课时检测训练30 机械振动-【勤径学升】2026年高考物理一轮总复习课时检测训练（人教版2019）

课时检测训练30 机械振动 一对应答案P595 三基础对点练 5.(2024·北章卷)图甲为用手机和轻弹簧制作的 对点练1简谐运动的规律 一个振动装置。手机加速度传感器记录了手机 1.做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时， 在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到 可能不同的物理量是 手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线 A.位移 B,速度 为正弦曲线，如图乙所示。下列说法正确的是 C.加速度 D.回复力 2.如图所示，光滑水平面上一小滑块与一端固定的 车um"s) 轻弹簧相连，现将滑块推至M点由静止释放，滑 块运动的周期为T,O点为平衡位置，N是MO 的中点。下列说法正确的是 WwwwW 0 甲 A着块从M运动到O的时间为号 A.=0时，弹簧弹力为0 B.1=0.2s时，手机位于平衡位置上方 B滑块从M运动到N的时间为智 C.从t=0至t=0.2s,手机的动能增大 D.a随t变化的关系式为a=4sin(2.5πt)ms C.若改变滑块的质量，周期不变 对点练3单摆及周期公式 D.若将滑块推至N点由静止释放，周期不变 对点练2简谐运动图像的理解和应用 6做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量减小为 3.某弹簧振子沿x轴的简谐 txem 原来的}，摆球经过平衡位置时速度增大为原来 运动图像如图所示，下列 的2倍，则单摆振动的 () 描述正确的是() 456 A.频率、振幅都不变 B.频率、振幅都改变 A,1=1s时，振子的速度 C.频率不变，振幅改变D.频率改变，振幅不变 为零，加速度为负的最 7惠更斯利用单摆的等时性发明了带摆的计时器， 大值 叫摆钟。摆杆下端的螺母可以使圆盘沿摆杆上 B.t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最 下移动，从而改变摆长，如图所示。下列说法正 大值 确的是 C,t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度 摆打 为零 D.1=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最 大值 4.(多选)装有砂粒的试管竖直静 螺母 浮于水面，如图所示。现将试管 A,若将螺母向下移动少许，则摆杆摆动的周期 竖直提起少许，然后由静止释放强 变小 并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似 B.若将摆钟从深圳移到北京，则摆杆摆动的周期 做简谐运动，若取竖直向上为正方向，则以下描 变小 述试管的位移一时间图像、速度一时间图像可能 C,若仅增大圆盘的质量，则摆杆摆动的周期变大 正确的是 () D.若仅增大圆盘摆动的振幅，则摆杆摆动的周 期变大 8.如图所示，表面光滑、半径为R 的圆弧形轨道AP与水平地面 平滑连接，AP弧长为s,s《R 半径为r的小球从A点由静止 释放，运动到最低点P时速度 大小为，重力加速度为g,则小 393 课时检测训练·物理 球从A运动到P的时间是 A.若1时刻和(1十△)时刻物块受到的摩擦力 A.1=2 B.=R 2 g 大小相等，方向相反，则△1一定等于的整 C.t=πR Dt=交R-7 数倍 4Vg T B,若△1=2，则在1时刻和(1十△)时刻弹簧的 对点练4受迫振动和共振 9.(多选)如图所示为两个单摆做受迫振动的共振 长度一定相同 曲线，则下列说法正确的是 C.研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简 A/cm 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 6 木板间的摩擦力大小等于” 2 m十Mk. 020.4.6万 12.(多选)(2025·四川省成都 A.若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行 质检)如图所示，倾角为0、 (g>gH),且摆长相等，则图线I表示月球 光滑的斜面体固定在水平 上单摆的共振曲线 面上，底端有垂直斜面的挡板，劲度系数为k的 B.