第30讲 机械振动（练习）（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第30讲机械振动

目录

01模拟基础练

【题型一】简谐运动的描述及证明

【题型二】简谐运动的图像与方程

【题型三】单摆及等效摆

【题型四】受迫振动

02重难创新练

【题型一】简谐运动的描述及证明

1．钓鱼是很多人的爱好，浮漂是必不可少的工具。如图是质量为m的某浮漂，静止在静水中的示意图，M、P、O、N为浮漂上的点，此时点О在水面上。用手将浮漂向下压，使点M到达水面后松手，浮漂会上下运动，上升到最高处时，点N恰好到达水面，浮漂的运动可看成简谐运动。从松手开始计时，经0.2s点Р第一次经过水面，再经1.6s点P第二次经过水面，重力加速度为g，则（）

A．O点到达水面时，浮漂具有最大加速度 B．N点到达水面时，浮漂具有最大速度

C．浮漂振动周期为2.0s D．N点到达水面时，浮漂受到的浮力大小为2mg

2.如图所示，一根粗细均匀的木筷，下端绕几根铁丝，竖直浮在盛水的盆中。筷子与铁丝的总质量为m，筷子的直径远小于盆的直径。把木筷向上提起一段距离后放手，木筷就在水中上下振动，振幅为A。不考虑水对筷子的阻力，忽略铁丝体积的影响，木筷始终有一部分露在水面上。

（1）证明：木筷在水中做简谐运动。

（2）某同学发现木筷与铁丝在最高点的机械能大于它们在最低点的机械能。他分析之后认为，木筷与铁丝损失的机械能应转化为了水的重力势能，请判断他的结论是否正确，并说明理由。

（3）证明木筷与铁丝的最大动能。

【题型二】简谐运动的图像与方程

2.一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示，由图可知（）

A．该简谐运动的周期是，振幅是7cm

B．该简谐运动的表达式可能为

C．时振子的速度最大，且方向向下

D．时振子的位移为

2．如图甲所示，一个小球与轻弹簧连接套在光滑水平细杆上，在A、B间做简谐运动，O点为AB的中点。以O点为坐标原点、水平向右为正方向建立坐标系，得到小球的振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．小球振动的频率是2Hz

B．t=0.5s时，小球在A位置，此时弹簧的弹性势能最大，速度为零

C．t=1s时，小球经过O点向右运动，此时小球受到弹簧向左的力的作用

D．小球的振动方程是x=10sinπt（cm）

3．一列简谐横波在时刻的波动图像如图所示，此时处的质点P速度正在增大，从此时刻起经0.3s质点P第一次到达波峰处，则下列说法中正确的是（）

A．波沿x轴负方向传播

B．波速为

C．0~0.3s时间内，质点P运动的路程为24cm

D．质点P的振动方程为

【题型三】单摆及等效摆

4．如图甲所示，一单摆做小角度摆动。从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，画出它的振动图像如图乙所示。忽略空气阻力，g取。下列说法正确的是（）

A．此单摆的摆长约为

B．此单摆的振幅为

C．从到的过程中，摆球的动能逐渐减小

D．从到的过程中，摆球所受合力的冲量方向水平向右

5．一单摆做简谐振动，如图为摆绳对摆球的拉力大小F随时间t变化的图像，关于该单摆的情况，下列说法正确的是（重力加速度g取10m/s2）（）

A．单摆振动周期

B．单摆振动周期

C．单摆的摆长为

D．单摆的摆长为

6．某兴趣小组在地球赤道附近进行如下实验，如图所示，三根长度均为L的轻细绳a、b、c组合系住一质量分布均匀且带正电的小球m，球的直径为绳b、c与天花板的夹角，空间中存在平行于纸面竖直向下的匀强电场，电场强度，重力加速度为g，现将小球拉开小角度后由静止释放，则（）

A．若小球在纸面内做小角度的左右摆动，则周期为

B．若小球做垂直于纸面的小角度摆动，则周期为

C．如果地球自转角速度变大，则单摆周期将变小

D．无论小球如何摆动，电场力都不做功

【题型四】受迫振动

7．如图，一根张紧的绳上悬挂3个单摆，摆长关系为，摆球质量关系为。当A摆振动起来，通过张紧的绳迫使B、C也振动起来，达到稳定后有（）

A．A摆的摆球质量最大，故振幅最小 B．B摆的摆长最大，故振动周期最长

C．A、B摆振动周期相同，振幅不同 D．A、C摆振幅不同，振动周期相同

8．蟾蜍在池塘边平静的水面上鸣叫，某时形成如图所示的水波。若蟾蜍的鸣叫频率不变，下列选项正确的是（）

A．岸边的人接收到鸣叫的声波是横波

B．水波从浅水区传入深水区，频率变小

C．水面上的落叶遇到水波后做受迫振动

D．水波遇到大石头比遇到小石头更容易发生衍射现象

1．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1Hz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