专题05 机械振动-【好题汇编】备战2024-2025学年高二物理上学期期末真题分类汇编（江苏专用）

专题05 机械振动 考点一 简谐运动及描述 1．（23-24高二上·江苏南京·期末）如图甲所示，水平弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．t=0.2s，振子的速度方向向右 B．t=0.6s时，振子在O点右侧6cm处 C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同 D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小 【答案】A 【详解】A．由图可知，振子从平衡位置出发向正方向运动，t=0.2s时，振子的速度方向为正方向，即速度方向向右，故A正确； B．根据乙图可知振动方程为 则t=0.6s时，振子的位移为 可知振子在O点右侧处，故B错误； C．t=0.4s和t=1.2s时，振子分别在B点和A点，加速度大小相等，方向相反，故C错误； D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子从B向O运动过程，速度逐渐增大，故D错误。 故选A。 2．（23-24高二上·江苏徐州·期末）如图所示为某实验小组利用频闪照相的方法得到的竖直方向上振动的弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔0.05秒闪光一次，闪光瞬间小球被照亮，从而得到闪光时小球的位置。拍摄时底片从右向左匀速运动，若图中照片的总长度为。则（　　） A．表示时间的坐标轴的方向向左 B．弹簧振子的振动周期约为 C．底片移动的速度大小约为 D．图中处在A点的小球正在向下运动 【答案】C 【详解】A．拍摄时底片从右向左匀速运动，则右侧的时间长，表示时间的坐标轴的方向向右，A错误； B．弹簧振子的振动周期约为 B错误； C．图中照片的总长度为，则底片移动的速度大小约为 C正确； D．摄时底片从右向左匀速运动，可知图中处在A点的小球正在向上运动，D错误； 图中照片的总长度为。 故选C。 3．（23-24高三上·江苏扬州·期末）如图所示，三角形支架竖直放置，两个相同的小球用轻质弹簧相连，分别穿过两根光滑的倾斜直杆。两球初始高度相同，弹簧处于原长状态。现将两球同时由静止释放，左侧小球从P点开始下滑，能到达的最低点是Q点，O是PQ中点。则左侧小球（　　） A．到达Q点后保持静止 B．运动到O点时动能最大 C．从P运动至Q的过程中，加速度逐渐减小 D．从P运动至O的时间比从O运动至Q的时间短 【答案】B 【详解】AB．设小球释放后向下运动，弹簧的伸长量为，则沿着杆方向由牛顿第二定律有 类比竖直的弹簧振子的受力可知，两小球均做简谐振动，O点为平衡位置，则运动到O点时动能最大，小球到达Q点时速度为零，而加速度向上最大，故A错误，B正确； C．从P运动至Q的过程中，加速度先逐渐减小到零，再反向逐渐增大，故C错误； D．结合简谐运动的对称性可知，从P运动至O的时间与从O运动至Q的时间相等，故D错误。 故选B。 4．（22-23高三上·江苏连云港·期末）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自离圆盘h高处静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动 B．圆盘做简谐运动的振幅为 C．振动过程中圆盘的最大速度为 D．碰后向下运动过程中，小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大 【答案】D 【详解】A．以小球和圆盘组成的系统为研究对象，系统做简谐运动，平衡位置处合外力应为零，而碰后瞬间，系统合外力不为零，A错误； B．上述分析可知，开始的位置不是最大位移处，开始时 球粘在盘子上一起静止的位置满足 所以从开始碰撞到平衡位置距离为 故振幅应大于，B错误； C．小球自h处静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，由动量守恒 由匀变速直线运动，速度位移关系 联立解得 两者碰撞瞬间由牛顿第二定律 即碰后两者做加速度减小的加速运动，当时，速度最大，之后做减速运动到最低点，故振动过程中，圆盘的速度应大于，C错误； D．设小球和圆盘所具有的总能量为E，则由能量守恒可知 因为系统速度读先增大后减小，故小球的动能先增大后减小，所以小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大。D正确。 故选D。 5．（22-23高二下·江苏泰州·期末）粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中（如图甲）。把木筷往上提起一段距离后放手，忽略水对木筷和铁丝的黏滞阻力，木筷和铁丝就在水中上下简谐振动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，筷子振动图像如图乙所示则（　　）    A．筷子和铁丝作简谐运动的回复力为浮力 B．筷子和铁丝在t2时刻加速度最大 C．t1到t3过程中合力对筷子和铁丝做功为零 D．筷子和铁丝在振动过程中机械能守恒 【答案】C 【详解】A．筷子和铁丝作简谐运动的回复力为浮力和重力的合力，故A错误； B．筷子和铁丝在t2时刻速度最大，回复力为零，加速度最小，故B错误； C．t1和t3,时刻速度均为0，根据动能定理，t1到t3过程中合力对筷子和铁丝做功为零，故C正确； D．筷子和铁丝在振动过程中浮力做功，机械能不守恒，故D错误。 故选C。 6．（2023高二上·江苏泰州·期末）如图所示为某弹簧振子的振动图像，则（    ） A．振子在0.2s内运动的路程均为10cm B．末，振子加速度最大，方向沿x轴正向 C．振子的振动方程为 D．振子在0.4s末的速度为负向最大 【答案】D 【详解】A．因，振子在0.2s内运动的路程不一定为10cm，选项A错误； B．末，振子位移正向最大，则加速度最大，方向沿x轴负向，选项B错误； C．因 则振子的振动方程为 选项C错误； D．振子在0.4s末在平衡位置，且速度为负向最大，选项D正确。 故选D。 7．（22-23高二上·江苏苏州·期中）某同学用粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝后竖直悬浮在装有盐水的杯子中，如图甲所示。现把木筷向上提起一段距离后放手并开始计时，之后木筷做简谐运动。以竖直向上为正方向作出木筷振动的x-t图像，如图乙所示，不计水的阻力。则（　　） A．木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力提供 B．从0.1s～0.2s过程中木筷的动量逐渐变大 C．木筷的位移时间关系式为 D．t=0.45s时，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力 【答案】D 【详解】A．木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力以及重力提供，故A错误； B．根据图像可知，从0.1s～0.2s过程中木筷向最大位移处运动，速度逐渐变小，则动量逐渐变小，故B错误； C．根据图像可知 所以 木筷的位移时间关系式为 故C错误； D．t=0.45s时，根据图像可知，斜率代表速度，从正向最大位移处向平衡位置运动，向负方向加速，加速度向下，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力，故D正确。 故选D。 8．（22-23高二上·江苏淮安·期末）如图所示，小球在竖直平面内以半径为、圆频率为沿逆时针方向做匀速圆周运动，用竖直向下的平行光照射小球，观察到其影子在水平面上做简谐运动。取圆心投影点为原点，水平向右为正方向建立坐标系，从小球某次经最高点的时刻开始计时，关于影子的说法正确的是（　　） A．振幅为 B．振动过程中的最大速度为 C．振动周期为 D．位移表达式为 【答案】B 【详解】A．圆心投影点为平衡点，最大位移为R，则振幅为R，故A错误； B．当影子通过平衡点时的速度最大，此时其速度等于小球运动速度，即最大速度为，故B正确； C．影子的振动周期应和小球做圆周运动的周期相同，即 故C错误； D．影子初始位于平衡位置，位移表达式为 故D错误。 故选B。 9．（22-23高二上·江苏南通·期末）如图所示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为，周期为。在波的传播方向上，后一质点比前一质点滞后开始振动。时，x轴上距e点的某质点第一次到达最高点，则（　　） A．该机械波在弹性介质中的传播速度为 B．图中相邻质点间距离为 C．当a点经过的路程为时，h点经过的路程为 D．当b点在平衡位置向下振动时，c点位于平衡位置的上方 【答案】C 【详解】A．