2021年高考物理最新模拟题精练专题2.1 机械振动(基础篇)(原卷版)

2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-3，3-4）

第二部分 机械振动和机械波

专题2.1 机械振动（基础篇）

一．选择题

1．（2020山东德州期末）如图所小，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为x0（未标出），印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和-y0．忽略空气阻力，重力加速度为g，则（ ）

A. 该弹簧振子的振幅为2y0

B. 该弹簧振子的振动周期为

C. 激光笔在留下P、Q两点时加速度相同

D. 激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做功为-2 mgy0

2.(2019广东七校调研1)(5分) 甲、乙两弹簧振子，振动图象如图所示，则可知 。(填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分0分)

A．甲速度为零时，乙速度最大

B．甲加速度最小时，乙速度最小

C．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同

D．两个振子的振动频率之比f甲∶f乙=1∶2

E．两个振子的振幅之比为A甲∶A乙=2∶1

3．（2020上海杨浦一模）一弹簧振子做简谐运动，周期为T，以下描述正确的是（ ）

A．若△t=2T，则在t时刻和（t+△tn）时刻弹簧长度一定相等

B．若△t=T，则在t时刻和（t+△tn）时刻振子运动的加速度一定相等

C．若t和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t一定等于2T的整数倍

D．若t和（t+△t）时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则△t一定等于T的整数倍

4.(2019·山西省重点中学协作体期末)下列关于简谐运动以及做简谐运动的物体完成一次全振动的意义，以下说法正确的是( )

A.位移减小时，加速度减小，速度增大

B.位移的方向总跟加速度的方向相反，跟速度的方向相同

C.动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程

D.速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程

E.物体运动方向指向平衡位置时，速度的方向与位移的方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同

5.两木块A、B质量分别为m、M，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，如图所示，用外力将木块A压下一段距离后静止，释放后A上下做简谐振动。在振动过程中，木块B刚好始终不离开地面(即它对地面最小压力为零)。以下说法正确的是 ( )

A.在振动过程中木块A的机械能守恒

B.A做简谐振动的振幅为

C.A做简谐振动的振幅为

D.木块B对地面的最大压力是2Mg+2mg

6.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对它的大小和方向都随时间变化的摩擦力

7. (2018·福建省福州市质检)一弹簧振子沿x轴振动，振幅为4 cm，振子的平衡位置位于x轴上的O点.图甲上的a、b、c、d为四个不同的振动状态；黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向.图乙给出的①②③④四条振动图线，可用于表示振子的振动图象的是(

)

A.若规定状态a时t＝0，则图象为①

B.若规定状态b时t＝0，则图象为②

C.若规定状态c时t＝0，则图象为③

D.若规定状态d时t＝0，则图象为④

8. (2018·四川省德阳市高考物理一诊)一弹簧振子做简谐振动，则以下说法正确的是( )

A.振子的质量越大，则该振动系统的周期越长

B.振子的质量越大，则该弹簧振子系统的机械能越大

C.已知振动周期为T，若Δt＝T，则在t时刻和(t＋Δt)时刻振子运动的加速度一定相同

D.若t时刻和(t＋Δt)时刻弹簧的长度相等，则Δt一定为振动周期的整数倍

E.振子的动能相等时，弹簧的长度不一定相等

9.(2017·北京理综·15)某弹簧振子沿x轴的简谐运动图象如图所示，下列描述正确的是(

)

A.t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值

B.t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值

C.t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零

D.t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值

10.质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知(

)

A.振幅为4 cm，频率为0.25 Hz

B.t＝1 s时速度为零，但质点所受合外力最大

C.t＝2 s时质点具有正方向最大加速度

D.该质点的振动方程为x＝2sin

π2t(cm)

11. (2019·陕西省商洛市调研)做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量减小为原来的14，摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍，则单摆振动的( )

A.频率、振幅都不变

B.频率、振幅都改变

C.频率不变，振幅改变

D.频率改变，振幅不变

12．(2016·广西四校调研)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，下列说法正确的是( )

A．t＝0.8 s时，振子的速度方向向左

B．t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处

C．t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度完全相同

D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐减小

13.如图甲所示，上端固定的弹簧振子在竖直方向上做简谐运动。规定向上为正方向，弹簧振子的振动图象如图乙所示。则 ( )

A.弹簧振子的振动频率f=2.0 Hz

B.弹簧振子的振幅为0.4 m

C.在0～0.5 s内，弹簧振子的动能逐渐减小

D.在1.0～1.5 s内，弹簧振子的弹性势能逐渐减小

14．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是(

)

A．质点振动频率是4 Hz

B．在10 s内质点经过的路程是20 cm

C．第4 s末质点的速度为零

D．t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同

15．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼很快就抖动起来，而且越抖越厉害，后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。在飞机机翼前装置配重杆的主要目的是( )

A．加大飞机的惯性

B．使机体更加平衡

C．使机翼更加牢固

D．改变机翼的固有频率

16.[多选](2016·江西联考)如图所示，曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2 Hz。现匀速转动摇把，转速为240 r/min。则(

)

A．当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 s

B．当振子稳定振动时，它的振动频率是4 Hz

C．当转速增大时，弹簧振子的振幅增大

D．当转速减小时，弹簧振子的振幅增大

17.如图所示是弹簧振子的振动图象，由此图象可得，该弹簧振子做简谐运动的公式是(

)

A．x＝2sin (2.5πt＋π2)

B．x＝2sin (2.5πt－π2)

C．x＝2sin (2.5πt－π2)

D．x＝2sin 2.5πt

18.图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是 ( )

A.在t=0.2 s时，弹簧振子可能运动到B位置

B.在t=0.1 s与t=0.3 s两个时刻，弹簧振子的速度相同

C.从t=0到t=0.2 s的时间内，弹簧振子的动能持续地增加

D.在t=0.2 s与t=0.6 s两个时刻，弹簧振子的加速度相同

19.如图所示，物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，A的质量为m，B的质量为M，弹簧的劲度系数为k。当连接A、B的绳突然断开后，物体A将在竖直方向上做简谐运动，则A振动的振幅为( )

A.Mgk B.mgk

C.（M＋m）gk

D.（M＋m）g2k

二．计算题

1.如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：

(1)写出该振子简谐运动的表达式；

(2)在第2 s末到第3 s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？

(3)该振子在前100 s的总位移是多少？路程是多少？

2.如图甲是一个单摆振动的情形， O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置.设向右为正方向.图乙是这个单摆的振动图象.根据图象回答：

(1)单摆振动的频率是多大？

(2)开始时摆球在何位置？

(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个单摆的摆长是多少？(计算结果保留两位有效数字)

3.(2016·温州质检)弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.20 s时刻，振子速度第一次变为－v；在t＝0.50 s时刻，振子速度第二次变为－v。

(1)求弹簧振子的振动周期T；