1、精選優質文檔-傾情為你奉上高中物理機械振動專題習題中等難度，附詳細解析（請先作為試題在對答案看解析）一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）1. 如圖所示，斜面體M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上，彈簧的一端固定在墻面上，另一端與放在斜面上的物塊m相連，彈簧的軸線與斜面平行.若物塊在斜面上做簡諧運動，斜面保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力f與時間t的關系圖象應是圖中的()A. B. C. D. 2. 關于簡諧運動下列說法中正確的是()A. 物體的位移減小時，速度減小，加速度變小B. 物體離開平衡位置的位移方向總是與加速度方向相反，與速度方向相同C. 物體通過平衡位置時，合力不一定為零D.

2、 物體剛從平衡位置離開時，速度方向與位移方向相同3. 彈簧振子作簡諧運動，t1時刻速度為v，t2時刻也為v，且方向相同.已知(t2t1)小于周期T，則(t2t1)()A. 可能大于四分之一周期B. 一定小于四分之一周期C. 一定小于二分之一周期D. 可能等于二分之一周期4. 關于簡諧運動的下述各物理量，說法正確的是()A. 振幅是由平衡位置指向最大位移處的矢量B. 周期和頻率的乘積為一常量C. 振幅越大，周期越長D. 振幅越小，頻率越大5. 如圖1是一個彈簧振子的示意圖，O是它的平衡位置，振子在B、C之間做簡諧運動，規定以向右為正方向.圖2是它的速度v移隨時間t變化的圖象.下面的說法中正確的是

3、() A. t=2s時刻，它的位置在O點左側4cm處B. t=3s時刻，它的速度方向向左，大小為2m/sC. t=4s時刻，它的加速度為方向向右的最大值D. 振子在一個周期內通過的路程是16cm6. 如圖，甲、乙兩個單擺的懸點在同一水平天花板上，兩擺球拉到同一水平高度，并用一根細線水平相連，以水平地板為參考面.平衡時，甲、乙兩擺線與豎直方向的夾角分別為1和2，且1>2.當細線突然斷開后，兩擺球都做簡諧運動，則()A. 甲、乙兩擺的周期相等B. 甲、乙兩擺的振幅相等C. 甲的機械能小于乙的機械能D. 甲的最大速度小于乙的最大速度7. 關于單擺，下列說法正確的是()A. 擺球做勻速圓周運動B

4、. 擺動到最低點時加速度為零C. 速度變化的周期等于振動周期D. 振動的頻率與振幅有關8. 在圖中的幾個相同的單擺在不同的條件下擺動，從左到右周期依次為T1、T2、T3.關于它們的周期關系，判斷正確的是()A. T1>T2>T3B. T1<T2=T3C. T1>T2=T3D. T1<T2<T3二、多選題（本大題共8小題，共32.0分）9. 簡諧振動的特點是()A. 回復力和位移成正比且方向相反B. 加速度和位移成正比且方向相反C. 速度和位移成正比且方向相反D. 振幅隨時間作周期性變化10. 一水平彈簧振子做簡諧運動，周期為T，則()A. 若t=T，則t時刻

5、和(t+t)時刻振子運動的加速度一定大小相等B. 若t=T2，則t時刻和(t+t)時刻彈簧的形變量一定相等C. 若t時刻和(t+t)時刻振子運動位移的大小相等，方向相反，則t一定等于T2的奇數倍D. 若t時刻和(t+t)時刻振子運動速度的大小相等，方向相同，則t一定等于T2的整數倍11. 利用傳感器和計算機可以測量快速變化的力.如圖是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨時間的變化圖線.實驗時，把小球舉高到繩子的懸點O處，然后讓小球自由下落.從此圖線所提供的信息，判斷以下說法中正確的是()A. t1時刻小球速度最大B. t2時刻繩子最長C. t3時刻小球動能最小D. t3與t4時刻小球速度大小相同12

6、. 作簡諧運動的物體每次通過平衡位置時()A. 位移為零，動能為零B. 動能最大，勢能最小C. 速率最大，振動加速度為零D. 速率最大，回復力不一定為零13. 甲乙兩位同學分別使用圖1所示的同一套裝置觀察單擺作簡諧運動時的振動圖象，已知二人實驗時所用的單擺的擺長相同，落在木板上的細砂分別形成的曲線如圖2所示，下面關于兩圖線的說法中正確的是()A. 甲圖表示砂擺擺動的幅度較大，乙圖擺動的幅度較小B. 甲圖表示砂擺擺動的周期較大，乙圖擺動的周期較小C. 二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關系v甲=2v乙D. 二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關系v乙=2v甲14. 彈簧振子在光滑水平面上振