若两个单摆的受迫振动是在地球上同一地点 轻质弹簧下端拴接着质量为M的物体B,上端 进行的，则两个单摆的摆长之比11：Lm=25 放着质量为m的物体P(P与弹簧不拴接)。现 ￥4 沿斜面向下压一段距离后由静止释放，P就沿 C,若摆长均约为1m,则图线I是在地面上完 斜面做简谐运动，振动过程中，P始终没有离开 成的 弹簧。重力加速度为g,则 () D.若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ A,P振动的振幅的最大值为ngsin0 表示的单摆的能量一定大于图线I表示的单 摆的能量 B.P振动的振幅的最大值为2 ngsin0 10.(多选)很多高层建筑都会 C.P以最大振幅振动时，B对挡板的最大压力 安装减震耗能阻尼器，用米 为Mgsin0+ngsin0 控制强风或地震导致的振 D.P以最大振幅振动时，B对挡板的最大压力 动。台北101大楼使用的 为Mgsin0+2 mngsin0 阻尼器是重达660吨的调 13.如图所示为一弹簧振子 tx/em 谐质量阻尼器，阻尼器相当于一个巨型质量块。 的振动图像，试完成以下 简单说就是将阻尼器悬挂在大楼上方，它的摆 问题： 7456 动会产生一个反作用力，在建筑物摇晃时往反 (1)写出该振子简谐运动 方向摆动，会使大楼摆动的幅度域小。关于调 的表达式。 谐质量阻尼器下列说法正确的是 ( (2)在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振 A.阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动 子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变 频率相同 化的？ B.阻尼器与大楼摆动幅度相同 (3)该振子在前100s的总位移是多少？路程 C.阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动 是多少？ 方向相反 D.阻尼器摆动幅度不受风力大小影响 罕综合提升练 11.如图所示，质量为m的物块 放置在质量为M的木板上， M 木板与弹簧相连，它们一起 在光滑水平面上做简谐运动，周期为T,振动过 程中、M之间无相对运动，设弹簧的劲度系数 为k,物块和木板之间的动摩擦因数为，则下 列说法正确的是 课时检测训练·物理 3941 2(m,十m:)=之m,十m)十 =V5gr 碳立解得4=5m8. (2)设碰后质量为的小球的速度为 (3)设碰撞后瞬间物块日的速度为vm· 2k,, ,到达环最高点时的速度为功细 小球心的速度为U,则由动量守恒定律 和能量守恒定律有 解得 2m/s. 同莲有号m=g×2R+之m 1 1 4.(1)5mfs(2)0.3J(3)0.2m 且mg=mR,解得m=√5gk, 1 m=zm,+之m,, 解析(1)根据题意，小物块在传送 设质量为M的小球获得冲量I。后的 联立解得m=0,,一5m8, 带上， 速度为，，由动量定理有I。=M, 要使连接小球©的冕子断裂后小珠© 由牛顿第二定律有mg=ma, 对质量为M的小球与质量为m的小 做平抛运动，则必然是在最高点成最 解得a=5m's, 球碰撞的过程有 低点绳子断裂，若在最高点绳子断裂， 由运动学公式可得，小物块与传送带 M=Mu十mnzM,= 1 -Mo 则由牛顿第二定律有F,十m:g≤ 共速时运动的距离为1一器 =2.5m 工 <Lm=3.6m, 解得0<1.≤0.25m, 可知小物块运动到传送带右端前已与 解得R=36r,I.=5M√5gr: 者在最低点绳子恰好断裂，则有 传送带共速，即小物块与小球碰撞前 (3)当>1，时，质量为M的小球碰撞 瓣问，小物块的速度大小等于传送带 前、后的速度分别为、，到达圆环最 mg…2弘=m,-m, 的速度大小为5ms。 高点的速度为v:,质量为m的小球碰 (2)小物块运动到右端与小球正碰，强 撞后的速度为v·则有I=Mo,Mu= F,一mg=m工' 撞时问极短，小物块与小球组成的系 M,十m,Mw=Ma,十 解得L=0.625m, 统动量守恒，以向右为正方向， 而若L=0.625m,小球c数回周运动 由动量守恒定律有m=。功十m巧 2m°， 其中=5m's,=一】m8 检好通过最高点时有m,g=m,工 对质量为M的小球，在圆环上运动时， 解得=3m‘s 解得■2.5m/s<.