根据题意可知波的周期为0.2s，t=0时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，经过t=0.05s，e点第一到达最高点。t=0.25s时，x轴上距e点2.0m的某质点第一次到达最高点，则知该质点的振动比e点落后一个周期，所以波长为 λ=2m，波速为v=10m/s，A错误； B．由波的周期为0.2s，后一质点比前一质点迟0.05s开始振动，可知相邻质点间的距离等于四分之一波长，可得相邻质点间的距离为 B错误； C．质点a到波源的距离为一个波长，h质点到波源的距离为四分之三的波长，由于振动幅为3cm，所以当a点经过的路程为12cm时，即质点a刚好振动一个周期，由对称性规律可知，质点h振动了四分之五的周期，所以质点h的路程为5A=15cm，C正确； D．b、c两质点均在波源的左侧，波是由c向b传播的，所以当b点在平衡位置向下振动时，c点处于波谷，D错误。 故选C。 10．（22-23高二上·江苏南通·期末）某同学利用木筷研究简谐运动，粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中，把木筷向下压进水中一小段后松手（如图所示），木筷就在水中上下振动，不计水的阻力，取竖直向上为正方向，关于松手后木筷位移、速度、加速度、动量随时间的变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．因为取竖直向上为正方向，松手后木筷位移从零开始增大，故A错误； BD．由题意松手后木筷先向上加速再向上减速，之后向下加速向下减速，由知某时刻动量的方向即为速度的方向，故B正确，D错误； C．同理加速度开始向上，故C错误。 故选B。 考点二 简谐运动的回复力和能量 11．（23-24高三上·江苏无锡·期末）老师自制了一个炮弹发射器，结构如图。弹簧一端与炮管底部连接，另一端连接滑块，在炮管中装入小球后，系统静止在炮管中O处，此时滑块恰好无摩擦。某次演示时，老师用绳子拉动滑块，将弹簧压缩到A点后释放，观察到小球在O点上方的B点与滑块脱离接触，并能沿炮口飞出，考虑炮管与滑块之间有摩擦，但小球摩擦可忽略不计。则（　　）    A．在B点处弹簧一定处于原长 B．在B点时小球的速度恰好达到最大 C．滑块在以后的运动过程中可能到达A点 D．OA间的距离大于 OB间的距离 【答案】D 【详解】A．小球在B点与滑块脱离，则有 此时滑块有 两者此时加速度相同，所以此时弹簧有弹力，不处于原长，故A错误； B．当加速度为零时，速度达到最大，有上述分析可知，在B点时小球的加速度不为零，故B错误； C．由能量守恒可知，小球的机械能和滑块摩擦生成的热量都来源于弹簧的弹性势能，故弹性势能减小，滑块在以后的运动过程中不可能到达A点，故C错误； D．假设无摩擦且小球不离开滑块，整个系统处于简谐振动，O点为平衡位置，则A点关于O点对称点为最远点，但因为有摩擦，而且到达B点时小球和滑块还有速度，所以OA间的距离大于 OB间的距离，故D正确。 故选D。 12．（23-24高二上·江苏盐城·期末）如图所示，粗细均匀的木筷下端绕几圈铁丝，竖直悬浮在装满水的杯子中。把木筷往上提起一段距离后放手，不计空气阻力，木筷在水中上下运动。以放手时为计时起点，木筷静止时的位置为坐标原点，竖直向下为正方向。木筷运动时间t、相对平衡位置位移x、受到合力F、运动速度v、动能．下列图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设木筷的横截面积为S，质量为m，水的密度为ρ，静止时水下长度为x0 根据平衡条件得 ρgSx0=mg 设向下压的距离为x，木筷受到的浮力 F浮=ρgS（x0+x） 木筷受到的合力 F=mg-F浮=-ρgSx 令 ρgS=k 则木筷所受合力 F=-kx 木筷在水中的运动为简谐运动； A．木筷所受合力与位移关系满足 F=-kx 木筷运动过程所受到的合力F应该过二、四象限，故A错误； B．在坐标原点即x=0位置时动能应该最大，在最高点和最低点时动能应该最小，故B错误； CD．因为木筷在水中沿竖直方向做简皆运动，运动的速度和相对平衡位置的位移随时间t的关系图像都应是三角函数的波形，且在t=0时刻位移负向最大，速度最小，故C正确，D错误。 故选C。 13．（22-23高二上·江苏连云港·期末）如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为m，弹簧劲度系数为k，底座质量为0.5m。轻压公仔头部至弹簧弹力为2mg时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（　　）    A．释放公仔头部瞬间的加速度大小为2g B．弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大 C．公仔头部做简谐运动的振幅为 D．公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为零 【答案】C 【详解】A．根据牛顿第二定律 所以释放公仔头部瞬间的加速度大小为 故A错误； B．当公仔加速度为零时，其速度达到最大，此时弹簧弹力等于重力，故B错误； C．根据简谐运动的对称性可知，当公仔头部运动到最高点时的加速度与最低点时的加速度大小相等，方向相反，即最高点加速度为向下的g，此时弹簧处于原长，公仔头部只受重力，所以振幅为 故C正确； D．公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力等于底座的重力的大小，即0.5mg，故D错误。 故选C。 14．（22-23高二上·江苏宿迁·期末）如图所示，一个倾斜的弹簧振子从A点释放，O点为振动的平衡位置，振子在A、B两点之间做简谐运动。不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中振子的机械能守恒 B．在振子运动的过程中，由弹簧弹力充当回复力 C．弹簧振子在B点的弹性势能一定比在A点的弹性势能大 D．从A向B运动的过程中，振子的速度和加速度方向始终相同 【答案】C 【详解】A．整个过程中振子以及弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，选项A错误； B．在振子运动的过程中，由弹簧弹力与重力的分力mgsinθ的合力充当回复力，选项B错误； C．弹簧振子在振动过程中，机械能和弹性势能的总量不变，在AB两点的动能均为零，且在B点时重力势能比A点小，则在B点的弹性势能一定比在A点的弹性势能大，选项C正确； D．从A到O做加速运动，速度和加速度方向相同；从O向B运动的过程中，振子的速度减小，则速度和加速度方向相反，选项D错误。 故选C。 15．（22-23高二上·江苏徐州·期末）将弹簧一端固定在铁架台的支架上，另一端和手机相连。将手机由静止状态竖直下拉一段距离后释放。手机内置的加速度传感器记录下手机上下振动时加速度与时间的关系（取竖直向下为加速度的正方向），如图所示。则（　　） A．a、b对应时刻，手机的速度相同 B．a、c对应时刻，手机振动的回复力相同 C．从c到b对应的时间为半个周期 D．从a到c对应的时间内，弹簧的弹性势能先减小后增大 【答案】C 【详解】A．由题意和图像可知，a时刻手机向下运动，b时刻在向上运动，速度方向相反，故A错误； B．a时刻手机在平衡位置上方，回复力向下，c时刻手机在平衡位置下方，回复力向上，方向相反，故B错误； C．c、b两时刻加速度等大反向，再根据图像的特点可以看出两个时刻的时间间隔为半个周期，故C正确； D．从a到c对应的时间内，手机的加速度从向下的逐渐变为向上的，由受力分析可知弹簧一直处于伸长状态，伸长量在增大，故弹簧弹性势能一直增大，故D错误。 故选C。 16．（22-23高二上·江苏镇江·期末）劲度系数为20N/cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻（　　） A．振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的正方向 B．振子的速度方向指向x轴的正方向 C．振子的速度是最大速度的一半 D．在0～4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为0 【答案】B 【详解】A．由图可知A在t轴上方，位移x＝0.25cm，所以弹力 F＝－kx＝－5N 即弹力大小为5N，方向指向x轴负方向，故A错误； B．由图可知过A点作图线的切线，该切线与x轴的正方向的夹角小于90°，切线斜率为正值，即振子的速度方向指向x轴的正方向，故B正确； C．由能量关系 在图中A点对应的时刻 解得 选项C错误； D．由于t＝0时刻和t＝4s时刻振子都在最大位移处，所以在0～4s内振子的位移为零，又由于振幅为0.5cm，在0～4s内振子完成了两次全振动，所以在这段时间内振子通过的路程为 S=2×4×0.50cm＝4cm 故D错误。 