2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：48 机械振动和振动图象_试卷库

2021年高考物理一轮复习考点优化训练专题：48 机械振动和振动图象

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一、单选题（共11小题）

1、如图所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是（）

A . 振动周期为5 s，振幅为8 cm B . 第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值 C . 第3 s末振子的速度为正向的最大值 D . 从第1 s末到第2 s末振子在做加速运动

2、单摆摆长为L，若将摆长增加1m，则周期变为原来的1.5倍，则L为（）

A . 0.5m B . 0.8m C . 1m D . 2m

3、有一个在光滑水平面内的弹簧振子，第一次推动弹簧振子，使弹簧由原长压缩x后由静止释放让它振动．第二次弹簧由原长压缩2x后由静止释放让它振动，则先后两次振动的周期之比和振幅之比分别为（）

A . 1∶1，1∶1 B . 1∶1，1∶2 C . 1∶4，1∶4 D . 1∶2，1∶2

4、如图所示，在一根张紧的水平绳子上挂着四个摆，其中 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 摆长相等，让 $\text{[math]}$ 摆在垂直于水平绳的方向振动起来，通过张紧的绳子给另外三个摆施加驱动力，使它们各自做受迫振动。可以观察到 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 三个摆的运动情况是（）

A . 三个摆的振动周期相同 B . 三个摆的振动振幅相同 C . $\text{[math]}$ 摆的振动振幅最大 D . $\text{[math]}$ 摆的振动周期最小

5、如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A、E摆长相等。先让A摆振动，其它各摆随后也跟着振动起来，则关于其它各摆的振动（）

A . 周期跟A摆相同 B . 振幅大小相同 C . 振幅大小不同，E摆振幅最小 D . 周期大小不同，D摆周期最大

6、如图所示为某物体做简谐运动的振动图象，下列说法正确的是（）

A . 0.3s时刻与0.5s时刻物体的动能相同 B . 0.3s时刻与0.5s时刻物体的速度相同 C . 0.1s时刻与0.3s时刻物体的回复力方向相同 D . 0.1s时刻与0.3s时刻物体的加速度大小不同

7、用沙摆演示简谐运动的图象，当沙摆下面的木板.被匀速地拉出过程中，摆动着的漏斗中漏出的沙在板上形成的曲线显示出摆的位移随时间变化关系，板上直线 $\text{[math]}$ 表示时间轴，使两个摆在各自的木板上形成曲线.如图中板N₁、N₂移动的速度v_l、v₂的关系为v₁=v₂。则两曲线代表的沙摆各自摆长L₁、L₂的关系为（）

A . L₁＝L₂ B . L₁＝2L₂ C . L₁＝4L₂ D . 4L₁＝L₂

8、如图所示为一质点做简谐运动的振动图象。则在t₁和t₂两个时刻这个质点具有相同的物理量是（）

A . 加速度 B . 速度 C . 位移 D . 回复力

9、如图所示，振子以O点为平衡位置在A、B间做简谐运动，从振子第一次到达P点开始计时，则（）

A . 振子第二次到达P点的时间间隔为一个周期 B . 振子第三次到达P点的时间间隔为一个周期 C . 振子第四次到达P点的时间间隔为一个周期 D . 振子从A点到B点或从B点到A点的时间间隔为一个周期

10、一个质点，在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间做简谐运动，平衡位置为 $\text{[math]}$ ，如图甲所示，它的振动图像如图乙所示，设向右为正方向，下列说法正确的是（）

A . 第 $\text{[math]}$ 末质点的速度方向是 $\text{[math]}$ B . 第 $\text{[math]}$ 末质点的加速度方向是 $\text{[math]}$ C . 在 $\text{[math]}$ 内质点通过的路程为 $\text{[math]}$ D . 在 $\text{[math]}$ 内质点的动能在逐渐增加

11、如图甲所示，一单摆悬挂在拉力传感器上。让单摆在竖直面内做小角度摆动，拉力传感器显示绳子拉力F大小随时间 $\text{[math]}$ 的变化图像如图乙所示，已知当地的重力加速度为 $\text{[math]}$ ，则根据图乙中的数据可知（）

