高考物理复习压轴题训练：机械振动（力学部分）原卷版

专题10机械振动压轴题

一、单选题

1.图像法具有自己独特的优势，它能把复杂的物理过程直观形象清楚地展现出来，同时也能够形象地描述两

个物理量之间的关系，如图所示，若X轴表示一个物理量，轴表示一个物理量，其中在实验数据处理时，

会发现图像与两个坐标轴的交点（称为截距）具有特殊的物理意义。对该交点的物理意义，下列说法不正

硼的是（）

A.任测电源电动势和电源内阻时，若x轴表示流过电源的电流，y轴表示闭合电路电源两端的电压，则该图

像与x轴的交点的物理意义是短路电流

B.在利用自由落体法验证机械能守恒实验时，若x轴表示重锤下落到某点时速度的平方，p轴表示重锤落到

该点的距离，则该图像与x轴交点的物理意义是重锤下落时的初速度

C.在用单摆测重力加速度的实验中，若x轴表示摆线长度，y轴表示单摆周期的平方，则该图像与X轴交点

绝对值的物理意义是该单摆摆球的半径

D.在研究光电效应的实验中，若x轴表示入射光的频率，歹轴表示光电子的最大初动能，则该图像与x轴的

交点物理意义是该金属的极限频率

二、多选题

2.在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的

加速度”与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示.在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成

同样的过程，其ar关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体.已知星球M的半径是星球

N的3倍，贝IJ（）

A./W与N的密度相等

B.0的质量是〃的3倍

C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍

D.0下落过程中弹簧的最大也缩量是〃的4倍

3.在用单摆测重力加速度实验中，下面说法中正确的是（）

A.如果有两个大小相同的带孔塑料球和带孔铁球可供选择，应选用铁球作摆球

B.测量单摆周期时，应从摆球经过最高点时开始计时

C.若细绳的质量不可忽略，实验中测得的重力加速度值较真实值偏大

D.将全振动次数n误记为（n+l）,测得的重力加速度值较真实值偏大

E.左摆长和周期的测量中，摆长的测量对实验误差影响较大

4.下列说法中正确的是.

A.在受迫振动中，物体振动的频率不一定等于驱动力的频率

B.做简谐运动的质点，经过四分之•周期，所通过的路程不•定等于振幅

C变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场

D.双缝干涉实验中，若只减小双缝到光屏间的距离，两相邻亮条纹间距将变小

E.声波从空气传入水中时频率变大，波长不变

5.下列说法正确的是

A.弹簧振子的回复力，由弹簧的强力提供

B.单摆振动的周期，一定等于它固有周期

C.机械波从一种介质进入另一种介质，如果波速变大，那么波长一定变大

D.在干涉现象中，振动加强点的位移有时可能比振动减弱的点的位移小

E.发生多普勒效应时，波源发出的波的频率并没有发生变化

6.如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以。点为平衡位置，在。、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h

B.振子的振动周期等于2人

C.在片0时刻，振子的位置在。点

D.在片人时刻，振子的速度为最大

E.从t\到/2，振子正从。点向/）点运动

7.•列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，LO.6s时刻的

波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（）

E.若T=0.8s,当t+0.4s时刻开始计时,则质点c的振动方程为y=O.lsin（2.5忒）（m）

A.这列波的波速可能为50m/s

B.质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm

C.质点c在这段时间内通过的路程可能为60cm

D.若T=0.8s,则当什0.5s时刻,质点b、P的位移相同

8.如图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在/=1.0s时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动

图像，则下列说法正确的是（）

甲

A.该简谐横波的传播速度为4m/s

B.从此时刻起，经过2s,P质点运动了8m的路程

C.乙图可能是甲图中x=2m处质点的振动图像

D.此时刻M质点的振动速度小于Q质点的振动速度

三、简答题

9.如图所示为一列简谐横波在t=0时刻的图象.此时质点P的运动方向沿y轴负方向，且当t=L8s时质点P

恰好第3次到达y轴负方向最大位移处.下列说法正确的是.

A.波沿x轴负向传播

B.波的传播速度为lm/s

C.至t=1.6s,质点P的运动路程为0.4m

D.经().ls.质点Q第一次到达y轴正方向最大位移处

E.Q点的振动方程y=5sin(|nt+£)cm

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10.沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度

为40m/s,则t=0.025s时，下列判断正确的是.

A.质点M对平衡位置的位移一定为正值

B.质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同

C.质点M的加速度方向与速度方向一定相同

D.质点M的加速度方向与对平衡;立置的位移方向相反

E.质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同

11.如图所示，把一个有孔的小球.4装在轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球穿在沿水平x轴的光滑

杆上，能够在杆上自由滑动.把小球沿x轴拉开一段距离，小球将做振幅为H的振动，O为振动的平衡位置.