故选B。 17．（23-24高二上·江苏无锡·期末）如图所示，劲度系数为的弹簧上端固定一质量为的小球，小球在竖直方向上做简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，重力加速度为，求： (1)小球振动到最低点时的加速度的大小和方向； (2)小球做简谐运动的振幅。 【答案】(1)，竖直向上 (2) 【详解】（1）根据题意，在最高点由牛顿第二定律有 解得 由简谐运动的对称性可知，小球振动到最低点时的加速度的大小为，方向竖直向上。 （2）小球做简谐运动，由重力和弹簧的弹力提供回复力，在平衡位置则有 解得 则有小球做简谐运动的振幅为 考点三 单摆和利用单摆测量重力加速度 18．（23-24高二上·江苏徐州·期末）如图所示，小明在家尝试用挂锁作为摆锤，测定当地的重力加速度。下列说法中正确的是（　　） A．将摆锤摆动到最高点时作为计时起点 B．摆锤摆动到最低点时其加速度为零 C．摆线可以选长度约为的不可伸长的细线 D．摆锤摆角越大，实验误差越小 【答案】C 【详解】 A．应从摆锤到达平衡位置开始计时，这样误差小一些。A错误； B．摆锤摆动到最低点时，由圆周运动知，最低点需要合外力提供向心力，所以摆锤摆动到最低点时其加速度不为零。B错误； C．摆锤直径与摆线长度相比可以忽略不计，所以摆线可以选长度约为1m的不可伸长的细线。C正确； D．当摆角很小时 单摆的回复力为 则可知，摆角越大，误差越大。D错误； 故选C。 19．（23-24高二上·江苏苏州·期末）如图，单摆在AB之间做简谐运动，A、B为运动最高点，O为平衡位置。下列关于单摆说法正确的是（　　） A．经过O点时，向心力和回复力均不为零 B．经过A点时，向心力和回复力均为零 C．在半个周期内，合外力的冲量一定为零 D．在半个周期内，合外力做的功一定为零 【答案】D 【详解】A．经过O点时，摆球具有一定速度，由 可知向心力不为零。摆球在O点时的位移为零，根据 可知回复力为零。故A错误； B．同理可得，经过A点时，摆球速度为零，则向心力为零，摆球位移不为零，则回复力不为零。故B错误； CD．根据单摆的振动对称性可知，在任意半个周期内，速度大小不变，除最大位移处，速度方向一定改变，由动量定理 可知合外力的冲量可能为零，也可能不为零。摆球的动能不变，根据 可知合外力做的功一定为零。故C错误；D正确。 故选D。 20．（23-24高二上·江苏泰州·期末）如图所示为一单摆做简谐运动时的速度—时间图像，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．此单摆的摆长约为2m B．时单摆所受的合力为零 C．若减小释放单摆时的摆角，单摆的周期将变小 D．将此单摆从北京移至广州，它做简谐运动的周期将变大 【答案】D 【详解】A．由图可知，摆动周期 由单摆周期公式 可解得此单摆的摆长约为1m，故A错误； B．摆球速度最大，在平衡位置处，单摆所受的恢复力为零，但合力等于向心力，不为零，故B错误； C．单摆的周期与摆角无关，故C错误； D．将此单摆从北京移至广州，重力加速度减小，它做简谐运动的周期将变大，故D正确。 故选D。 21．（23-24高二上·江苏连云港·期末）如图甲所示，细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。将摆线拉开一较小幅度由静止释放注射器，同时垂直于摆动方向以速度匀速拖动木板，木板上的墨汁痕迹如图乙所示。若测得长度为，单摆的等效摆长为，则当地的重力加速度为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由图乙可知，该单摆恰好摆动2个周期，故满足 单摆周期公式为 则当地的重力加速度为 故选A。 22．（23-24高二上·江苏南京·期末）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a-t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A．秋千从摆动到停下的过程振幅和频率都减小 B．t1时刻，秋千对手机的支持力等于手机的重力 C．秋千摆动的周期为 D．该地的重力加速度 【答案】D 【详解】A．秋千从摆动到停下受空气阻力，振幅不断变小，但频率不变，故A错误； B．当秋千摆至最低点时，根据牛顿第二定律可得 可知秋千对手机的支持力大于手机所受的重力，故B错误； C．根据图像可得秋千摆动的周期为，故C错误； D．根据单摆的周期公式可得 所以 故D正确。 故选D。 23．（23-24高二上·江苏宿迁·期末）在“用单摆测重力加速度大小”的实验中，小王同学作出周期T2与摆线长L的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．实验所用摆球半径为b B．实验所用摆球直径为a C．当地的重力加速度大小为 D．当地的重力加速度大小为 【答案】D 【详解】设摆球半径为，根据单摆周期公式可得 可得 根据图像可得 ， 解得当地的重力加速度大小为 实验所用摆球半径为 则实验所用摆球直径为 故选D。 24．（23-24高二上·江苏盐城·期末）某同学在“利用单摆测定重力加速度g”的实验中，因摆球质量分布不均，无法确定重心位置，做了两次实验：实验一，悬线长，测得周期：实验二，悬线长，测得周期。若不考虑偶然误差，则该方案（    ） A．不可行，因摆球质量分布不均 B．不可行，因无法确定摆球重心位置 C．可行，g的测量值等于真实值 D．可行，g的测量值小于真实值 【答案】C 【详解】设摆球的重心到线与球结点的距离为r，根据单摆周期的公式 可得 联立解得 可知该方案可行，g的测量值等于真实值。 故选C。 25．（23-24高二上·江苏无锡·期末）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中，以下做法正确的是（　　） A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长度 B．要保证单摆始终在同一竖直面内摆动 C．单摆振动时，应使它的摆角开始时不小于30° D．测量周期：从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动停止计时，求出周期 【答案】B 【详解】A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线长，然后测量小球的直径，单摆的摆长等于摆线的长度与小球的半径之和，故A错误； B．实验要保证单摆自始至终在同一竖直面内摆动，故B正确； C．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能大于5°，故C错误； D．测量周期时，从小球到达平衡位置开始计时，摆球完成50次全振动时，及时截止，然后求出完成一次全振动的时间，故D错误。 故选B。 26．（23-24高二下·江苏常州·期末）某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图1所示，请在横线上完成相应内容。 (1)若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是______。 A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间 C．开始计时，秒表过早按下 D．测摆线长时摆线拉得过紧 (2)若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2—l图像，如图2所示。 ①实验得到的T2—l图像是 （选填：“a”、“b”或“c”）； ②小球的直径是 cm； ③实验测得当地重力加速度大小是 m/s2；（取三位有效数字）。 ④为了减小误差，应从最 （选填：“高”或“低”）点开始计时。 【答案】(1)D (2) c 1.0 9.86 低 【详解】（1）A．根据单摆周期公式有 解得 若单摆的悬点未固定紧，摆动过程中出现松动，使实际摆线增长了，而摆长的测量值偏小，导致重力加速度的测量值偏小，故A错误； B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间，根据 可知，周期测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏小，故B错误； C．开始计时，秒表过早按下，时间测量值偏大，结合上述可知，周期测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏小，故C错误； D．测摆线长时摆线拉得过紧，实际摆长变短了，即摆长的测量值偏大，导致重力加速度的测量值偏大，故D正确。 故选D。 （2）[1]实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，则实际摆长 由于 解得 可知，实验得到的T2—l图像是c； [2][3]结合上述，根据图2有 ， 解得 ， [4]小球通过最低点的速度最大，且最低点位置有铁架台的竖直金属杆作为参考，即最低点位置便于确定，可知，为了减小误差，应从最低点开始计时。 27．（23-24高二下·浙江·期中）某实验小组用单摆测重力加速度。 (1)下列悬挂单摆的装置中最合理的是__________。 A． B． C． D． (2)单摆固定在铁架台上，刻度尺竖直放置，0刻度与单摆悬挂点对齐并靠近单摆，如下图。测得单摆的摆长 cm（结果保留小数点后2位）。 (3)由于悬挂点松动，单摆实际摆长比测量值大，则测量出的重力加速度比实际值 （填“偏大”、“偏小”或“准确”）。 (4)另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度 （结果用含π的表达式）。 【答案】(1)D (2) (3)偏小 (4) 【详解】（1）实验中单摆的摆长不能发生变化，不能使用弹性棉绳，可以使用细丝线，摆球要使用质量大体积小的铁球。 故选D。 （2）刻度尺的最小刻度为1mm，单摆的摆长为 （3）由于悬挂点松动，单摆实际摆长比测量值大，根据单摆周期公式 可知测量出的重力加速度比实际值偏小。 （4）根据单摆周期公式有 整理得 根据图像斜率有 解得 28．（23-24高二下·江苏盐城·期末）一个小球用细线悬挂起来，让它在竖直平面内做小角度自由摆动，其振动图像如图所示。重力加速度，。求：小球的 （1）振动频率f； （2）球心到悬点的距离l。 【答案】（1）；（2）1m 【详解】（1）根据题图可知小球振动的周期 则小球振动频率 （2）根据单摆周期公式 代入数据解得 29．（23-24高三上·江苏无锡·期末）如图，一质量为0.05kg的小球（可视为质点）通过细线悬在O点，将小球拉至A点后由静止释放并在竖直平面内做简谐运动。已知摆长，摆角，。 重力加速度g取10m/s2。求： （1）小球从A点第一次运动到B的时间（π取3.14）； （2）小球在最低点B处绳中拉力大小（结果保留1位有效数字）。 【答案】（1）0.8s；（2）0.5N 【详解】（1）单摆运动周期 A到B （2）小球从A点B，根据动能定理 最低点B，根据牛顿第二定律 解得 考点四 受迫振动和共振 30．（23-24高二上·江苏扬州·期末）如图是某单摆做阻尼振动的部分位移—时间图像，则摆球在、时刻，相同的物理量是（　　） A．机械能 B．加速度 C．动量 D．重力势能 【答案】D 【详解】A．由于有阻力做功，摆球的机械能不断减小，故A项错误； C．由于有阻力做功，摆球在P时刻的动能大于N时刻的动能，由于同一个摆球，所以其在P时刻的速度大于N时刻的速度。即P时刻动量大于N时刻的动量，故C项错误； B．由数学知识可知，对位移与时间关系式求二阶导为加速度，结合题图可知，在两个位置摆球的加速度不同，故B项错误。 D．由于摆球在P时刻和N时刻的位移大小相同在同一高度，有 所以摆球的重力势能相同，故D项正确。 故选D。 31．（23-24高二下·江苏常州·期末）如图所示，张紧的水平绳子上悬挂着A、B、C、D四个摆长不同的摆。若让A摆在垂直于水平绳的竖直平面内先摆动起来，会发现B、C、D也摆动起来，待稳定时各摆 （　　） A．振幅相等 B．周期相等 C．最大摆角相等 D．摆球通过最低点速度相等 【答案】B 【详解】若让A摆先摆动起来，其余摆则是做受迫振动。受迫振动中的周期相同，单摆的周期为，因此B的固有周期和驱动力的周期更接近，振幅更大，摆角更大，经过最低点的速度更大。 故选B。 32．（23-24高二上·江苏泰州·期末）如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，则（　　） A．钢片a的振动频率约为90Hz B．钢片b的受到的驱动力最大 C．钢片c的振幅最小 D．电动机的转速为100r/s 【答案】A 【详解】AB．因b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，可知b钢片与电动机接近共振，即电动机的振动频率接近90Hz，则其它钢片在电动机带动下做受迫振动，则振动频率接近90Hz，且驱动力都是一样大，选项A正确，B错误； C．因钢片d的固有频率最远离驱动力的频率90Hz，则振幅最小，选项C错误； D．电动机的转速为 n=f=90r/s 选项D错误。 故选A。 33．（23-24高二上·江苏淮安·期末）如图所示，铁架横梁上挂着几个摆长不同的摆．其中A、D、G的摆长相同，D摆球质量大于其他摆球．使D摆偏离平衡位置后释放，振动稳定后，下列说法中正确的是（    ） A．C摆振幅最大 B．E摆周期最小 C．A、G两摆振幅相同 D．G摆周期比F摆的大 【答案】C 【详解】AC．A、D、G三个摆的摆长相同，则A、G两摆的固有频率等于D摆的频率，振幅相同且最大，故A错误，C正确； BD．所有摆的振动频率都等于驱动频率，即都等于D摆的振动频率，故BD错误； 故选C。 34．（23-24高二上·江苏南通·期末）飞力士棒是一根弹性杆两端带有负重的运动训练器材，如图所示，某人用手振动该器材进行锻炼。下列说法正确的是（　　） A．手用的力变大，器材振幅一定变大 B．手用的力变大，器材振动一定变快 C．手振动的频率变大，器材振幅一定变大 D．手振动的频率变大，器材振动一定变快 【答案】D 【详解】B．人用手振动飞力士棒，飞力士棒做受迫振动，其频率等于驱动力的频率，受迫振动的振动快慢由振动频率决定，而手用的力变大，驱动力的频率不一定变大，即器材振动不一定变快，故B错误； A．受迫振动的振幅由器材的固有频率、驱动力的频率和手用的力的大小共同决定，可知，手用的力变大，器材振幅不一定变大，故A错误； C．当驱动力的频率与器材的固有频率越靠近，受迫振动的振幅越大，可知，若手振动的频率大于器材的固有频率，当手振动的频率变大时，器材的振幅变小，若手振动的频率小于器材的固有频率，当手振动的频率变大时，器材的振幅变大，即手振动的频率变大，器材振幅不一定变大，故C错误； D．频率是描述振动物体振动快慢的物理量，飞力士棒做受迫振动，其频率等于驱动力的频率，可知，手振动的频率变大，器材振动一定变快，故D正确。 故选D。 35．（23-24高二上·江苏南京·期末）如图为古代青铜“鱼洗”复制品，在其中加入适量清水后，用手有节奏地摩擦“鱼洗”的双耳，会发出嗡嗡声，并能使盆内水花四溅。下列说法中不正确的是（　　） A．“鱼洗”发出的声音在空气中传播时，介质振动方向与声音传播方向始终共线 B．手掌摩擦越快发出的声音越大，水花溅得越高 C．盆内水花及盆体的振动是受迫振动，振动频率与手掌摩擦频率总相等 D．当双手以某一种特定频率摩擦时，盆耳发出的嗡嗡声特别响，水花溅得特别高，这是共振现象 【答案】B 【详解】A．声波是纵波，介质振动方向与声音传播方向共线，故A正确，不符合题意； BD．只有双手摩擦的频率越接近盆体和水花固有振动频率时，盆耳发出的嗡嗡声才会特别响，水花才会溅得特别高，这是共振现象的体现，故B错误，符合题意，D正确，不符合题意； C．盆内水花和盆体均做受迫振动，频率与驱动力的频率相等，故C正确，不符合题意。 故选B。 36．（23-24高二上·江苏南通·期末）如图所示，将一根牙签搁在玻璃杯甲的杯口处，另一只同样的玻璃杯乙靠近甲但不接触。用手指蘸水在乙的杯口旋转摩擦，甲杯上的牙签掉入杯中。下列说法中正确的是（　　） A．波的衍射是该现象发生的主要原因 B．玻璃杯甲共振是该现象发生的主要原因 C．若换用两只不同的玻璃杯，也能发生这样的现象 D．若在乙杯中注入一定量的水，也能发生这样的现象 【答案】B 【详解】AB．将一根牙签搁在玻璃杯甲的杯口处，另一只同样的玻璃杯乙靠近甲但不接触。用手指蘸水在乙的杯口旋转摩擦，甲杯上的牙签掉入杯中，是因为两只杯子的固有频率相同产生了共振，故B正确，A错误； CD．换用两只不同的玻璃杯或在乙杯中注入一定量的水，两只杯子的固有频率不同，则不会发生共振现象，不能发生题干中的现象，故CD错误。 故选B。 37．（23-24高二上·江苏盐城·期末）我国北宋科学家沈括在他的巨著《梦溪笔谈》中写道：“余友人家有一琵琶，置之虚室，以管色（注：管类乐器）奏双调，琵琶弦辄有声应之，奏他调则不应，宝之以为异物，殊不知此乃常理。”其中“有声应之”现象为（　　） A．干涉现象 B．衍射现象 C．多普勒效应 D．共振现象 【答案】D 【详解】当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体将会发生共振现象。其中“有声应之”现象为共振现象。 故选D。 38．（23-24高二上·江苏南通·期末）在《梦溪笔谈》中有一段记录：“鼓其应弦，纸人跃，它弦即不动”，意思是拨动其中特定的一根弦，纸人跳动，但拨动其他弦却感觉不到动，此现象为（　　） A．全反射现象 B．干涉现象 C．共振现象 D．多普勒效应 【答案】C 【详解】当驱动力的频率等于物体的固有频率时，物体将会发生共振现象。文中提到的主要是指共振现象。 故选C。 39．