【物理】第二章机械振动易错精选题-高中物理人教版选择性必修第一册.docx

第二章机械振动易错精选题-高中物理人教版选择性必修第一册一、单选题1．一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的（　　）A．位移增大 B．速度增大C．回复力减小 D．机械能增加2．做简谐运动的物体，回复力和位移的关系图是（　　）A． B．C． D．3．某弹簧振子沿x轴的简谐运动图像如图所示，下列描述正确的是（　　）A．t=1s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t=2s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t=3s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t=4s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值4．关于图中弹簧振子的简谐运动，下列说法中正确的是（　　）A．振子在振动过程中，速率相同时，弹簧的长度一定相同B．振子从最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧弹力始终做负功C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力提供D．振子在振动过程中，系统的机械能守恒5．两个摆长分别为和的单摆，做小角度的振动，它们的振动图像分别如图中的1和2所示，可知为（　　）A． B． C． D．6．如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动以其平衡位置为坐标原点、竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是（　　）A．振子的振幅为4cmB．振子的振动周期为1sC．t=1s时，振子的速度沿正方向且达到最大值D．t=1s时，振子的加速度沿正方向且达到最大值7．在光滑斜面上的物块A被平行于斜面的轻弹簧拉住静止于O点，如图所示。

现将物块A沿斜面拉到B点无初速度释放，物块A在B、C范围内做简谐运动，则下列说法正确的是（　　）A．振动的能量与OB长度无关B．在振动过程中，物块A的机械能守恒C．物块A与轻弹簧构成的系统的势能，当物块A在C点时最大，当物块A在O点时最小D．物块A与轻弹簧构成的系统的势能，当物块A在C点时最大，当物块A在B点时最小8．如图所示，物体m系在两水平弹簧之间，两弹簧的劲度系数分别为k1和k2，且k1=k，k2=2k，两弹簧均处于自然伸长状态，今向右拉动m，然后释放，物体在B、C间振动（不计阻力），O为平衡位置，则下列判断正确的是（　　）A．m做简谐运动，B．m做简谐运动，C．回复力D．回复力二、多选题9．下列说法正确的是（　　）A．在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C．在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D．已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向10．关于受迫振动和共振，下列说法正确的是（　　）A．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振B．若驱动力的频率为5 Hz，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 HzC．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大D．一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个11．一根张紧的绳上悬挂着4个单摆，a和d摆长相等，其余各摆摆长不等，如图所示，使d摆开始振动，则其余三摆的振动情况是（　　）A．a摆的振幅最大B．c摆的振幅最大C．c摆的振幅、周期最大，b摆的振动周期最小D．a、b、c三摆的振动周期均等于d摆的振动周期12．如图所示为获取弹簧振子的位移—时间图像的一种方法，改变纸带运动的速度，下列说法正确的是（　　）A．如果纸带不动，作出的振动图像仍然是正弦函数曲线B．如果纸带不动，作出的振动图像是一段线段C．图示时刻，振子正经过平衡位置向右运动D．若纸带运动的速度不恒定，则纸带上描出的仍然是简谐运动的图像三、实验题13．在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测的摆球经过N次全振动的总时间为。

在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为l，再用游标卡尺测量摆球的直径为D回答下列问题:（1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时，开始计时该标记应该放置在摆球的 A．最高点   B．最低点  C．任意位置（2）重力加速度公式 （用题目中给出的字母表示）（3）如果测的g值偏小，可能的原因是 A．测摆长时，摆线拉的过紧B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，停表过迟按下D．实验时误将49次全振动记为50次（4）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L，并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标，为纵坐标，做出图线，但同学们不小心，每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的 （“选填①、②、③”）四、解答题14．弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在时，振子速度第一次变为；在时，振子速度第二次变为1）若B、C之间的距离为，求振子在内通过的路程；（2）若B、C之间的距离为，从P点开始计时，此时P点位移为，写出弹簧振子位移表达式。

