2022年高考物理第一輪復習 課時跟蹤檢測（三十九）機械振動

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1、2022年高考物理第一輪復習 課時跟蹤檢測（三十九）機械振動 對點訓練：簡諧運動 1．(xx·上海高考)做簡諧振動的物體，當它每次經過同一位置時，可能不同的物理量是 (　　) A．位移　　　　　　　　 B．速度 C．加速度 D．回復力 圖1 2.如圖1所示，彈簧振子在振動過程中，振子從a到b歷時0.2 s，振子經a、b兩點時速度相同，若它從b再回到a的最短時間為0.4 s，則該振子的振動頻率為(　　) 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，A的質量為m，B的質量為M，彈簧的勁度系數為k。當連接A、B的繩突然斷開后，物體A將在豎直方向上做簡諧運動，則A振動的振幅為(　　) A. B. C. D. 對點訓練：簡諧運動的圖像 4．有一個在y方向上做簡諧運動的物體，其振動圖像如圖3所示。下列關于圖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—時間圖像 圖5 B．圖(2)可作為該物體的回復力—時間圖像 C．圖(3)可作為該物體的回復力—時間圖像 D．圖(4)可作為該物體的加速度—時間圖像 5.(多選)彈簧振子做簡諧運動的圖像如圖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，振子通過的路程為10 cm 6.圖6為一彈簧振子的振動圖像，由此可知(　　) A．在t1時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最大 B．在t2時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最小 C．在t3時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最小 D．在t4時刻，振子的動能最大，所受的彈性力最大 7. 圖7 如圖7所示是彈簧振子的振動圖像，由此圖像可得，該彈簧振子做簡諧運動的公式是(　　) 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．勁度系數為20 N/cm的彈簧振子，它的振動圖像如圖8所示，則(　　) A．在圖中A點對應的時刻，振子所受的彈力大小為0.5 N，方向指向x軸的負方向 B．在圖中A點對應的時刻，振子的速度方向指向x軸的正方向 C．在0～4 s內振子做了1.75次全振動 D．在0～4 s內振子通過的路程為0.35 cm，位移為0 9．如圖9甲所示，彈簧振子以O點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動。取向右為正方向，振子的位移x隨時間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，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s時，振子在O點右側6 cm處 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s時，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的時間內，振子的速度逐漸減小 對點訓練：受迫振動、共振 10．(xx·銀川模擬)在飛機的發(fā)展史中有一個階段，飛機上天后不久，飛機的機翼很快就抖動起來，而且越抖越厲害，后來人們經過了艱苦的探索，利用在飛機機翼前緣處裝置一個配重桿的方法，解決了這一問題。在飛機機翼前裝置配重桿的主要目的是(　　) A．加大飛機的慣性　　　　 B．使機體更加平衡 C．使機翼更加牢固 D．改

6、變機翼的固有頻率 11．下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅動力頻率變化的關系，若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(　　) 驅動力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動振幅/ 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．以上三個都不對 考點綜合訓練 12．一物體沿x軸做簡諧運動，振幅為8 cm，頻率為0.5 Hz，在t＝0時，位移是4 cm，且向x軸負方向運動，試寫出用正弦函數表示振動方程并畫出相應的振動圖像。

7、 13．(xx·溫州十校聯(lián)合體期中)彈簧振子以O點為平衡位置，在B、C兩點間做簡諧運動，在t＝0時刻，振子從O、B間的P點以速度v向B點運動；在t＝0.2 s時，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.5 s時，振子速度第二次變?yōu)椋璿。 (1)求彈簧振子振動周期T； (2)若B、C之間的距離為25 cm，求振子在4.0 s內通過的路程； (3)若B、C之間的距離為25 cm，從平衡位置計時，寫出彈簧振子位移表達式，并畫出彈簧振子的振動圖像。 答 案 1．選B　做簡諧振動的物體，經過同一位置時，相對平衡位置的位移x相同，回復力(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過同一位置，故B正確。 2．選B　由簡諧運動的對稱性可知，tOb＝0.1 s，tbc＝0.1 s，故＝0.2 s，解得T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，選項B正確。 3．選A　在物體A振動的平衡位置處，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振動的振幅為，A正確。 4．選C　因為F＝－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，此時有負方向的最大加速度，速度為零，故B、C正確，A錯誤

9、；在0到5 s內，振子經過個全振動，路程為5A＝10 cm，故D正確。 6．選B　從題中圖像的橫坐標和縱坐標可知此圖是振動圖像，它所描述的是一個質點在不同時刻的位置，t2和t4是在平衡位置處，t1和t3是在最大位移處，根據彈簧振子振動的特征，彈簧振子在平衡位置時的速度最大，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軸的負方向

10、，選項A錯誤。由題圖可知此時振子的速度方向指向x軸的正方向，選項B正確。由題圖可看出，t＝0、t＝4 s時刻振子的位移都是最大，且都在t軸的上方，在0～4 s內振子完成兩次全振動，選項C錯誤。由于t＝0時刻和t＝4 s時刻振子都在最大位移處，所以在0～4 s內振子的位移為零，又由于振幅為0.5 cm，在0～4 s內振子完成了2次全振動，所以在這段時間內振子通過的路程為2×4×0.5 cm＝4 cm，故選項D錯誤。 9．選A　從t＝0.8 s時起，再過一段微小時間，振子的位移為負值，因為取向右為正方向，故t＝0.8 s時，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，x＝6 cm，故B錯誤；t＝0.4 s和t＝1.2 s時，振子的位移方向相反，由a＝知，加速度方向相反，C錯誤；t＝0.4 s到t＝0.8 s的時間內，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錯誤。 10．選D　當驅動力的頻率與物體的固有頻率相等時，振幅較大，因此要減弱機翼的振動，必須改變機翼的固有頻率，選D。 11.選C　從如圖所示的共振曲線可判斷出f驅與f固相差越大，受迫振動的振幅越??；f驅與f固越接近，受迫振動的振幅越大。并可以從中看出f驅越接近f固，振幅的變化越慢。比較各組數據知f驅在50 Hz～60 Hz范圍內時，振幅變化最小，因此50

12、Hz＜f固＜60 Hz，即C正確。 12．解析：簡諧運動振動方程的一般表示式為 x＝Asin(ωt＋φ0)， 根據題給條件有：A＝0.08 m，ω＝2πf＝π， 所以x＝0.08 sin(πt＋φ0)m， 將t＝0時x0＝0.04 m代入得 0．04＝0.08sin φ0， 解得初相φ0＝或φ0＝π， 因為t＝0時，速度方向沿x軸負方向，即位移在減小， 所以取φ0＝π， 所求的振動方程為 x＝0.08sin(πt＋π)m， 對應的振動圖像如圖所示。 答案：x＝0.08sin(πt＋π)m　圖像見解析 13．解析：(1)彈簧振子簡諧運動示意圖如圖所示，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內通過的路程 s＝×4×12.5 cm＝200 cm (3)根據x＝Asin ωt，A＝12.5 cm， ω＝＝2π 得x＝12.5sin 2πt(cm)。振動圖像為 答案：(1)1.0 s　(2)200 cm (3)x＝12.5sin 2πt(cm) 圖像見解析圖