■5ms, 小物块与小球碰撞过程中，两者构成 2Me,'-Mgx2r+Mo, 则可知，绳子在最低点恰好满足断梨 条件，综上可知，保证小球￡被碰后做 的系统提失的总动能为△B=号m, M&+F'-M 平抛运动，绳长应满足的条件为0<L 根据牛顿第三定律，解得F=F ≤0.25m或L=0.625m 课时检测训练30 解得△E=0.3J. 25M-5Mg。 1.B (3)若小球运动到P点正上方，绳子恰 6.(1)2m/s3m/s18(2)5m/s 2.D解析由题可知，弹簧和小清块构 好不松跑，设此时P点到O点的距离 (3)0<L≤0.25m或L.=0.625m 成一个弹簧振子，故根据小滑块的最 为d,小球在P点正上方的速度为切， 解析(1)设物块a税离薄板b前，物 在P点正上方，由牛顿第二定律有 块a的加速度大小为a,尊板b的加速 动方程为x=A6osd=Ao心亭，故 neg=na一d 度大小为a:,物块a在薄板b上运动的 滑块从M运动到O的时同为子，清块 时间为，则由牛顿第二定律有 小球从O点正下方到P点正上方过 m1g=m,41,F-m1g=m4, 从M运动到N的时间为石A出错送： 程中， 代入数据解得a1=2m/s,a=3ms, 由弹黄摄子的周期公式可知T= 由机械能守恒定律有 由物块与薄板b之间的位移关系 2m%'=名m,g+mg2L,一-小. 可得 2红√？，系统的振动周期与质量有 联立解得d=0.2m。 241 2a,1=1代入数据解得1 关，与振幅无关，C错误，D正确。故 即P点到O点的最小距离为0,2m。 选D。 18 (2)设物块离开源板b时的速度为 3.A解析当t=1s时，振子位于正向 5.(1)√/5gr(2)36r5M/5g7 ,则有 位移最大处，速度为零，加速度为负向 (3)25M,-5Mg %=at=2m/s, 最大，故A正确：当1=28时，振子位 解析(])设碰撞后质量为M的小球 设物块a从A点滑入时的速度大小为 于平衡位置并向负向运动，速度为负 的速度为Vm,质量为M的小球上升到 1,由于物块母滑出平台后做平抛运 向最大，加速度为零，故B错误：当 最高点的速度为u,对质量为M的小 动，则由速度关系可得 3$时，振子位于负向位移最大处，速 球从最低点到最高点过程由机械能守 t1c0s60°=， 度为零，加速度为正向最大，故C银 恒定传有受M=MgX2r+ 物块进入圆烈轨道后街圆周运动，设 误：当1=4。时，报子位千平衡位黑并 到达B点时的速度为V:,刻从A到B 向正向运动，速度为正向最大，加速度 Mos', 由动能定理有 为零，故D错误， 4.AD解析试管竖直静浮于水面，重 质量为M的小球在最高点时，由牛颜 mgR 1-cos 60)=mv 力等于浮力，此时试管所处的位置为 第三定律得M版=M二，解得 平衡位置，现特试管竖直提起少许， 2m2 则有重力大于浮力，由静止释放并开 ·595· 高考一轮总复习·物理 始计时，试管在最初一段时间内向下10.AC解析由题意可知阻尼器做受13.见解析 运动，速度方向为负，故A正确，B错 追报动，提动兼率与大楼的振动類率 解析(1)由题图可得A■5cm,T= 误。在1=0时，试蕾位移为正的最大 相同，做A正确：阻尼器与大楼摆动 4s9=0, 值，位移随时阿按余弦规律变化，故C 幅度不相同，故B铅误：由题意可知， 错误，D正确。 大楼对阻尼器的力与阻尼器对大楼 5,D解析由题图乙知，t=0时，手机 的力为一对相互作用力，根据回复力 故该振子简请运动的表达式： 加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹 F=一kx,可知阻尼器溪动后，摆动方 x=5sin(zt）cm: 力大小为F=mg,A错误：由题图乙 向始婆与大楼的振动方向相反，故C (2)由题图可知，在1=2s时，振子恰 知，1=0.2s时，手机的加速度为正，则 正确：阻尼器的强动幅度会受到风力 手机位于平衡位置下方，B错误：由题 的影响，故D错误。 好通过平衡位置，此时加速度为零， 随兼时间的疑续，位移不断变大，加 图乙知，从t=0至1=0.2s,手机的如 11,D解析设位移为，对整体受力 速度也变大，速度不断变小，动能不 速度增大，手机从平衡位置向最大位 分折，受重力、支特力和弹簧的弹力， 断减小，弹性势能逐渐增大·当(=3s 移处运动，速度减小，动能减小，C错 根器牛领第二定律， 时，如速度达到最大使，速度等于零， 民：由局图乙知T=085,测山-亭 有kx=(m十MDa①， 动能等于零，弹性势能达到最大值： 对物块受力分析，受重力，支持力和 2.5xrad/s,则a随1变化的关系式为 (3)振子经过一个间期位移为零，路程 静摩慕力，静摩擦力提供回复力，根 4=4sin(2.5rt)m/s,D正确. 