（23-24高二上·江苏苏州·阶段练习）关于下列四幅图的说法中，正确的是（　　） A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动现象 B．图乙表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 C．图丙中，频率越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显 D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动加强点的位移始终最大 【答案】A 【详解】A．手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，水在周期性外力作用下振动，这属于受迫振动，故A正确； B．由多普勒效应可知声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率减小，故B错误； C．频率越大则波长越小，衍射现象越不明显，水波绕到挡板后面继续传播的现象越不明显，故C错误； D．干涉区域内两列波引起的振动加强点的位移在零至最大位移之间变化，故D错误。 故选A。 40．（23-24高二上·江苏泰州·期末）关于下列四幅图片所对应的物理规律，下列说法正确的是（　　） A．图1：弹簧振子的周期与振幅有关 B．图2：若把单摆从北京移到赤道上，则单摆的振动频率会增加 C．图3：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，消音原理主要是波的干涉 D．图4：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的多 【答案】C 【详解】A．图1：弹簧振子的周期，与振子的质量和弹簧的劲度系数有关，与振幅无关，选项A错误； B．图2：若把单摆从北京移到赤道上，重力加速度减小，根据 可知单摆的周期变大，则单摆的振动频率会减小，选项B错误； C．图3：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，因两个路径的路程差等于半波长的奇数倍，使得振动减弱，即消音原理主要是波的干涉，选项C正确； D．图4：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的少，选项D错误。 故选C。 1．（23-24高二上·江苏南京·期末）利用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。已知摆线长度为，小球直径为，实验中测出摆球完成50次全振动的时间为，则下列说法中正确的是（　　） A．实验中，为便于观测，释放小球时应使摆线与竖直方向夹角大些 B．应从摆球处于最高点开始计时 C．实验测出当地重力加速度为 D．误把51次全振动记为50次全振动会导致的测量值偏小 【答案】D 【详解】A．当摆角不超过5°时单摆的振动才可看做简谐振动，则实验时释放小球时不应使摆线与竖直方向夹角太大，选项A错误； B．应从摆球处于最低点开始计时，选项B错误； C．单摆振动的周期 根据 可知实验测出当地重力加速度为 选项C错误； D．误把51次全振动记为50次全振动，则周期测量值偏大，根据 可知会导致的测量值偏小，选项D正确。 故选D。 2．（23-24高二上·江苏苏州·期末）如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”，由头部、轻质弹簧及底部组成，头部质量为m，底部质量为，弹簧劲度系数为k。将“弹簧小人”置于水平桌面上，轻压头部后由静止释放，头部会不停地上下振动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内。下列判断正确的是（　　） A．若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中底部能离开桌面 B．若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中“弹簧小人”对桌面的最大压力为 C．若振动过程中底部恰好能离开桌面，头部在最高点时的加速度为 D．若振动过程中底部恰好能离开桌面，则释放头部时弹簧压缩量为 【答案】C 【详解】A．设头部在初始位置时弹簧的压缩量为x0，对头部列平衡方程 施加力F后弹簧再压缩x，头部的平衡方程为 若刚释放时头部的加速度大小为g，根据牛顿第二定律得 则 解得 撤去力F的瞬间，头部所受的回复力 当头部向上运动到初始位置上方距离也是x时，由对称性知，而，可见头部所受弹簧弹力恰好是零，以底部为研究对象，受力分析知地面对底部的支持力为 因此小人在振动过程中底部不能离开桌面，故A错误； B．初始状态时，对桌面的压力最大，此时对“弹簧小人”受力分析 解得 根据牛顿第三定律，桌面对“弹簧小人”的支持力等于“弹簧小人”对桌面的压力，故B错误； C．若小人在振动过程中底部恰好能离开桌面，即当头部在最高点时，底部受到桌面的弹力为0，受力分析得弹簧此时的弹力等于底部的重力 此时对头部受力分析，根据牛顿第二定律有 故头部在最高点的加速度为，故C正确； D．若小人在振动过程中底部恰好不能离开桌面，开始施加力后弹簧再压缩，头部的平衡方程为 分析得 则轻压头部释放时弹簧的压缩量为 故D错误。 故选C。 3．（23-24高二上·江苏扬州·期末）如图所示，在O点用长为L的细绳系着一小球，O点正下方A点处有一固定的光滑钉子，。小球在B点由静止释放，运动至右侧最高点C点的时间为t，AC与竖直方向夹角足够小，重力加速度为g，不计空气阻力，则t可能等于（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】小球摆动过程的摆长为L时，其周期为 小球摆长为时，其周期为 小球在B点由静止释放，摆动的周期为 小球在B点由静止释放，第一次运动至右侧最高点C点的时间为 小球在B点由静止释放，运动至右侧最高点C点的时间为 当时 当时 当时 故ABD错误，C正确。 故选C。 4．（23-24高三上·江苏苏州·期末）小明用单摆测量重力加速度。 （1）用最小刻度为1mm的刻度尺测细线长度，测量情况如图甲所示。O为悬挂点，从图中可知单摆的细线长度为 cm。    （2）用50分度的游标卡尺测量摆球直径d。当测量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图乙所示，则摆球的直径d为 mm。    （3）将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，小球通过最低点时按下秒表开始计时，摆球50次全振动用时90.5s，则该单摆的周期 s。（结果保留3位有效数字） （4）多次改变摆长L并测出对应的摆动周期T。以为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，如图丙所示，测得的重力加速度大小为 。（取，结果保留3位有效数字）    （5）小明继续实验，利用“杆线摆”探究单摆周期与等效重力加速度定量关系，实验装置如图丁所示，其中轻杆与立柱垂直。在保持摆长一定的情况下，改变铁架台的倾斜程度，除去铅垂线，让摆绕着铁架台立柱所在轴线小偏角摆动，测量不同倾角下的单摆周期T，为寻找物理量之间的线性关系，应该绘制下列哪一种图像 。    A．    B．   C．    D． 【答案】 79.62/79.63/79.64/79.65/79.66/79.67/79.68 20.36 1.81 9.65（） D 【详解】（1）[1]单摆的细线长度为L=80.65cm-1.00cm=79.65cm （2）[2]摆球的直径d为20mm+0.02mm×18=20.36mm。 （3）[3]该单摆的周期 （4）[4]根据 解得 由图像可得 解得 g=9.67m/s2 （5）[5]将小球的重力沿着轻杆方向分解可知等效重力加速度 根据 则保持摆长一定的情况下，为寻找物理量之间的线性关系，应该绘制图像，故选D。 5．（23-24高二上·江苏盐城·期末）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中 （1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为 cm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的示数为 s； （2）如果某同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为（不计摆球半径），测得周期为；第二次量得悬线长为，测得周期为。根据上述数据，可求得g值为 A．   B．   C．   