的摆球，可以减小阻力使实验更准确，A正确；B用刻度尺测量摆线的长度，用游标卡尺测出小球的直径算出半径，则线长加半径作为摆长，B错误；C为了准确，单摆的振幅尽可能小，最大不超过5o，C错误；D为了准确可以多测几个周期，比如释放摆球，当摆球经过平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆的周期T=，D正确；E测量多组摆长和对应的周期T，分别以和T2为纵坐标和横坐标，作出函数图像，根据直线的斜率求出重力加速度g，E正确。故选ADE。13【详解】摆球从最大偏角处摆到最低点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：由单摆的周期公式：联立解得：【点睛】本题要知道单摆摆动过程中，遵守机械能守恒，可求出摆长并要掌握单摆的周期公式，即可轻松求解14（1）；（2）gT (n=0,1,2)【详解】（1）线断前，线的拉力F=mg设此时弹簧伸长为x0，则Fcos30kx0解得x0线断后，在弹力作用下，A做简谐运动的振幅为Ax0（2）A将弹簧压缩到最短经历的时间为t=(n)T (n0,1,2)在t时间末B落地，速度v为v=gt=gT(n=0，1，2)15（1），；（2），；（3）【详解】（1）A、B两物体在时刻分离，故且AB虽接触但没有相互作用力。对物体A做受力分析此时弹簧压缩量为最初AB处于静止状态时，弹簧压缩量为，合力为0，即解得从时间AB一起向上匀加速直线运动解得(2)之内，AB处于分离前，具有相同的速度和加速度AB看作整体，则解得(3)时刻A物块速度为，此时弹簧压缩量AB分离后，A在斜面上平衡位置处弹簧压缩量为（，）所以从物体位移由简谐运动对称性，可得物块A再次达到时，总位移16（1），；（2）F，O，水平向左【详解】（1）由图乙可知，振子的振幅为振子的周期为（2）当振子运动到C点时在乙中对应的点为F；由图乙结合图甲可知，在时，振子在图甲对应的点为O，振子的速度方向水平向左。