期末复习专题---机械振动机械波--2020-2021学年高二下学期物理教科版选修3-4

高二下学期期末复习专题---机械振动机械波 1．（2021·天津市武清区天和城实验中学高二月考）如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、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t1 B．在t＝0时刻，振子的位置在a点 C．在t＝t1时刻，振子的速度为零 D．从t1到t2，振子正从O点向b点运动 【答案】D 【详解】 A中振子的振动周期等于2t1，故A不对；B中在t=0时刻，振子的位置在O点，然后向左运动，故B不对；C中在t=t1时刻，振子经过平衡位置，此时它的速度最大，故C不对；D中从t1到t2，振子正从O点向b点运动，故D是正确的． 2．（2021·甘肃武威市·武威十八中高二期中）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 【答案】B 【详解】 试题分析：由图读出质点振动的周期T=4s，则频率．故A错误．质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4A，t=10s=2.5T，所以在10s内质点经过的路程是．故B正确．在第4s末，质点的位移为0，经过平衡位置，速度最大．故C错误．由图知在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误． 考点：简谐运动的振动图象；简谐运动的振幅、周期和频率． 3．（2021·全国高二单元测试）甲、乙为竖直悬挂的两个弹簧振子，且悬挂振子的弹簧劲度系数相同，已知两球质量之比是，振动图像如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两弹簧振子的振动频率之比是 B．甲、乙两弹簧振子在10s内质点经过的路程之比是 C．甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是 D．甲、乙两弹簧振子最大速度之比是 【答案】B 【详解】 A．由乙图可知甲、乙两弹簧振子的振动周期之比为 则二者的频率之比为 故A错误； B．由乙图可知甲10s内经过的路程为200cm，乙10s内经过的路程也为200cm，故甲、乙路程之比是，故B正确； C．根据胡克定律 可知，甲、乙的最大回复力之比为，又因为两球质量之比是，根据牛顿第二定律 可知，甲、乙两弹簧振子最大加速度之比是，故C错误； D．经分析，当到达平衡位置时，速度最大，设此时最大速度为vmax，甲弹簧振子的弹簧伸长量为x0,在最低点时的弹簧伸长量为x2，则有 从最低点到平衡位置时，根据动能定理得 设弹簧最大振幅为A，则有 联立以上三式得甲、乙最大速度之比是，故D错误。 故选B。 4．（2021·全国高三专题练习）如图所示，质量为m的物块放置在质量为M的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T，振动过程中m、M之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ， A．若t时刻和时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则一定等于的整数倍 B．若，则在t时刻和时刻弹簧的长度一定相同 C．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力 D．当整体离开平衡位置的位移为x时，物块与木板间的摩擦力大小等于 【答案】D 【解析】 设位移为x，对整体受力分析，受重力、支持力和弹簧的弹力，根据牛顿第二定律，有： kx=（m+M）a    ① 对m物体受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供回复力，根据牛顿第二定律，有：f=ma     ② 所以：  ③ 若t时刻和（t+△t）时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则两个时刻物块的位移大小相等，方向相反，位于相对平衡位置对称的位置上，但△t不 一定等于的整数倍．故A错误； 若△t=，则在 t 时刻和（t+△t）时刻物块的位移大小相等，方向相反，位于相对平衡位置对称的位置上，弹簧的长度不一定相同．故B错误；由开始时的分析可知，研究木板的运动，弹簧弹力与m对木板的摩擦力的合力提供回复力．故C错误．由③可知，当整体离开平衡位置的位移为 x 时，物块与木板间摩擦力的大小等于．故D正确．故选D. 5．（2020·全国高三课时练习）如图所示是弹簧振子做简谐运动的振动图象，可以判定( ) A．从t1到t2时间内系统的动能不断增大，势能不断减小 B．从t2到t3时间内振幅不断增大 C．t3时刻振子处于平衡位置处，动能为0 D．t1、t4时刻振子的动能、速度都相同 【答案】A 【详解】 由图看出，从t1到t2时间内振子的位移减小，振子靠近平衡位置，则动能不断增大，势能不断减小，故A正确．弹簧振子做简谐运动的振幅是不变，等于位移的最大值，故B错误．t3时刻振子处于平衡位置处，动能最大，故C错误．t1，t4两时刻振子的位移相同，说明振子经过同一位