第15章 第1课时 机械振动-【直击双1流】2023版高考物理真题分类全刷

第 15 章 　 机械振动和机械波 第 1 课时 　 机械振动 1 简谐运动 1. [2022 湖南卷,16(1),5 分,★★★](多选) 下端附着重物的粗细均匀木棒,竖直浮在河 面,在重力和浮力作用下,沿竖直方向做频 率为 1 Hz 的简谐运动;与此同时,木棒在水 平方向上随河水做匀速直线运动,如图甲所 示。 以木棒所受浮力 F为纵轴,木棒水平位 移 x 为横轴建立直角坐标系,浮力 F 随水平 位移 x 的变化如图乙所示。 已知河水密度 为 ρ,木棒横截面积为 S,重力加速度大小为 g。 下列说法正确的是 (　 　 ) 甲 乙 A. x 从 0. 05 m 到 0. 15 m 的过程中,木棒的 动能先增大后减小 B. x 从 0. 21 m 到 0. 25 m 的过程中,木棒加 速度方向竖直向下,大小逐渐变小 C. x = 0. 35 m 和 x = 0. 45 m 时,木棒的速度 大小相等,方向相反 D. 木棒在竖直方向做简谐运动的振幅 为 F1 - F2 2ρSg E. 木棒的运动为向 x 轴正方向传播的机械 横波,波速为 0. 4 m / s 2. (2022 浙江卷,11,3 分,★★★) 如图所示, 一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固 定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距 x。 套在杆上的小球从中点以初速度 v 向右运 动,小球将做周期为 T 的往复运动,则 (　 　 ) A. 小球做简谐运动 B. 小球动能的变化周期为 T 2 C. 两根弹簧的总弹性势能的变化周期为 T D. 小球的初速度为 v 2 时,其运动周期为 2T 3. (2021 江苏卷,4,4 分,★★) 如图所示,半 径为 R 的圆盘边缘有一钉子 B,在水平光线 下,圆盘的转轴 A和钉子 B在右侧墙壁上形 成影子 O和 P,以 O为原点在竖直方向上建 立 x 坐标系。 t = 0 时从图示位置沿逆时针 方向匀速转动圆盘,角速度为 ω,则 P 做简 谐运动的表达式为 (　 　 ) A. x = Rsin(ωt - π 2 ) B. x = Rsin(ωt + π 2 ) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 172 C. x = 2Rsin(ωt - π 2 ) D. x = 2Rsin(ωt + π 2 ) 4. [2019 课标 Ⅱ,34(1),5 分,★★★] 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 3 4 l 的 O′ 点处有一固定细铁钉。 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. 5. [2019 江苏卷,13B(1),4 分,★★](多选) 一单摆做简谐运动,在偏角增大的过程中, 摆球的 (　 　 ) A. 位移增大 B. 速度增大 C. 回复力增大 D. 机械能增大 6. (2018天津卷,8,6分,★★★)(多选) 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 振子的位移为 0. 1 m,则 (　 　 ) A. 若振幅为 0. 1 m,振子的周期可能为 2 3 s B. 若振幅为 0. 1 m,振子的周期可能为 4 5 s 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 7. (2017 北京卷,15,6 分,★★) 某弹簧振子 沿 x 轴的简谐运动图像如图所示,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 8. (2017 上海卷,10,4 分,★