专题15 机械振动 2021年高考物理二轮复习重点专题模拟练（人教版）

专题15 机械振动 一、单选题 1．（2019·上海高考真题）一个做简谐振动的弹簣振子,t=0时位于平衡位置,其机械能随时间变化的图像应为（ ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】简谐振动的弹簣振子，只有弹簧弹力做功，系统动能和弹性势能相互转化，系统总的机械能不变，ABC错误D正确 2．（2019·全国高考真题）如图，长为l的细绳下方悬挂一小球a．绳的另一端固定在天花板上O点处，在O点正下方l的处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度（约为2°）后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x，向右为正．下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是_____． A．B．C． D． 【答案】A 【解析】由T=2π得：T1=2π，T2=2π=π=T1 ，故BD错误； ， 由能量守恒定律可知，小球先后摆起得最大高度相同，故l-lcosθ1= 根据数学规律可得： 故，即第一次振幅是第二次振幅得2倍，故A正确，C错误． 3．（2020·北京高考真题）一列简谐横波某时刻波形如图甲所示。由该时刻开始计时，质点L的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．该横波沿轴负方向传播 B．质点N该时刻向y轴负方向运动 C．质点L经半个周期将沿轴正方向移动 D．该时刻质点K与M的速度、加速度都相同 【答案】B 【解析】AB．由图可知乙质点L的振动情况，该时刻质点L向y轴正方向振动。根据上下坡法或者平移法可知，该横波沿x轴正方向传播，质点N该时刻向y轴负方向运动，故A错误，故B正确； C．质点L只在平衡位置附近y轴方向上下振动，波传播时，质点不会沿x轴正方向移动，故C错误； D．该时刻质点K与M的速度为零，质点K加速度为-y方向，质点M加速度为+y方向，故D错误。 故选B。 二、多选题 4．（2018·天津高考真题）一振子沿x轴做简谐运动，平衡位置在坐标原点．t=0时振子的位移为-0.1 m，t=1 s时位移为0.1 m，则 A．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 B．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 C．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为4 s D．若振幅为0.2 m，振子的周期可能为6 s 【答案】AD 【解析】t=0时刻振子的位移x=-0.1m，t=1s时刻x=0.1m，关于平衡位置对称；如果振幅为0.1m，则1s为半周期的奇数倍；如果振幅为0.2m，分靠近平衡位置和远离平衡位置分析． 若振幅为0.1m，根据题意可知从t=0s到t=1s振子经历的周期为，则，解得，当n=1时，无论n为何值，T都不会等于，A正确B错误；如果振幅为0.2m，结合位移时间关系图象，有①，或者②，或者③，对于①式，只有当n=0时，T=2s，为整数；对于②式，T不为整数；对于③式，当n=0时，T=6s，之后只会大于6s，故C错误D正确 三、填空题 5．（2020·全国高考真题）用一个摆长为80.0 cm的单摆做实验，要求摆动的最大角度小于5°，则开始时将摆球拉离平衡位置的距离应不超过_______cm（保留1位小数）。（提示：单摆被拉开小角度的情况下，所求的距离约等于摆球沿圆弧移动的路程。） 某同学想设计一个新单摆，要求新单摆摆动10个周期的时间与原单摆摆动11个周期的时间相等。新单摆的摆长应该取为_______cm。 【答案】6.9 96.8 【解析】拉离平衡位置的距离 题中要求摆动的最大角度小于，且保留1位小数，所以拉离平衡位置的不超过； 根据单摆周期公式结合题意可知 代入数据为 解得新单摆的摆长为 四、实验题 6．（2020·海南高考真题）（1）滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图，某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）。 主要实验过程如下： ①用手机查得当地的重力加速度g； ②找出轨道的最低点O，把滑板车从O点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成n次全振动的时间t，算出滑板车做往复运动的周期________； ③将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入公式________（用T﹑g表示）计算出轨道半径。 （2）某同学用如图（a）所示的装置测量重力加速度． 实验器材：有机玻璃条（白色是透光部分，黑色是宽度均为的挡光片），铁架台，数字计时器（含光电门），刻度尺． 主要实验过程如下： ①将光电门安装在铁架台上，下方放置承接玻璃条下落的缓冲物； ②用刻度尺测量两挡光片间的距离，刻度尺的示数如图（b）所示，读出两挡光片间的距离________cm； ③手提玻璃条上端使它静止在________方向上，让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过； ④让玻璃条自由