速递分项解析汇编(选修3-3、选修3-4、选修3-5)：(第01期)(解析版)专题04 机械振动(包含单摆实验)

一、单项选择题1．【浙江省杭州第二中学2019学年高二下学期期中考试物理试题】做简谐振动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是A．位移B．速度C．加速度D．回复力【答案】B考点：简谐振动【名师点睛】本题考查对简谐运动周期性及特点的理解，要知道同一位置的位移一定相同，加速度和回复力与位移都是成正比反向关系，由此进行判断三个物理量的关系.2．【浙江省宁波市效实中学2019学年高二下学期期中考试物理试题】一个在水平面内做简谐运动的弹簧振子，从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时，下列说法中正确的是A．到它第二次经过a点时，所需时间为半个周期B．到它第二次经过a点时，所需时间为一个周期C．到它第三次经过a点时，所需时间为一个周期D．到它第三次经过a点时，所需时间为二个周期【答案】C【解析】因为是从第一次以不等于零的速度经过非平衡位置的某点a时开始计时，故到它第二次经过a点时不一定是半个周期，更不可能是一个周期，选项AB错误；到它第三次经过a 点时，所需时间才为一个周期，选项C正确，D错误；故选C．考点：简谐振动【名师点睛】弹簧振子做简谐振动，具有周期性．当振子的速度再次与零时刻的速度相同时，可能振子通过关于平衡位置对称点，经过的时间为不一定是一个周期．振子在一个周期内，经过的路程是4个振幅．当振子再次经过此位置时，经过的时间不一定是一个周期。

3．【四川省成都市石室中学2019学年高二4月月考物理试题】根据所学知识判断，下列说法中正确的是A．一交流电动机铭牌上标有“380 V，12 A”，这里的两个值都是指输入交流电的最大值B．简谐运动的一次全振动是指振子的速度第一次恢复原来的大小和方向所经历的过程C．水平弹簧振子做简谐运动时的能量等于在平衡位置时振子的动能D．直流输电的过程中是先通过转变器将交流变成直流再输入升压变压器，以提高输送电压，减小能量损耗【答案】C考点：交流电的有效值；简谐振动及其能量；远距离输电【名师点睛】此题是对交流电的有效值、简谐振动及其能量以及远距离输电问题的考查；要知道电动机铭牌上标注的，电表的读数等都是交流电的有效值；注意理解全振动的概念；变压器是不能改变直流电的电压的.4．【四川省成都市石室中学2019学年高二4月月考物理试题】如图两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是A．甲的振幅较大，且振动频率为8 Hz B．甲的振幅较大，且振动频率为9 Hz C．乙的振幅较大，且振动频率为9 Hz D．乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz【答案】B【解析】支架在受到竖直方向且频率为9Hz的驱动力作用下做受迫振动时，甲乙两个弹簧振子都做受迫振动，它们振动的频率都等于驱动力的频率9Hz，由于甲的频率接近于驱动力的频率，所以甲的振幅较大．故B正确，ACD错误．故选B．考点：受迫振动【名师点睛】此题是对受迫振动的考查；要知道物体做受迫振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率无关．当驱动力的频率接近于物体的固有频率时，物体发生共振，振幅最大。

5．【河南省郑州市第一中学2019学年高二下学期期中考试】利用盛沙的漏斗演示简谐振动，如果考虑漏斗里砂子逐渐减少，则沙摆的频率将（）A．逐渐增大B．逐渐减少C．先增大后减少D．先减小后增大【答案】D【解析】砂子逐渐减小，砂子和漏斗的重心将逐渐降低，砂子漏完后重心又升高，所以摆长先边长后变短，根据单摆周期公式2T =知周期先变大后变小，频率先减小后增大，故选D ．考点：单摆【名师点睛】此题是对单摆振动周期公式的考查；解题时关键是判断出重心位置的变化后直接应用单摆周期公式进行判断，难度不大，属于基础题。

6．【浙江省宁波市效实中学2019学年高二下学期期中考试物理试题】一个摆钟在地球上时，摆的振动周期为T 1，在某一密度与地球密度相同、半径是地球半径2倍的星球上时，摆的振动周期为T 2。