为4×5cm=20cm,前100s刚好经 据牛顿第二定律， 6.C 垃了25个周期，所以前100s振子的 有F=m和②， 总位移x=0,毫程￥=25×20cm 7.B解析由单摆周期公式T mxk 所以F一M十m 500cm=5m. 2x仁，若将螺母向下移动少许，则 课时检测训练31 若t时刻和(1十△1)时刻物块受到的 1.B解析由题意可知，质点M运动 变大，振杆摆动的周期变大，故A错 摩擦力大小相等，方向相反，则两个 的路程8=1f×44=1.25X10× 误；若将摆钟从深圳移到北京，测重力 时刻物块的位移大小相等，方向相 10×4×0.4mm=2mm,A正确：根 加速度变大，摆杆摆动的调期变小，故 反，位于相对平衡位置对称的位置 据传摇方向可如，质点M开始振动的 B正确；若仅增大圆盘的质量，则圆由 T 方向沿y轴负方向，B错误：短声波在 与螺母的等效重心上移，【变小，摆杆 上，但△不一定等于2的整数倍，故 血管中的传播速度为=入∫=14× 摆动的周期变小，故C错误：若仅增大 A错误：若△=2，则在t时刻和（小 10×10ms=1.4×10m/s,C正 圆盘摆动的叛幅，摆杆摆动的周期不 十△)时刻物块的位移大小相等，方 确：质点N第一次到达波容的时间为 变，故D错误。故选B. 8.B解析因为AP弧长为s,且s《R 南相反，位于相对平衡位置对称的位 I=% = (35-14)×10 s=1.5× 置上，弹黄的长度不一定相同，故B 1.4×10 所以小球的运动等效为单涯运动，根 101s,D正确. 错误；由开始时的分析可知，研究木 据单摆的周期公式可得T=2乐√店： 2.B解析由题图乙知，报动从O点传 板的运动，弹黄弹力与物块对木板的 浙到P点需要28，则波的传播速度= 由题意可知，摆长(=R一T,小琼从A 摩擦力的合力提供回复力，故C错 运动到P所用的时问为四分之一个周 误：由③可知，当整体离开平衡位置 工=号m等=3m*,由烟图乙知，质】 期：博有-系写女B正 的位移为「时，物块与木板可摩擦力 点振动的周期是45，则该波的周期是 的大小等于m十Mkr,故D正确。 4s,根据A=vT,可得该液的波长入= 9.AB解析题图所示的图找中振幅最 3×4m=12m,故A.C正确，B错误： 12.AD解析根据题意可知，物体P 大处对应的频率应与做受迫报动的单 从开始振动到1=105，质点P报动的 微简请运动，则P位于平衡位置时， 溪的固有频率相等，从图线上可以看 时间是8s,即2个周期，所以质点P 所受合力为零，设此时弹黄的形变量 出，两单摆的固有频率f,=0.2H2 经过的路程s=2×4A=1.6m,故D 为x,根据平衡条件有gsin=kx, 「。=0.5Hz。当两据在月球和地球上 正确。 分别做受跑叛动且摆长相等时，根据「 解得r=mgsi9,根据题意可知，P k 3.A解析 a山之阅的距将为△r-智 坛√是可知，g蜡大，了悠大，所以 向上达到最高点位置时，弹黄恰好恢 复原长，此位里是P能够做衡谐运动 +120cm= 了入，此时点的位移为 g>g1,又因为g>g用，因此可推知 的最高点，则P的最大振幅为A=x 4cm且向y轴正方向运动，令此时b点 图线I表示月球上单摆的共报曲线，A 正确：若两个单摆在地球上同一地点 一mgin0,故B错误，A正确：根据题 的相位为p,则有4=8sinp,解得p 进行受追振动，只相同，摆长长的f小， 意可知，P以最大兼幅振动时，当P到 吾成g=酒（会去，向下叛动》，由b之 6 因为1=0.2 =了，B正确： 达最低点，即弹簧形变量最大时，B对 指板的压力最大，根据简谱运动知识 同的距离关果可知华。一一 3 ·2r= 因为∫。=0.5Ha,若图线Ⅱ是在地面 可知，此时弹簧的形变量为2x,设挡 板对B的支持力为F,对物体B,根据 5 上完底的，展程了一公√是，可计第 了，则职=6，可知a点此时的位移 平衡条件有F-k·2r=Mgsin0,解 为y=8sin,=4m且向下振动，即此 出L,约为1m,C错误：单振的能量除 得F=2 ngsin0+Mgsin0,慑据牛颜 时的液形如图，故选A。 了与报幅有关，逐与摆球质量有关，由 第三定律可得B对挡板的最大压力 a 于两摆球质量关系未知，故不能比拟 为F'=F=2 ngsin0+Mgsin0,故C 两摆的能量，D错误。 错误，D正确， 高考一轮总复习+物理 ·596·