D． （3）该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了的关系图像，如图所示，根据图中数据，重力加速度为 （取，结果保留三位有效数字） （4）如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是 A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．开始计时时，秒表按下稍晚 C．实验中将51次全振动误记为50次 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 【答案】 1.070 96.8 B 9.86 AB/BA 【详解】（1）[1]用游标卡尺测得单摆小球的直径为 1cm+0.05mm×14=1.070cm [2]秒表的示数为 90s+6.8s=96.8s （2）[3]设摆球的重心距离摆线最低点的距离为r，则根据单摆周期公式可知 联立解得 故选B。 （3）[4]根据 可得 由图像可知 解得 g=9.86m/s2 （4）[5]根据 可得 A．测摆线长时摆线拉得过紧，则l测量值偏大，则g值测量值偏大，选项A正确； B．开始计时时，秒表按下稍晚，则周期测量值偏小，则g值测量值偏大，选项B正确； C．实验中将51次全振动误记为50次，则周期测量值偏大，则g值测量值偏小，选项C错误； D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，而计算时仍按原来值计算，则g测量值偏小，选项D错误。 故选AB。 6．（23-24高二上·江苏盐城·期末）如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一挡板，质量为m的木块甲紧靠挡板放置，轻质弹簧一端与木块甲相连，另一端与质量为m的木块乙相连，弹簧劲度系数为k。开始时两木块均静止，用沿斜面向下的力缓慢推物体乙，到某一位置后撤去该力，将该时刻记为。此后木块乙在斜面上做简谐运动，时刻第一次运动到最高点，此时木块甲恰要离开挡板。已知重力加速度为g．求： （1）木块乙做简谐运动的周期T； （2）时刻木块甲对挡板压力F的大小； （3）木块乙与最高点距离为的时刻t。 【答案】（1）；（2）；（3）或，其中 【详解】（1）木块乙从最低点第一次运动到最高点的时间为半个周期，因此可知乙做简谐运动的周期为 （2）设木块乙原来静止时，弹簧的压缩量为，对乙根据平衡条件有 运动到最高点时，弹簧的伸长量为，对甲根据平衡条件有 简谐运动振幅 时刻，挡板对甲的支持力 解得 根据牛顿第三定律，甲对挡板的压力大小 （3）以平衡位置为坐标原点，以沿斜面向下为轴的正方向，则简谐振动的方程为 当第一次时，；当第二次时，，考虑到简谐振动的周期性，则有 或，其中 7．（23-24高三上·江苏·期末）如图所示，点为单摆的固定悬点，测得摆球的质量为，摆长为。现将摆球拉到A点，小于，释放摆球，摆球将在竖直平面内的之间来回摆动，到达最低点时摆线所受的拉力大小为，不计一切阻力。重力加速度大小为，以处为零势面。求摆球 （1）第一次从A运动到的时间； （2）具有的重力势能的最大值。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）根据单摆的振动周期公式 摆球第一次从A运动到B的时间为 解得 （2）在B点对摆球由牛顿第二定律得 由机械能守恒定律得 解得 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 机械振动 考点一 简谐运动及描述 1．（23-24高二上·江苏南京·期末）如图甲所示，水平弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动。取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．t=0.2s，振子的速度方向向右 B．t=0.6s时，振子在O点右侧6cm处 C．t=0.4s和t=1.2s时，振子的加速度相同 D．t=0.4s到t=0.8s的时间内，振子的速度逐渐减小 2．（23-24高二上·江苏徐州·期末）如图所示为某实验小组利用频闪照相的方法得到的竖直方向上振动的弹簧振子的频闪照片，频闪仪每隔0.05秒闪光一次，闪光瞬间小球被照亮，从而得到闪光时小球的位置。拍摄时底片从右向左匀速运动，若图中照片的总长度为。则（　　） A．表示时间的坐标轴的方向向左 B．弹簧振子的振动周期约为 C．底片移动的速度大小约为 D．图中处在A点的小球正在向下运动 3．（23-24高三上·江苏扬州·期末）如图所示，三角形支架竖直放置，两个相同的小球用轻质弹簧相连，分别穿过两根光滑的倾斜直杆。两球初始高度相同，弹簧处于原长状态。现将两球同时由静止释放，左侧小球从P点开始下滑，能到达的最低点是Q点，O是PQ中点。则左侧小球（　　） A．到达Q点后保持静止 B．运动到O点时动能最大 C．从P运动至Q的过程中，加速度逐渐减小 D．从P运动至O的时间比从O运动至Q的时间短 4．（22-23高三上·江苏连云港·期末）如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自离圆盘h高处静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动 B．圆盘做简谐运动的振幅为 C．振动过程中圆盘的最大速度为 D．碰后向下运动过程中，小球和圆盘的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增大 5．（22-23高二下·江苏泰州·期末）粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中（如图甲）。把木筷往上提起一段距离后放手，忽略水对木筷和铁丝的黏滞阻力，木筷和铁丝就在水中上下简谐振动。以竖直向上为正方向，从某时刻开始计时，筷子振动图像如图乙所示则（　　）    A．筷子和铁丝作简谐运动的回复力为浮力 B．筷子和铁丝在t2时刻加速度最大 C．t1到t3过程中合力对筷子和铁丝做功为零 D．筷子和铁丝在振动过程中机械能守恒 6．（2023高二上·江苏泰州·期末）如图所示为某弹簧振子的振动图像，则（    ） A．振子在0.2s内运动的路程均为10cm B．末，振子加速度最大，方向沿x轴正向 C．振子的振动方程为 D．振子在0.4s末的速度为负向最大 7．（22-23高二上·江苏苏州·期中）某同学用粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝后竖直悬浮在装有盐水的杯子中，如图甲所示。现把木筷向上提起一段距离后放手并开始计时，之后木筷做简谐运动。以竖直向上为正方向作出木筷振动的x-t图像，如图乙所示，不计水的阻力。则（　　） A．木筷振动的回复力由水对木筷和铁丝的浮力提供 B．从0.1s～0.2s过程中木筷的动量逐渐变大 C．木筷的位移时间关系式为 D．t=0.45s时，木筷和铁丝的重力大于其所受的浮力 8．（22-23高二上·江苏淮安·期末）如图所示，小球在竖直平面内以半径为、圆频率为沿逆时针方向做匀速圆周运动，用竖直向下的平行光照射小球，观察到其影子在水平面上做简谐运动。取圆心投影点为原点，水平向右为正方向建立坐标系，从小球某次经最高点的时刻开始计时，关于影子的说法正确的是（　　） A．振幅为 B．振动过程中的最大速度为 C．振动周期为 D．位移表达式为 9．（22-23高二上·江苏南通·期末）如图所示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，时刻e点从平衡位置开始向上做简谐运动，振幅为，周期为。在波的传播方向上，后一质点比前一质点滞后开始振动。时，x轴上距e点的某质点第一次到达最高点，则（　　） A．该机械波在弹性介质中的传播速度为 B．图中相邻质点间距离为 C．当a点经过的路程为时，h点经过的路程为 D．当b点在平衡位置向下振动时，c点位于平衡位置的上方 10．（22-23高二上·江苏南通·期末）某同学利用木筷研究简谐运动，粗细均匀的一根木筷，下端绕几圈铁丝，竖直浮在较大的装有水的杯中，把木筷向下压进水中一小段后松手（如图所示），木筷就在水中上下振动，不计水的阻力，取竖直向上为正方向，关于松手后木筷位移、速度、加速度、动量随时间的变化图像正确的是（　　） A． B． C． D． 考点二 简谐运动的回复力和能量 11．（23-24高三上·江苏无锡·期末）老师自制了一个炮弹发射器，结构如图。弹簧一端与炮管底部连接，另一端连接滑块，在炮管中装入小球后，系统静止在炮管中O处，此时滑块恰好无摩擦。某次演示时，老师用绳子拉动滑块，将弹簧压缩到A点后释放，观察到小球在O点上方的B点与滑块脱离接触，并能沿炮口飞出，考虑炮管与滑块之间有摩擦，但小球摩擦可忽略不计。则（　　）    A．在B点处弹簧一定处于原长 B．在B点时小球的速度恰好达到最大 C．滑块在以后的运动过程中可能到达A点 D．OA间的距离大于 OB间的距离 12．（23-24高二上·江苏盐城·期末）如图所示，粗细均匀的木筷下端绕几圈铁丝，竖直悬浮在装满水的杯子中。