第二章 机械振动 高考真题演练-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册作业与测评word（人教版2019）

第二章　高考真题演练 一、选择题 1．(2022·浙江1月选考)图甲中的装置水平放置，将小球从平衡位置O拉到A后释放，小球在O点附近来回振动；图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作，下列说法正确的是(　　) A．甲图中的小球将保持静止 B．甲图中的小球仍将来回振动 C．乙图中的小球仍将来回摆动 D．乙图中的小球将做匀速圆周运动 答案　B 解析　空间站中的物体处于完全失重状态，甲图中的小球所受弹簧的弹力不受失重的影响，则小球在弹力的作用下仍将来回振动，A错误，B正确；图乙中的小球在地面上由静止释放时，重力垂直细绳的分量充当单摆的回复力，而在空间站中处于完全失重时，回复力为零，则小球由静止释放时，小球仍相对支架静止不动，不会来回摆动，也不会做匀速圆周运动(若给小球一定的初速度，则小球将做匀速圆周运动)，C、D错误。 2.(2022·海南高考)在同一地方，甲、乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图，由此可知甲、乙两个单摆的摆长之比为(　　) A．2∶3 B．3∶2 C．4∶9 D．9∶4 答案　C 解析　由题中振动图像可知，甲、乙两个单摆的周期分别为T甲＝0.8 s，T乙＝1.2 s，根据单摆做简谐运动的周期公式T＝2π，可得摆长l＝T2，结合题意可知，甲、乙两个单摆的摆长之比为l甲∶l乙＝T∶T＝4∶9，故C正确。 3．(2019·江苏高考)(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 答案　AC 解析　在单摆的偏角增大的过程中，摆球远离平衡位置，故位移增大，速度减小，回复力增大，机械能保持不变，A、C正确，B、D错误。 4.(2021·江苏高考)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－) B．x＝Rsin(ωt＋) C．x＝2Rsin(ωt－) D．x＝2Rsin(ωt＋) 答案　B 解析　由题图可知，影子P做简谐运动的振幅为R，以向上为正方向，设P做简谐运动的表达式为x＝Rsin(ωt＋φ)，由题图可知，当t＝0时，P的位移为R，代入表达式解得φ＝，则P做简谐运动的表达式为x＝Rsin(ωt＋)，故B正确，A、C、D错误。 5．(2018·天津高考)(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时位移为0.1 m，则(　　) A．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 s B．若振幅为0.1 m，振子的周期可能为 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 答案　AD 解析　若振幅为0.1 m，根据题意可知从t＝0到t＝1 s振子经历的时间为(n＋)T＝1 s(n＝0，1，2，3，…)，解得T＝ s(n＝0，1，2，3，…)，当n＝1时，T＝ s，当T＝ s时，代入得n＝，不符合题意，A正确，B错误；如果振幅为0.2 m，结合位移—时间关系图象，有1 s＝＋nT(n＝0，1，2，3，…)　①，或者1 s＝T＋nT(n＝0，1，2，3，…)　②，或者1 s＝＋nT(n＝0，1，2，3，…)　③，对于①式，只有当n＝0时，T＝2 s，为整数；对于②式，T不为整数，对于③式，只有当n＝0时，T＝6 s，为整数，故C错误，D正确。 6．(2022·湖南高考节选)(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a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b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(　　) 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 答案　ABD 解析　由简谐运动的对称性可知，x为0.1 m、0.3 m、0.5 m时木棒处于平衡位置，则x从0.05 m到0.15 m的过程中，在竖直方向上，木棒从平衡位置下方向上移动，经平衡位置后到达平衡位置上方，竖直方向速度先增大后减小，水平方向速度不变，所以动能先增大后减小，A正确；x从0.2