7、動，其位移時間圖象如圖所示，則下列說法正確的是()A. 10秒內振子的路程為2mB. 動能變化的周期為2.0sC. 在t=0.5s時，彈簧的彈力最大D. 在t=1.0s時，振子的速度反向E. 振動方程是x=0.10sint(m)15. 質點作簡諧運動的圖象如圖所示，則該質點() A. 在0.01至0.03 s內，速度與加速度先反方向后同方向，且速度是先減小后增大，加速度是先增大后減小B. 在0.015 s時，速度和加速度都為x方向C. 在每1 s內，回復力的瞬時功率有100次為零D. 在第八個0.01 s內，速度與位移方向相同，且都在不斷增大16. 如圖

8、所示，物體A與滑塊B一起在光滑水平面上做簡諧運動，A、B之間無相對滑動，已知輕質彈簧的勁度系數為k，A、B的質量分別為m和M，下列說法正確的是()A. 物體A的回復力是由滑塊B對物體A的摩擦力提供B. 滑塊B的回復力是由彈簧的彈力提供C. 物體A與滑塊B(看成一個振子)的回復力大小跟位移大小之比為kD. 物體A的回復力大小跟位移大小之比為kE. 若A、B之間的最大靜摩擦因數為，則A、B間無相對滑動的最大振幅為(m+M)gk答案和解析【答案】1. C2. C3. A4. B5. C6. C7. C8. C9. AB10. AB11. BD12. BC13. AC14. ACE15. AC16.

9、ACE【解析】1. 解：設斜面的傾角為物塊在光滑的斜面上做簡諧運動，對斜面的壓力N1等于物塊重力垂直于斜面的分力，  即N1=mgcos以斜面體為研究對象，作出力圖如圖 地面對斜面體的摩擦力f=N1sin=mgsincos 因為m，不變，所以f不隨時間變化故選：C 物塊在光滑的斜面上做簡諧運動，對斜面的壓力N1等于物塊重力垂直于斜面的分力.斜面體處于靜止，分析受力，作出力圖，由平衡條件分析地面對斜面體的摩擦力f與時間t的關系本題關鍵抓住物塊對斜面的壓力不變，不要被物塊做簡諧運動迷惑2. 解：A、位移減小時，加速度a=kxm也減小，物體靠近平衡位置，是加速，故速度增

10、大，故A錯誤；   B、加速度a=kxm，負號表示加速度方向與位移方向總相反；離開時是減速，故加速度與速度方向相反；故B錯誤；C、物體通過平衡位置時，回復力為零，但合力不一定為零；如單擺會受到向心力；故C正確；D、從平衡位置離開時，物體做減速運動，速度的方向一位移方向不一定相同；故D錯誤；故選：C 物體做簡諧運動，回復力的方向總是指向平衡位置，根據牛頓第二定律分析加速度方向.簡諧運動的質點位移時間圖象是正弦曲線.速度方向有時與位移方向相反，有時與位移方向相同.離開平衡位置時，速度和位移同向，返回時，速度和位移反向本題考查對描述簡諧運動的物理量：速度、加速度、位移特

11、點的理解和掌握程度.關鍵抓住位移的起點是平衡位置3. 解：t1時刻速度為v，t2時刻也為v，且方向相同.則有這兩位置關于平衡位置對稱.由于(t2t1)小于周期T，A、當這位置靠近最大位置附近，且t1時刻速度方向指向平衡位置時，則有(t2t1)大于四分之一周期，故A正確；B、當這位置靠近平衡位置附近，且t1時刻速度方向指向平衡位置時，則有(t2t1)小于四分之一周期，但不是一定故B錯誤；C、當這位置靠近平衡位置附近，且t1時刻速度方向指向最大位置時，則有(t2t1)大于二分之一周期，故C錯誤；D、當這位置靠近平衡位置附近，且t1時刻速度方向指向最大位置時，則有(t2t1)大于二分之一周期，不可能

12、等于二分之一周期，故D錯誤；故選：A4. 解：A、據振幅的定義可知，振幅是標量，并非矢量，故A錯誤；B、據周期和頻率的關系可知，f=1T，所以周期和頻率的乘積為1，故B正確；CD、據簡諧運動的特點可知，周期、頻率都與振幅無關，故CD錯誤；故選：B 首先知道振幅、周期和頻率的定義，據此分析；還需知道簡諧運動的周期與振幅無關，據此求解即可本題考查簡諧運動的特點，知道振幅、周期和頻率的定義以及它們之間的關系公式；知道簡諧運動的周期與振幅無關是解答的關鍵，基礎題5. 解：根據vt圖知，振子速度為零時，處于最大位置處；速度最大時，處于平衡位置A、t=2s時刻，速度為負向最大，應處于平衡位置上，并不在位置