另一小球B在竖宜平面内以。，为圆心，在电动机的带动下，沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。与

。在同一竖直线上用竖直向卜的平行光照射小球3,适当调整8的转速，可以观察到，小球5在x方向上

的“影子”和小球力在任何瞬间都重合.已知弹簧劲度系数为小球力的质量为机，弹簧的弹性势能表达式

为;h2,其中我是弹簧的劲度系数，x是弹簧的形变量.

min

a.请结合以上实验证明：小球A振动的周期T=2兀战.

b.简谐运动的一种定义是：如果质点的位移x与时间/的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图像（X-/

图像）是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动.请根据这个定义并结合以上实验证明：小球力在弹簧作

用下的振动是简谐运动，并写出用已知量表示的位移x与时间/关系的表达式.

12.如图所示，质量为M、倾角为。的斜面体（斜面光滑且足够长）放在粗糙的水平地面上，底部与地面的动

摩擦因数为小斜面顶端与劲度系数为人自然长度为/的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为，〃的

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物块.压缩弹簧使其长度为一/时将物块由静止开始释放，且物块在以后的运动中，斜面体始终处于静止状态.

重力加速度为g.

（1）求物块处于平衡位置时弹簧的长度；

（2）选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标轴，用x表示物块相对于平衡位置的位

移，证明物块做简谐运动；

（3）求弹簧的最大伸长量；

（4）为使斜面始终处于静止状态，动摩擦因数"应满足什么条件（假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力）？

13.（物理——选修3-4）

（1）下列说法中正确的是

A.只有在发生共振的时候，受迫振动的频率才等丁驱动力的频率

B.机械波的频率由波源决定，与介质无关

C.尹波能发生多普勒效应，其它类型的波也可以

D.只要有机械振动的振源，就一定有机械波

E.电磁波的传播不需要介质

(2)在一个圆筒内有一个折射率为n、半径为A的半球形玻璃传，玻璃砖的平面与圆筒壁垂直，圆筒的半

杼也为R.此装置的剖而图如图所示.现有一束平行单色光垂直玻璃般的平面射向玻璃放，有部分光线从玻

璃砖中射出，已知光在真空中的速度为c,求：

(i)射出玻璃砖的光线在玻璃砖中传播的最短时间；

(ii)要想所有光线都不需要射出玻璃砖，可在玻璃砖的平面上粘贴黑纸，求黑纸的最小面积.

14.如图所示，一劲度系数为A的轻弹簧的上端固定，下端与小球相连接，小球的质量为小，小球静止于O

点.现将小球拉到。点下方距离为力的位置，由静止释放，此后运动过程中始终未超过弹簧的弹性限度.规定

平衡位置处为重力势能和弹簧弹性势能的零点.以平衡位置。为坐标原点建立如图所示的竖直向下的一维坐

标系Ox.忽略空气阻力的影响.

(1)从运动与相互作用观点出发，解决以下问题：

a.求小球处「平衡状态时弹簧相对原长的伸长量5；

b.证明小球做简谐运动；

(2)从教科书中我们明白了由y-z图象求直线运动位移的思想和方法；从机械能的学习，我们理解了重力

做功的特点并进而引入重力势能，由此可以得到重力做功与重力势能变化量之间的关系.图象法和比较法是

研究物理问题的重要方法，请你借鉴此方法，从功与能量的观点出发，解决以下问题：

a.小球运动过程中，小球相对平衡位置的位移为x时，证明系统具有的重力势能后时和弹性势能纥那的总和

Ep的表达式为Ep=g丘2；

A

b.求小球在振动过程中，运动到平衡位置0点下方距离为一时的动能次.并根据小球运动过程中速度V与相

2

对平衡位置的位移x的关系式，画出小球运动的全过程中速度随振动位移变化的v-x图象.

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15.[物理——选修3—4]

(1)下列说法正确的是.

A.海豚有完善的声呐系统，海豚发出的声波比无线电波传播的速度快，方向性好

B.蝙蝠利用超声脉冲导航，当它飞向某一墙壁时，接收到的脉冲频率大于它发出的频率

C尹波击碎玻璃杯的实验原理是共振

D.频率相同，相位差恒定的两列波能产生稳定的干涉

E.狭义相对论原理指出:在不同的参考系中，物理规律是不同的

⑵图示是一个半圆柱形透明物体的侧视图，其半径为R,现在有一细束单色光从右侧沿半径0A方向射入.

①将细束单色光平移到距0点正R处的C点，此时透明物体左侧恰好不再有光线射出，不考虑