专题15机械振动-【好题汇编】三年（2022-2024）高考物理真题分类汇编（全国通用）

专题15 机械振动 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 考点1 简谐运动 （5年3考） 2024年高考辽宁卷：将一弹簧振子竖直悬挂，分别在地球与某球状天体表面做简谐运动，计算地球、该天体的平均密度之比； 2024年高考江苏卷：水面上有O、A、B三点共线， 时刻在O点的水面给一个扰动，t1时刻A开始振动，求B振动的时刻； 2024年高考北京卷：用手机和轻弹簧制作的一个振动装置．手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线，考查相关知识点。 1. 简谐运动高考考查一般与其他知识点综合考查。 2. 单摆考查一般是给出单摆简谐运动图像，大多是分析振动的速度、加速度和计算摆长等。 考点2 等高线地形图 （5年3考） 2022年新高考海南卷：在同一地方，甲乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，给出振动图像，计算甲乙两个单摆的摆长之比； 2024年高考甘肃卷：给出单摆的振动图像，计算摆长，判断速度； 考点01 简谐运动 1. . （2024年高考辽宁卷）如图（a），将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如（b）所示（不考虑自转影响），设地球、该天体的平均密度分别为和，地球半径是该天体半径的n倍。的值为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 解法一：将小球从弹簧原长出由静止释放，小球下落到弹力与重力相等时速度最大，此时弹簧伸长A=mg/k，小球将围绕弹力与重力相等处做振幅为A=mg/k的简谐运动。由小球简谐运动图像可知，在地球表面和天体表面简谐运动的振幅之比为2׃1，即地球表面和天体表面的重力加速度之比为2׃1。由GM/R2=g，ρ=M/V，V=，解得ρ=；==2×1/n=2/n，C正确。 解法二：设地球表面的重力加速度为，某球体天体表面的重力加速度为，弹簧的劲度系数为，根据简谐运动的对称性有 ， 可得 ， 可得 设某球体天体的半径为，在星球表面，有 联立可得 ，故选C。 2. （2024年高考江苏卷）如图所示，水面上有O、A、B三点共线，OA=2AB，时刻在O点的水面给一个扰动，t1时刻A开始振动，则B振动的时刻为（　　） A. t1 B. C. 2t1 D. 【答案】B 【解析】 机械波的波速不变，设OA=2AB=2L，故可得 可得 故可得B振动的时刻为，B正确。 3．（2024年高考北京卷）图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置．手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示．下列说法正确的是（ ） A．时，弹簧弹力为0 B．时，手机位于平衡位置上方 C．从至，手机的动能增大 D．a随t变化的关系式为 【参考答案】．D 【考查知识点】 a-t图像、简谐运动 【名师解析】由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为，A错误；由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误；由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C错误；由题图乙知，，则a随t变化的关系式为，D正确． 4. （2022高考湖北物理）如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（　　） A. B. C. D. 【参考答案】C 【命题意图】本题考查平衡条件、简谐运动。 【解题思路】撤去拉力后，Q恰好能够保持静止，则弹簧中拉力F=μ·2mg。弹簧中弹力F=kx，解得弹簧伸长量x=F/k=。若剪断轻绳，P在弹簧的拉力F作用下向右做振幅为x的简谐运动。P在随后的运动中相对于初始位置的最大位移为2个振幅，即最大位移大小为2x=2×=，选项C正确。 5. （2023学业水平等级考试上海卷）真空中有一点P，微粒Q在运动过程中受到方向指向P且大小与Q离开P的位移成正比的回复力，给在P点的微粒Q一微小速度后，则在接下来的短时间内，Q的 A. 速度增大，加速度增大 B. 速度减小，加速度增大 C. 速度增大， 加速度不变 D. 速度减小，加速度不变 【参考答案】B 【名师解析】微粒受到方向指向P且大小与Q离开P的位移成正比的回复力，做简谐运动，给在P点的微粒Q一微小速度后，微粒从平衡位置开始运动，在接下来的短时间内，Q的速度减小，加速度增大，B正确。 6. （2023高考山东高中学业水平等级考试）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（ ） A. B. C. D. 