由此可以确定T 1：T 2为A ．21B ．22C ．2D ．2 【答案】C考点：单摆；万有引力定律的应用【名师点睛】解本题需要具备以下知识：单摆的振动周期公式2T =、星球表面重力近似等于万有引力、体积和质量公式，求解两星球表面重力加速度关系是问题的关键点；此题综合性较强。

7．【浙江省杭州第二中学2019学年高二下学期期中考试物理试题】一列横波沿水平绳传播，绳的一端在t ＝0时开始做周期为T 的简谐运动，经过时间t （34T ＜t ＜T ），绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处。

则在2t 时，该点位于平衡位置的A ．上方，且向上运动B ．上方，且向下运动C ．下方，且向上运动D ．下方，且向下运动【答案】A【解析】据题，经过时间t（34T＜t＜T），绳上某点位于平衡位置上方的最大位移处，在2t时，质点又振动了时间t（34T＜t＜T），一个周期可以分成四个14T，则在2t时，该点位于平衡位置的上方，而且向上运动．故A正确，BCD错误．故选A．考点：简谐振动【名师点睛】此题是关于简谐振动的问题，关键是掌握简谐振动的特点，将质点一个周期内简谐运动的过程分成四个14T，再分析质点的状态是常用的方法。

8．【甘肃省天水市第一中学2019学年高二下学期第二学段（期中）考试】做简谐运动的物体（包括做弧线运动的单摆）每次通过平衡位置时（）A．位移为零，动能为零B．动能最大，势能最小C．速率最大，回复力不一定为零D．速率最大，合力一定为零【答案】B考点：简谐运动的回复力和能量【名师点睛】本题关键是明确简谐运动的运动特点，熟悉能量的转化情况，基础题。

9．【甘肃省天水市第一中学2019学年高二下学期第二学段（期中）考试】一弹簧振子在一条直线上做简谐运动，第一次先后经过M、N两点时速度v（v≠0）相同，那么，下列说法正确的是（）A．振子在M、N两点受回复力相同B．振子在M、N两点对平衡位置的位移相同C．振子在M、N两点加速度大小相等D．从M点到N点，振子先做匀加速运动，后做匀减速运动【答案】C【解析】弹簧振子做简谐运动，先后经过M、N两点时速度v（0v≠）相同，根据对称性可知M、N两点关于平衡位置对称，两点相对于平衡位置的位移大小相等、方向相反，根据F kx=-可知，回复力大小相等、方向相反，说明回复力相反，故AB 错误； M 、N 两点相对于平衡位置的位移大小相等，根据x a mk =-分析可知加速度大小相等，故C 正确；从M 点到N 点，回复力先减小后增大，振子的加速度先减小后增大，所以振子先做变加速运动，后做变减速运动，故D 错误。

考点：简谐运动的振幅、周期和频率【名师点睛】解决本题关键要抓住简谐运动的对称性，掌握简谐运动的特征：F kx =-和x a mk =-，来分析回复力和加速度的关系。

10．【浙江省杭州第二中学2019学年高二下学期期中考试物理试题】如图，t =0时刻，波源在坐标原点从平衡位置沿y 轴正方向开始振动，振动周期为0.4s ，在同一均匀介质中形成沿x 轴正、负两方向传播的简谐横波。

下图中能够正确表示t =0.6时波形的图是【答案】C故选C ．考点：机械波的传播【名师点睛】本题的解题关键是抓住对称性，分析波源振动状态和波形的长度，进行选择；波源形成向右和向左传播的两列横波，左右具有对称性，根据t =0.6与周期的关系，分析形成的波形的长度，分析波源的状态，即可确定图象。

11．【四川省成都市石室中学2019学年高二4月月考物理试题】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 ．Mg kB ．mg kC ．M ＋m g kD ．M ＋m g 2k【答案】A【解析】绳剪断前，弹簧伸长的长度()1M m g x k+=；绳剪断后，A 做简谐运动，在平衡位置时，弹簧的拉力与重力平衡，此时弹簧伸长的长度为2mg x k =；所以A 振动的振幅为()12 M m g mg Mg A x x k k k+=-=-=，故选A ． 考点：简谐振动【名师点睛】此题是对简谐振动的考查；要知道振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离．在平衡位置时，A 所受的合外力为零，根据平衡条件和胡克定律求出绳剪断前弹簧伸长的长度和平衡位置弹簧伸长的长度，即可求出振幅。