A . 此单摆的周期 $\text{[math]}$ B . 此摆球的质量为 $\text{[math]}$ C . 此单摆的摆长 $\text{[math]}$ D . 在 $\text{[math]}$ 时刻摆球的回复力最小

二、多选题（共4小题）

1、一弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知（）

A . 质点的振幅为10cm B . 质点的振动频率是0.25Hz C . t=2s时刻质点的速度最大，方向沿x轴正方向 D . t=3s时刻质点的加速度最大，方向沿x轴正方向

2、关于某物体受迫振动的共振曲线，下列判断正确的是（）

A . 物体的固有频率等于 $\text{[math]}$ B . 物体作受迫振动时的频率等于 $\text{[math]}$ C . 物体作受迫振动时振幅相同则频率必相同 D . 为避免共振发生应该让驱动力的频率远离 $\text{[math]}$

3、如图所示为某一质点的振动图象，由图象可知在t₁和t₂两时刻，质点的速度v₁、v₂ ，加速度a₁、a₂的大小关系为（）

A . v₁<v₂ ，方向相同 B . v₁>v₂ ，方向相反 C . a₁>a₂ ，方向相同 D . a₁>a₂ ，方向相反

4、下列说法正确的是（）

A . 在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比 B . 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 C . 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 D . 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 E . 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

三、填空题（共1小题）

1、如图所示，为甲、乙两单摆的振动图象，若甲、乙两单摆在同一地点摆动，则甲、乙两单摆的摆长之比l_甲∶l_乙=若甲、乙两单摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，则甲、乙两单摆所在星球的重力加速度之比g_甲∶g_乙=

四、解答题（共2小题）

1、一弹簧振子在水平方向上的MN之间做简谐运动，已知MN间的距离为10cm，振子在2s内完成了5次全振动。若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时（t=0），经过 $\text{[math]}$ 周期振子有负向最大加速度。

（i）求振子的振幅和周期；

（ii）写出振子的振动方程。

2、如图所示，单摆摆长为L，摆球大小可忽略不计。现让摆球在竖直同一平面内做小角度摆动，在悬点O正下方 $\text{[math]}$ 的P处有一个小钉子。重力加速度为g，不计空气阻力，则其周期为多大?

五、综合题（共4小题）

1、如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，A、B是传播方向上相距10m的两个质点。t = 0时刻波恰好传到质点B，其振动图像如图中实线所示，虚线是质点A的振动图像。

(1)求波源的起振方向；

(2)求波的传播速度；

(3)若波速为1.6m/s，求波长并画出t = 0时刻A、B间的波形图。

2、有些知识我们可能没有学过，但运用我们已有的物理思想和科学方法，通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。

(1)单摆做简谐振动，请推导出其振动频率f表达式（已知单摆摆长为L、单摆摆球质量为m、当地重力加速度为g）；

(2)在弹吉他时，当拨动琴弦时，琴弦会发生振动，琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和所受弹拨力F决定。请写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和所受弹拨力F的关系式；

(3)现将弦的长度L减小18%，论证琴弦振动的频率将如何改变？

3、如图甲所示，0点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与0点之间。现将质量为m的摆球拉到A点释放，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，最大偏角为θ。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t=0为摆球从A点开始运动的时刻，重力加速度为g。求：

(1)单摆回复力的最大值；

(2)单摆运动周期和摆长。

4、减振器，英文shockabsorber，是为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶舒适性的汽配原件，在大多数汽车的悬架系统内部都装有减震器。汽车的重力一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧套在减震器上，两者同时起到改善作用。为了研究方便，我们把两者简化成一个等效劲度系数为 $\text{[math]}$ 的“弹簧”。汽车开始运动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足 $\text{[math]}$ （ $\text{[math]}$ 为弹簧的压缩长度），若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2Hz，已知汽车的质量为600kg，每个人的质量为70kg。求：

(1)汽车的振动频率与人体固有频率相等时l的大小；

(2)这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受。