【参考答案】BC 【名师解析】 当A、B两点在平衡位置的同侧时有 可得；或者 因此可知第二次经过B点时， 解得 此时位移关系为 解得 故A错误，B正确； 当A、B两点在平衡位置两侧时有 解得 或者（由图中运动方向舍去），或者 当第二次经过B点时，则 解得 此时位移关系为 解得 ，C正确D错误。 考点02 单摆 1.（2024年高考甘肃卷）如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A. 摆长为1.6m，起始时刻速度最大 B. 摆长为2.5m，起始时刻速度为零 C. 摆长为1.6m，A、C点的速度相同 D. 摆长为2.5m，A、B点的速度相同 【答案】C 【解析】 由单摆的振动图像可知振动周期为，由单摆的周期公式得摆长为 x-t图像的斜率代表速度，故起始时刻速度为零，且A、C点的速度相同，A、B点的速度大小相同，方向不同。综上所述，可知C正确，故选C。 2．（2022年新高考海南卷）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׃4 【参考答案】C 【名师解析】由甲乙振动图像可知两单摆的周期之比T甲׃T乙=0.8׃1.2=2׃3..。根据单摆周期公式T=2π，可知L甲׃L乙= T甲2׃T乙2=4׃9，选项C正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题15 机械振动 考点 三年考情（2022-2024） 命题趋势 考点1 简谐运动 （5年3考） 2024年高考辽宁卷：将一弹簧振子竖直悬挂，分别在地球与某球状天体表面做简谐运动，计算地球、该天体的平均密度之比； 2024年高考江苏卷：水面上有O、A、B三点共线， 时刻在O点的水面给一个扰动，t1时刻A开始振动，求B振动的时刻； 2024年高考北京卷：用手机和轻弹簧制作的一个振动装置．手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线，考查相关知识点。 1. 简谐运动高考考查一般与其他知识点综合考查。 2. 单摆考查一般是给出单摆简谐运动图像，大多是分析振动的速度、加速度和计算摆长等。 考点2 等高线地形图 （5年3考） 2022年新高考海南卷：在同一地方，甲乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，给出振动图像，计算甲乙两个单摆的摆长之比； 2024年高考甘肃卷：给出单摆的振动图像，计算摆长，判断速度； 考点01 简谐运动 1. . （2024年高考辽宁卷）如图（a），将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如（b）所示（不考虑自转影响），设地球、该天体的平均密度分别为和，地球半径是该天体半径的n倍。的值为（　　） A. B. C. D. 2. （2024年高考江苏卷）如图所示，水面上有O、A、B三点共线，OA=2AB，时刻在O点的水面给一个扰动，t1时刻A开始振动，则B振动的时刻为（　　） A. t1 B. C. 2t1 D. 3．（2024年高考北京卷）图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置．手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示．下列说法正确的是（ ） A．时，弹簧弹力为0 B．时，手机位于平衡位置上方 C．从至，手机的动能增大 D．a随t变化的关系式为 4. （2022高考湖北物理）如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（　　） A. B. C. D. 5. （2023学业水平等级考试上海卷）真空中有一点P，微粒Q在运动过程中受到方向指向P且大小与Q离开P的位移成正比的回复力，给在P点的微粒Q一微小速度后，则在接下来的短时间内，Q的 A. 速度增大，加速度增大 B. 速度减小，加速度增大 C. 速度增大， 加速度不变 D. 速度减小，加速度不变 6. （2023高考山东高中学业水平等级考试）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距L的A、B两点。已知质点在A点的位移大小为振幅的一半，B点位移大小是A点的倍，质点经过A点时开始计时，t时刻第二次经过B点，该振动的振幅和周期可能是（ ） A. B. C. D. 考点02 单摆 1.（2024年高考甘肃卷）如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　） A. 摆长为1.6m，起始时刻速度最大 B. 摆长为2.5m，起始时刻速度为零 C. 摆长为1.6m，A、C点的速度相同 D. 摆长为2.5m，A、B点的速度相同 2．（2022年新高考海南卷）在同一地方，甲乙两个单摆做振幅不同的简谐运动，其振动图像如图，由此可知甲乙两个单摆的摆长之比为 A. 2׃3 B. 3׃2 C. 4׃9 D. 9׃׃4׃4 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$