12．【甘肃省天水市第一中学2019学年高二下学期第二学段（期中）考试】一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，如图1（甲）所示，O 是平衡位置，以某时刻作为计时零点（t ＝0）经过14周期，振子具有正方向的最大加速度，那么图1（乙）中的四个x －t 图象能正确反映运动情况的是（ ）【答案】D考点：简谐运动的回复力和能量【名师点睛】根据某一时刻作计时起点（0t =），经 14周期，振子具有正方向最大加速度，分析t =0时刻质点的位置和速度方向，确定位移的图象。

13．【四川省成都市石室中学2019学年高二4月月考物理试题】一个摆长为l 1的单摆，在地面上做简谐运动，周期为T 1，已知地球质量为M 1，半径为R 1.另一摆长为l 2的单摆，在质量为M 2，半径为R 2的星球表面做简谐运动，周期为T 2.若T 1＝2T 2，l 1＝4l 2，M 1＝4M 2，则地球半径与星球半径之比R 1∶R 2为A ．2∶1B ．2∶3C ．1∶2D ．3∶2 【答案】A【解析】由单摆周期公式2T π=可知：12T π=;22T π=，由于T 1=2T 2，l 1=4l 2，故g 1=g 2；设星球表面的物体质量为m ，则2Mm G mg R =，2GM g R =，由于g 1=g 2，=，故122 1R R =，故选A ． 考点：单摆；万有引力定律的应用【名师点睛】此题是单摆和万有引力定律的应用结合题；根据题意及单摆周期公式求出地球与该星球表面的重力加速度关系；根据星球表面的物体受到的重力等于万有引力求出重力加速度的表达式，最后求出地球半径与星球半径之比。

14．【河南师范大学附属中学2019学年高二下学期期末考试】如图所示，MN 为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球A 放在MN 的圆心处，再把另一小球B 放在MN 上离最低点C 很近的B 处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有（ ）A ．A 球先到达C 点B ．B 球先到达C 点C ．两球同时到达C 点D ．无法确定哪一个球先到达C 点【答案】A考点：考查了单摆周期【名师点睛】本题的关键是判断B 球可视为单摆运动，当B 球第一次到达最低求出所需时间，A 球做自由落体运动，求出时间即可．15．【四川省成都市石室中学2019学年高二4月月考物理试题】某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间t 变化的关系为x ＝A sin ωt ，振动图象如图所示，下列说法不正确的是A ．弹簧在第1 s 末与第3 s 末的长度相同B ．简谐运动的角速度ω=π4rad/s C ．第3 s 末振子的位移大小为22A D ．从第3 s 末到第5 s 末，振子的速度方向发生变化【答案】D考点：简谐振动的规律【名师点睛】本题考查了简谐振动的规律；关键要会从x -t 图象和x -t 关系式判断位移情况，根据x -t 的斜率判断速度的方向；要能把x -t 图线与物体的实际运动情况结合起来，从本质上认识弹簧振子的运动特点.16．【甘肃省天水市第一中学2019学年高二下学期第二学段（期中）考试】一质点做简谐运动，其位移x 与时间t 的关系曲线如图2所示，由图可知（ ）A ．质点振动频率是4 HzB ．t ＝2 s 时，质点的加速度最大C ．t ＝2 s 时，质点的振幅为－2 cmD ．t ＝3 s 时，质点所受的合外力最大【答案】B【解析】由图读出周期4T s =，则频率0.215H T f z ==，故A 错误； 2t s =时，质点的位移最大，则由x a mk =-知加速度最大，故B 正确；由图读出振幅为2cm ，C 错误；3t s =时，质点位于平衡位置，位移0x =，则由x a m k =-知加速度为零，则回复力为零，故D 错误。