13、O左側，故A錯誤；B、t=3s時刻，速度為負且減少，即向左運動，故B錯誤；C、t=4s時刻，速度為零，速度方向即將為正，所以振子應在左側最大位置處，即它的加速度方向向右且為最大值，故C正確；D、由圖不確定振幅，就不能求解振子在一個周期內通過的路程，故D錯誤故選：C圖1是一個彈簧振子的示意圖，O是它的平衡位置，在B、C之間做簡諧運動，規定以向右為正方向，根據vt圖分析結合彈簧振子模型分析即可.注意振子速度為零時，處于最大位置處；速度最大時，處于平衡位置明確彈簧振子的振動情況是解題關鍵，能借助圖象分析各物理量的變化是解題的核心6. 解：A、根據幾何關系得，甲的擺長大于乙的擺長，擺角大于乙的擺角，所

14、以甲的振幅大于乙的振幅.根據T=2lg知，甲擺的周期大于乙擺的周期.故AB錯誤C、兩球開始處于平衡，設繩子拉力為T，根據共點力平衡知，m甲g=Ttan1，m乙g=Ttan2，則m甲<m乙，在擺動的過程中，機械能守恒，則甲擺球的機械能小于乙擺球的機械能.故C正確D、根據機械能守恒定律得，因為甲球下降的高度大，則甲擺球的最大速度大于乙擺球的最大速度.故D錯誤故選：C根據單擺的周期公式，通過擺長的大小比較周期的大小，通過機械能守恒定律比較擺球的最大速度本題考查了單擺的周期公式，共點力平衡、機械能守恒定律等知識，綜合性較強，需加強訓練7. 解：A、單擺在擺動中速度大小是變化的，不是勻速圓周運動，

15、故A錯誤；B、擺動到最低點時加速度為零，擺球受向上的合外力，故加速度豎直向上，故B錯誤；C、速度變化的周期以及位移變化的周期均等于振動周期，故C正確；D、振動的頻率與振幅無關，只取決于擺長和當地的重力加速度，故D錯誤故選：C明確單擺的性質，知道單擺的振動過程中的速度、加速度以及合外力的變化，同時明確單擺周期的公式T=2Lg本題考查單擺的性質，要注意重點掌握單擺的周期公式以及單擺的振動過程，要重點掌握單位的周期公式的理解和應用8. 解：根據周期公式T=2Lg，單擺的周期與幅和擺球質量無關，與擺長和重力加速度有關；(1)中重力平行斜面的分量mgsin沿切向分力提供回復力，沿斜面的加速度為a=gsi

16、n，所以周期為T1=2Lgsin (2)中帶正電的擺球要受到天花板帶正電的球的斥力，但是斥力與運動方向總是垂直，不影響回復力，所以單擺周期不變所以周期為T2=2Lg(3)中的周期為T3=2Lg，故T1>T2=T3 故選：C 單擺的周期與振幅和擺球質量無關，單擺的周期與重力加速度有關，因為重力的分力提供回復力，根據周期公式T=2Lg分析即可本題關鍵根據單擺周期公式直接判斷，記住公式就行，簡單9. 解：A、簡諧運動中的回復力F=kx，即回復力與位移成正比，且方向相反，故A正確；B、加速度與位移關系為：a=kxm，故加速度跟位移成正比；根據牛頓第二定律，加速度與回復力方向相同，故與位移方向相反

17、，故B正確C、速度隨時間做周期性變化，與位移方向無關，故C錯誤；D、振幅是振動過程中的最大位移，不會作周期性變化，故D錯誤；故選：AB簡諧運動中的回復力F=kx；加速度與位移關系為：a=kxm；據此判斷回復力與加速度和位移之間的關系簡諧運動是周期性運動，速度、位移、加速度、回復力均隨著時間按照正弦規律變化，基礎問題10. 解：A、若t=T，由簡諧振動的周期性可知，t時刻和(t+t)時刻振子運動的各物理量都相同，所以加速度一定大小相等.故A正確   B、若t=T2，在t時刻和(t+t)時刻振子的位置一定關于平衡位置是對稱點，彈簧沿水平方向做簡諧振動，所以受到的彈簧的

18、彈力的大小相等，所以兩個時刻彈簧的形變量一定相等.故B正確   C、若t時刻和(t+t)時刻振子運動位移的大小相等，方向相反；振子可能以相等的速度經過兩點，也可能以方向相反飛速度經過兩點，所以則t不一定等于T2的奇數倍.故C錯誤   D、若t時刻和(t+t)時刻振子運動速度的大小相等、方向相反，可能振子經過同一點，也可能經過關于平衡位置對稱的兩位置，t不一定等于T2的整數倍.故D錯誤故選：AB彈簧振子做簡諧運動，兩個時刻位移相同，t不一定等于T的整數倍.只有當位移、速度都相同時，t才等于T的整數倍.振子運動速度的大小相等、方向相反，t

