人教15.1 机械振动（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题15.1机械振动
1．如图是一质点做简谐运动的振动图像。下列说法正确的是（　　）
A．在任意2s的时间内，质点经过的路程都是4cm
B．时，质点的位移最小
C．和两个时刻，质点的速度大小相等，方向相反
D．和两个时刻，质点的加速度大小相等，方向相反
【答案】A
【解析】A．由图可知，质点做简谐运动的周期是4s，在任意2s的时间内，质点经过的路程都是振幅的两倍，即4cm。故A正确；
B．由图可知时，质点的位移是负向最大，故B错误；
C．由图可知，和两个时刻，质点的速度大小相等，方向相同，故C错误；
D．同理，和两个时刻，质点的加速度大小相等，方向相同，故D错误。
故选A。
2．将一轻弹簧与小球组成的弹簧振子竖直悬挂，上端装有一记录弹力的拉力传感器，当振子上下振动时，弹力随时间的变化规律如图所示。已知弹簧的劲度系数k=100N/m，重力加速度大小，下列说法错误的是（　　）
A．t=0时，小球在最低点 B．弹簧振子的周期为4s
C．小球的质量为2kg D．1~2s时间段内，小球的机械能在增加
【答案】C
【解析】A． t=2s时，弹力为0，说明此时弹簧弹力为0，小球处于最高点，则t=0时，弹力最大，小球在最低点，A说法正确，不合符题意；
B．由图可知，弹簧振子周期为4s，B说法正确，不符合题意；
C．小球在最高点时仅受重力，加速度大小为g，则小球在最低点，弹力为20N时的加速度大小也为g，根据牛顿第二定律
得
C说法错误，符合题意；
D．1~2s时间段内，弹簧弹力减小，弹性势能减小，而弹簧和小球组成的系统机械能守恒，则小球在这一过程中的机械能增大，D说法正确，不符合题意。
故选C。
3．如图所示，一根较长的细线一端固定，另一端系上沙漏，装置底部有一可以向前移动的长木板。当沙漏左右小幅度摆动时，漏斗中的沙子均匀流出，同时匀速拉动长木板，漏出的沙子在板上形成一条正弦曲线。在曲线上有两个位置和P和Q。不计空气阻力，下列说法正确的是（   ）
A．若要记录沙漏多次全振动的时间，则应该在Q点开始计时
B．位置P处的沙层比Q处的沙层浅一些
C．随着沙子从漏斗中流出，沙漏摆动的周期将变小
D．为在木板上形成更多完整的正弦曲线，应该适当增大拉动速度
【答案】B
【解析】A．若要记录沙漏多次全振动的时间，则应该在平衡位置P点开始计时，A错误；
B．由题图可知，Q点位于最大位移处，P点位于平衡位置，沙漏摆动至Q点左上方最近时速度最小，运动最慢，所以细沙在Q处堆积的沙子较多，B正确；
C．沙漏左右小幅度摆动，是一个单摆，周期为
可见单摆的周期与质量无关，C错误；
D．根据可知，越小，越大，沙漏摆动的周期不变，所以拉动长木板速度慢些，即可形成更多完整的正弦曲线，D错误。
故选B。
4．如图所示是某质点沿轴做简谐运动的振动图像，简谐运动的频率为，在时，位移是，且向轴负方向运动，则简谐运动的振动方程为（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【解析】简谐运动的表达式为
根据题目所给条件得
则
在时，位移是，代入得
解得初相
或
因为
时，速度方向沿x轴负方向，即位移在减小，所以取
则所求的振动方程为
故选A。
5．如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示。下列说法不正确的是（　　）
A．0.3s末和0.7s末，振子的速度方向相反
B．在0.4s~0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同
C．振子做简谐运动的表达式为
D．t=0.2s时，振子的位移为6cm
【答案】D
【解析】A．由图可得0.3s末弹簧振子速度为正方向，0.7s末弹簧振子速度为负方向，0.3s末和0.7s末振子的速度方向相反，故A正确，不符题意；
B．由图可得在0.4s~0.8s时间内，振子的速度和加速度方向始终相同，均指向平衡位置，故B正确，不符题意；
C．由图像得振幅为
所以振子做简谐运动的表达式为
故C正确，不符题意；
D．t=0.2s时，振子的位移为
故D错误，符合题意。
本题选不正确的，故选D。
二、多选题
6．人类生活在运动的世界里，振动是一种常见的运动形式。下列关于振动的说法正确的是（　　）
A．物体做自由振动时，振动频率与振幅无关
B．物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率
C．阻尼振动的振幅、振动能量和振动周期都逐渐减小
D．当驱