把木筷往上提起一段距离后放手，不计空气阻力，木筷在水中上下运动。以放手时为计时起点，木筷静止时的位置为坐标原点，竖直向下为正方向。木筷运动时间t、相对平衡位置位移x、受到合力F、运动速度v、动能．下列图像可能正确的是（    ） A． B． C． D． 13．（22-23高二上·江苏连云港·期末）如图所示为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻弹簧及底座组成，已知公仔头部质量为m，弹簧劲度系数为k，底座质量为0.5m。轻压公仔头部至弹簧弹力为2mg时，由静止释放公仔头部，此后公仔头部在竖直方向上做简谐运动。重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内。下列说法中正确的是（　　）    A．释放公仔头部瞬间的加速度大小为2g B．弹簧恢复原长时，公仔头部的速度最大 C．公仔头部做简谐运动的振幅为 D．公仔头部运动至最高点时底座对桌面的压力为零 14．（22-23高二上·江苏宿迁·期末）如图所示，一个倾斜的弹簧振子从A点释放，O点为振动的平衡位置，振子在A、B两点之间做简谐运动。不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A．整个过程中振子的机械能守恒 B．在振子运动的过程中，由弹簧弹力充当回复力 C．弹簧振子在B点的弹性势能一定比在A点的弹性势能大 D．从A向B运动的过程中，振子的速度和加速度方向始终相同 15．（22-23高二上·江苏徐州·期末）将弹簧一端固定在铁架台的支架上，另一端和手机相连。将手机由静止状态竖直下拉一段距离后释放。手机内置的加速度传感器记录下手机上下振动时加速度与时间的关系（取竖直向下为加速度的正方向），如图所示。则（　　） A．a、b对应时刻，手机的速度相同 B．a、c对应时刻，手机振动的回复力相同 C．从c到b对应的时间为半个周期 D．从a到c对应的时间内，弹簧的弹性势能先减小后增大 16．（22-23高二上·江苏镇江·期末）劲度系数为20N/cm的弹簧振子，它的振动图象如图所示，在图中A点对应的时刻（　　） A．振子所受的弹力大小为0.5N，方向指向x轴的正方向 B．振子的速度方向指向x轴的正方向 C．振子的速度是最大速度的一半 D．在0～4s内振子通过的路程为0.35cm，位移为0 17．（23-24高二上·江苏无锡·期末）如图所示，劲度系数为的弹簧上端固定一质量为的小球，小球在竖直方向上做简谐运动，当小球振动到最高点时弹簧正好为原长，重力加速度为，求： (1)小球振动到最低点时的加速度的大小和方向； (2)小球做简谐运动的振幅。 考点三 单摆和利用单摆测量重力加速度 18．（23-24高二上·江苏徐州·期末）如图所示，小明在家尝试用挂锁作为摆锤，测定当地的重力加速度。下列说法中正确的是（　　） A．将摆锤摆动到最高点时作为计时起点 B．摆锤摆动到最低点时其加速度为零 C．摆线可以选长度约为的不可伸长的细线 D．摆锤摆角越大，实验误差越小 19．（23-24高二上·江苏苏州·期末）如图，单摆在AB之间做简谐运动，A、B为运动最高点，O为平衡位置。下列关于单摆说法正确的是（　　） A．经过O点时，向心力和回复力均不为零 B．经过A点时，向心力和回复力均为零 C．在半个周期内，合外力的冲量一定为零 D．在半个周期内，合外力做的功一定为零 20．（23-24高二上·江苏泰州·期末）如图所示为一单摆做简谐运动时的速度—时间图像，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　） A．此单摆的摆长约为2m B．时单摆所受的合力为零 C．若减小释放单摆时的摆角，单摆的周期将变小 D．将此单摆从北京移至广州，它做简谐运动的周期将变大 21．（23-24高二上·江苏连云港·期末）如图甲所示，细线下端悬挂一个除去了柱塞的注射器，注射器内装上墨汁。将摆线拉开一较小幅度由静止释放注射器，同时垂直于摆动方向以速度匀速拖动木板，木板上的墨汁痕迹如图乙所示。若测得长度为，单摆的等效摆长为，则当地的重力加速度为（　　） A． B． C． D． 22．（23-24高二上·江苏南京·期末）将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行（图甲），让秋千以小摆角（小于5°）自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a-t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是（　　） A．秋千从摆动到停下的过程振幅和频率都减小 B．t1时刻，秋千对手机的支持力等于手机的重力 C．秋千摆动的周期为 D．该地的重力加速度 23．（23-24高二上·江苏宿迁·期末）在“用单摆测重力加速度大小”的实验中，小王同学作出周期T2与摆线长L的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．实验所用摆球半径为b B．实验所用摆球直径为a C．当地的重力加速度大小为 D．当地的重力加速度大小为 24．（23-24高二上·江苏盐城·期末）某同学在“利用单摆测定重力加速度g”的实验中，因摆球质量分布不均，无法确定重心位置，做了两次实验：实验一，悬线长，测得周期：实验二，悬线长，测得周期。若不考虑偶然误差，则该方案（    ） A．不可行，因摆球质量分布不均 B．不可行，因无法确定摆球重心位置 C．可行，g的测量值等于真实值 D．可行，g的测量值小于真实值 25．（23-24高二上·江苏无锡·期末）在“用单摆测量重力加速度的大小”的实验中，以下做法正确的是（　　） A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细线的长度 B．要保证单摆始终在同一竖直面内摆动 C．单摆振动时，应使它的摆角开始时不小于30° D．测量周期：从小球到达最大振幅位置开始计时，摆球完成50次全振动停止计时，求出周期 26．（23-24高二下·江苏常州·期末）某学习小组“利用单摆测定重力加速度”的实验装置如图1所示，请在横线上完成相应内容。 (1)若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是______。 A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了 B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间 C．开始计时，秒表过早按下 D．测摆线长时摆线拉得过紧 (2)若实验过程中没有游标卡尺，无法测小球的直径d，实验中将悬点到小球最低点的距离作为摆长l，测得多组周期T和l的数据，作出T2—l图像，如图2所示。 ①实验得到的T2—l图像是 （选填：“a”、“b”或“c”）； ②小球的直径是 cm； ③实验测得当地重力加速度大小是 m/s2；（取三位有效数字）。 ④为了减小误差，应从最 （选填：“高”或“低”）点开始计时。 27．（23-24高二下·浙江·期中）某实验小组用单摆测重力加速度。 (1)下列悬挂单摆的装置中最合理的是__________。 A． B． C． D． (2)单摆固定在铁架台上，刻度尺竖直放置，0刻度与单摆悬挂点对齐并靠近单摆，如下图。测得单摆的摆长 cm（结果保留小数点后2位）。 (3)由于悬挂点松动，单摆实际摆长比测量值大，则测量出的重力加速度比实际值 （填“偏大”、“偏小”或“准确”）。 (4)另一组同学测出了摆线长度L和摆动周期T，如图a所示。通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图b所示。由图像可知，当地重力加速度 （结果用含π的表达式）。 28．（23-24高二下·江苏盐城·期末）一个小球用细线悬挂起来，让它在竖直平面内做小角度自由摆动，其振动图像如图所示。重力加速度，。求：小球的 （1）振动频率f； （2）球心到悬点的距离l。 29．（23-24高三上·江苏无锡·期末）如图，一质量为0.05kg的小球（可视为质点）通过细线悬在O点，将小球拉至A点后由静止释放并在竖直平面内做简谐运动。已知摆长，摆角，。 重力加速度g取10m/s2。求： （1）小球从A点第一次运动到B的时间（π取3.14）； （2）小球在最低点B处绳中拉力大小（结果保留1位有效数字）。 考点四 受迫振动和共振 30．（23-24高二上·江苏扬州·期末）如图是某单摆做阻尼振动的部分位移—时间图像，则摆球在、时刻，相同的物理量是（　　） A．机械能 B．加速度 C．动量 D．重力势能 31．（23-24高二下·江苏常州·期末）如图所示，张紧的水平绳子上悬挂着A、B、C、D四个摆长不同的摆。若让A摆在垂直于水平绳的竖直平面内先摆动起来，会发现B、C、D也摆动起来，待稳定时各摆 （　　） A．振幅相等 B．周期相等 C．最大摆角相等 D．