19、一定等于T2的整數倍.經過整數倍周期，加速度一定相同.經過t=T2，彈簧的長度不一定相等本題考查對簡諧運動物理量及其變化的理解程度，可通過過程分析理解掌握.簡諧運動中速度與加速度的大小變化情況是相反.也可以作出振動圖象進行分析11. 解：A、把小球舉高到繩子的懸點O處，讓小球自由下落，t1時刻繩子剛好繃緊，此時小球所受的重力大于繩子的拉力，小球向下做加速運動，當繩子的拉力大于重力時，小球才開始做減速運動，所以t1時刻小球速度不是最大.故A錯誤B、t2時刻繩子的拉力最大，小球運動到最低點，繩子也最長.故B正確C、t3時刻與t1時刻小球的速度大小相等，方向相反，小球動能不是最小，應是t2時刻小球動

20、能最小.故C錯誤D、t3與t4時刻都與t1時刻小球速度大小相同.故D正確故選BD 把小球舉高到繩子的懸點O處，讓小球自由下落，t1與t4時刻繩子剛好繃緊，分析小球的運動情況，判斷什么時刻小球的速度最大.當繩子的拉力最大時，小球運動到最低點，繩子也最長本題考查運用牛頓定律分析小球運動情況的能力，要注意繩子拉力的變化與彈簧的彈力類似12. 解：AB、振動質點的位移是指離開平衡位置的位移，故經過平衡位置時位移一定為零，速度最大，故動能最大，勢能最小，故A錯誤，B正確；CD、簡諧運動中，在平衡位置，回復力F=kx=0，故加速度a=Fm=0，速率是最大的，故C正確，D錯誤；故選：BC簡諧運動的平衡位置是

21、回復力為零的位置，速度最大，勢能最小本題關鍵是明確簡諧運動的運動特點，熟悉能量的轉化情況，基礎題13. 解：A、由圖可知，甲的振動幅度較大，乙的幅度較小；故A正確；B、兩擺由于擺長相同，則由單擺的性質可知，兩擺的周期相同；故B錯誤；C、由圖可知，甲的時間為2T，乙的時間為4T；則由v=xt可知，二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關系v甲=2v乙；故C正確，D錯誤；故選：AC由振幅的大小可明確砂擺的振動幅度；單擺的擺動具有等時性，甲圖時間短，乙圖時間長，根據v=xT判斷速度大小關系本題考查單擺的性質，要注意明確單擺的周期取決于擺的長度和當地的重力加速度；與振幅等無關14. 解：A、根據振動圖

22、象可知周期T=2.0s，振幅A=10cm，t=10s=5T，一個周期通過的路程為4A，則10s內通過的路程為s=5×4A=20×10cm=200cm=2m，故A正確；B、每次經過平衡位置動能最大，在最大位移處動能為0，在振子完成一個周期的時間內，動能完成2個周期的變化，故動能變化的周期為1s，故B錯誤；C、t=0.5s時，振子處于最大位移處，彈簧的彈力最大，故C正確；D、在t=0.5s到t=1.5s時間內振子沿x負方向運動，在t=0.1s時，振子的速度未反向，故D錯誤；E、由振動圖象知T=2.0s，角速度=2T=22rad/s=rad/s，振動方程x=0.10sint(m)

23、，故E正確；故選：ACE 由振動圖象讀出周期，一個周期振子通過的路程為4A，根據時間與周期的關系，求10s內振子的路程；動能是標量，處于平衡位置動能最大，處于最大位移處，動能為0，知振子一個全振動動能變化2個周期；根據振動圖象的特點，判斷振子的位置；振動方向可根據“上坡上振，下坡下振”來判斷；根據x=Asint求振動方程本題考查對振動圖象的認識，注意速度的方向要根據位移的變化進行確定，也可把圖象比喻成坡，運用“上坡上振，下坡下振”判斷質點振動方向，能根據振動圖象寫出振動方程，難度不大，屬于基礎題15. 解：A、在0.01至0.03s內，質點由平衡位置運動到負向最大位移處，再回到平衡位置，速度先反方向后同方向，速度是先減小后增大，加速度是先增大后減小.故A正確B、在0.015s時，位移為負值，則加速度為正值，即加速度方向+x方向，速度沿x方向.故B錯誤C、周期T=0.04s，時間t=1s=25T，質點在平衡位置時回復力為零，回復力的瞬時功率為零，在最大位移處速度為零，其瞬時功率也為零，一個周期內有四個時刻回復力的瞬時功率為零，所以在每1s內，回復力的瞬時功率有100次為零.故C正確D、在第八個0.01s內，相當于第一個周期內第四個0.01s內，速度與位移方向都沿+x方向，方向相