摆球通过最低点速度相等 32．（23-24高二上·江苏泰州·期末）如图所示是用来测量各种发动机转速的转速计原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为100Hz、90Hz、80Hz、70Hz的四个钢片a、b、c、d，将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，则（　　） A．钢片a的振动频率约为90Hz B．钢片b的受到的驱动力最大 C．钢片c的振幅最小 D．电动机的转速为100r/s 33．（23-24高二上·江苏淮安·期末）如图所示，铁架横梁上挂着几个摆长不同的摆．其中A、D、G的摆长相同，D摆球质量大于其他摆球．使D摆偏离平衡位置后释放，振动稳定后，下列说法中正确的是（    ） A．C摆振幅最大 B．E摆周期最小 C．A、G两摆振幅相同 D．G摆周期比F摆的大 34．（23-24高二上·江苏南通·期末）飞力士棒是一根弹性杆两端带有负重的运动训练器材，如图所示，某人用手振动该器材进行锻炼。下列说法正确的是（　　） A．手用的力变大，器材振幅一定变大 B．手用的力变大，器材振动一定变快 C．手振动的频率变大，器材振幅一定变大 D．手振动的频率变大，器材振动一定变快 35．（23-24高二上·江苏南京·期末）如图为古代青铜“鱼洗”复制品，在其中加入适量清水后，用手有节奏地摩擦“鱼洗”的双耳，会发出嗡嗡声，并能使盆内水花四溅。下列说法中不正确的是（　　） A．“鱼洗”发出的声音在空气中传播时，介质振动方向与声音传播方向始终共线 B．手掌摩擦越快发出的声音越大，水花溅得越高 C．盆内水花及盆体的振动是受迫振动，振动频率与手掌摩擦频率总相等 D．当双手以某一种特定频率摩擦时，盆耳发出的嗡嗡声特别响，水花溅得特别高，这是共振现象 36．（23-24高二上·江苏南通·期末）如图所示，将一根牙签搁在玻璃杯甲的杯口处，另一只同样的玻璃杯乙靠近甲但不接触。用手指蘸水在乙的杯口旋转摩擦，甲杯上的牙签掉入杯中。下列说法中正确的是（　　） A．波的衍射是该现象发生的主要原因 B．玻璃杯甲共振是该现象发生的主要原因 C．若换用两只不同的玻璃杯，也能发生这样的现象 D．若在乙杯中注入一定量的水，也能发生这样的现象 37．（23-24高二上·江苏盐城·期末）我国北宋科学家沈括在他的巨著《梦溪笔谈》中写道：“余友人家有一琵琶，置之虚室，以管色（注：管类乐器）奏双调，琵琶弦辄有声应之，奏他调则不应，宝之以为异物，殊不知此乃常理。”其中“有声应之”现象为（　　） A．干涉现象 B．衍射现象 C．多普勒效应 D．共振现象 38．（23-24高二上·江苏南通·期末）在《梦溪笔谈》中有一段记录：“鼓其应弦，纸人跃，它弦即不动”，意思是拨动其中特定的一根弦，纸人跳动，但拨动其他弦却感觉不到动，此现象为（　　） A．全反射现象 B．干涉现象 C．共振现象 D．多普勒效应 39．（23-24高二上·江苏苏州·阶段练习）关于下列四幅图的说法中，正确的是（　　） A．甲图中，手摩擦盆耳嗡嗡作响，水花飞溅，这属于受迫振动现象 B．图乙表示声源远离观察者时，观察者接收到的声音频率增大 C．图丙中，频率越大的水波绕到挡板后面继续传播的现象越明显 D．图丁中，干涉区域内两列波引起的振动加强点的位移始终最大 40．（23-24高二上·江苏泰州·期末）关于下列四幅图片所对应的物理规律，下列说法正确的是（　　） A．图1：弹簧振子的周期与振幅有关 B．图2：若把单摆从北京移到赤道上，则单摆的振动频率会增加 C．图3：如图甲为汽车消音器，图乙为其结构简化图，声音从入口进入，经a、b传播后从出口排出，消音原理主要是波的干涉 D．图4：观察者不动，波源S向右运动，相等的时间内，左边观察者接收到波的个数比右边的多 1．（23-24高二上·江苏南京·期末）利用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。已知摆线长度为，小球直径为，实验中测出摆球完成50次全振动的时间为，则下列说法中正确的是（　　） A．实验中，为便于观测，释放小球时应使摆线与竖直方向夹角大些 B．应从摆球处于最高点开始计时 C．实验测出当地重力加速度为 D．误把51次全振动记为50次全振动会导致的测量值偏小 2．（23-24高二上·江苏苏州·期末）如图所示为一款近期火爆的玩具“弹簧小人”，由头部、轻质弹簧及底部组成，头部质量为m，底部质量为，弹簧劲度系数为k。将“弹簧小人”置于水平桌面上，轻压头部后由静止释放，头部会不停地上下振动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内。下列判断正确的是（　　） A．若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中底部能离开桌面 B．若头部刚释放时的加速度大小为，则振动过程中“弹簧小人”对桌面的最大压力为 C．若振动过程中底部恰好能离开桌面，头部在最高点时的加速度为 D．若振动过程中底部恰好能离开桌面，则释放头部时弹簧压缩量为 3．（23-24高二上·江苏扬州·期末）如图所示，在O点用长为L的细绳系着一小球，O点正下方A点处有一固定的光滑钉子，。小球在B点由静止释放，运动至右侧最高点C点的时间为t，AC与竖直方向夹角足够小，重力加速度为g，不计空气阻力，则t可能等于（　　） A． B． C． D． 4．（23-24高三上·江苏苏州·期末）小明用单摆测量重力加速度。 （1）用最小刻度为1mm的刻度尺测细线长度，测量情况如图甲所示。O为悬挂点，从图中可知单摆的细线长度为 cm。    （2）用50分度的游标卡尺测量摆球直径d。当测量爪并拢时，游标尺和主尺的零刻度线对齐。放置摆球后游标卡尺示数如图乙所示，则摆球的直径d为 mm。    （3）将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，小球通过最低点时按下秒表开始计时，摆球50次全振动用时90.5s，则该单摆的周期 s。（结果保留3位有效数字） （4）多次改变摆长L并测出对应的摆动周期T。以为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，如图丙所示，测得的重力加速度大小为 。（取，结果保留3位有效数字）    （5）小明继续实验，利用“杆线摆”探究单摆周期与等效重力加速度定量关系，实验装置如图丁所示，其中轻杆与立柱垂直。在保持摆长一定的情况下，改变铁架台的倾斜程度，除去铅垂线，让摆绕着铁架台立柱所在轴线小偏角摆动，测量不同倾角下的单摆周期T，为寻找物理量之间的线性关系，应该绘制下列哪一种图像 。    A．    B．   C．    D． 5．（23-24高二上·江苏盐城·期末）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中 （1）该同学用游标卡尺测得单摆小球的直径为 cm；同学用秒表记录的时间如图所示，则秒表的示数为 s； （2）如果某同学在实验时，用的摆球质量分布不均匀，无法确定其重心位置。他第一次量得悬线长为（不计摆球半径），测得周期为；第二次量得悬线长为，测得周期为。根据上述数据，可求得g值为 A．   B．   C．   D． （3）该同学又想出另一个办法测重力加速度，他测出多组摆线长L与周期T的数据，根据实验数据，作出了的关系图像，如图所示，根据图中数据，重力加速度为 （取，结果保留三位有效数字） （4）如果该同学测得的g值偏大，可能的原因是 A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．开始计时时，秒表按下稍晚 C．实验中将51次全振动误记为50次 D．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 6．（23-24高二上·江苏盐城·期末）如图所示，倾角为的足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一挡板，质量为m的木块甲紧靠挡板放置，轻质弹簧一端与木块甲相连，另一端与质量为m的木块乙相连，弹簧劲度系数为k。开始时两木块均静止，用沿斜面向下的力缓慢推物体乙，到某一位置后撤去该力，将该时刻记为。此后木块乙在斜面上做简谐运动，时刻第一次运动到最高点，此时木块甲恰要离开挡板。已知重力加速度为g．求： （1）木块乙做简谐运动的周期T； （2）时刻木块甲对挡板压力F的大小； （3）木块乙与最高点距离为的时刻t。 7．（23-24高三上·江苏·期末）如图所示，点为单摆的固定悬点，测得摆球的质量为，摆长为。现将摆球拉到A点，小于，释放摆球，摆球将在竖直平面内的之间来回摆动，到达最低点时摆线所受的拉力大小为，不计一切阻力。重力加速度大小为，以处为零势面。求摆球 （1）第一次从A运动到的时间； （2）具有的重力势能的最大值。 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$