15．如图所示，在t=0到t=4s的范围内回答以下问题1）质点相对平衡位置的位移的方向在哪些时间内跟它的瞬时速度的方向相同？在哪些时间内跟瞬时速度的方向相反？（2）质点在第2s末的位移是多少？（3）质点在前2s内走过的路程是多少？16．如图所示，质量为m的木块放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动当振幅为A时，物体对弹簧的最大压力是物体重力的1.5倍，则：（1）弹簧对物体的最小弹力是多大？弹簧的劲度系数k是多大？（2）要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？（3）在（2）的前提下，弹簧的最大弹性势能为多少？17．如图所示，处于竖直平面内的光滑绝缘半圆形槽的半径为R，一质量为m的小球于槽中P点由静止释放；（1）若使小球带一定量的正电荷，并将整个装置放在水平向右的匀强电场中，且小球所受电场力的大小等于小球所受重力的大小，则小球做简谐运动的周期为多大？（2）若使小球带一定量的正电荷，并将整个装置放在垂直纸面向里的匀强磁场中，且小球的运动始终没有离开圆弧，则小球做简谐运动的周期又为多少？试卷第7页，共7页学科网（北京）股份有限公司参考答案：1．A【详解】A．简谐运动中，以平衡位置为位移的起点，在偏角增大的过程中，位移增大，故A正确；B．离平衡位置越远，速度越小，因此在偏角增大的过程中，速度减小，故B错误；C．离平衡位置越远，回复力越大，因此在偏角增大的过程中，回复力增大，故C错误；D．单摆做简谐运动过程中，机械能守恒，无论偏角增大还是减小，机械能保持不变，故D错误。

故选A2．D【详解】回复力和位移的关系式，图像为过原点的直线且过二、四象限3．A【详解】AC．由题图可知，t=1s和t=3s时振子在最大位移处，速度为零，加速度分别为负向最大值、正向最大值，故A正确，B错误；BD．由题图可知，t=2s和t=4s时振子在平衡位置，加速度为零，而速度分别为负向最大值和正向最大值，故BD错误4．D【详解】A．振子在平衡位置上下往复运动，速率相同的位置可能出现在关于平衡位置对称的两点，这时弹簧长度明显不等，选项A错误；B．振子由最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧对振子施加的力指向平衡位置，做正功，选项B错误；CD．振子运动过程中的回复力由振子所受重力和弹簧弹力的合力提供，且运动过程中机械能守恒，选项C错误，D正确5．D【详解】由图可知根据单摆的周期公式可得故选D6．C【详解】由振动图像可知，该弹簧振子的振幅为2cm，周期为2s，t=1s时，振子在平衡位置，且速度沿y轴正向，加速度为零，故C正确，ABD错误7．C【详解】A．做简谐运动的物体的能量跟振幅有关，对确定的振动系统，振幅越大，振动能量越大，故A错误；B．在简谐运动中，系统机械能守恒，但物块A的重力势能与动能总和不断变化，物块A的机械能不守恒，故B错误；CD．在简谐运动中，系统在最大位移处势能最大，在平衡位置处势能最小，故C正确，D错误。

故选C8．D【详解】以O点为原点，水平向右为x轴正方向，物体在O点右方x处时所受合力因此物体做简谐运动，由对称性可知，OC=OB9．AB【详解】A．在同一地点，重力加速度g为定值，根据单摆周期公式可知，周期的平方与摆长成正比，A正确；B．弹簧振子做简谐振动时，只有动能和势能相互转化，根据机械能守恒条件可知，振动系统的势能与动能之和保持不变，B正确；C．根据单摆周期公式可知，单摆的周期与质量无关，C错误；D．由于弹簧振子做简谐运动，振动周期固定，若弹簧振子初始时刻在最大位移处，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻不在最大位移处，在其他位置时，速度方向有两种可能，则无法确定任意时刻运动的方向，D错误故选AB10．BCD【详解】A．火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，A错误；B．对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz，B正确；C．由共振的定义可知，当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大，C正确；D．根据共振图像可知，一个受迫振动系统在非共振状态时，同一振幅对应的驱动力频率一定有两个，D正确故选BCD。

11．AD【详解】CD．a、b、c三个单摆都在驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率（周期）即为d摆的固有频率（周期），所以四个摆的振动频率（周期）都相等，即为d摆的固有频率（周期），C错误D正确；AB．当驱动力的频率等于物体的固有频率时，振幅最大，由于a摆和d摆摆长相等即固有频率相等，a摆达到共振，振幅最大， B错误A正确故选AD12．BC【详解】AB．当纸带不动时，描出的只是振子在平衡位置两侧往复运动的轨迹，即一段线段，A错误，B正确；C．由振动图像可以看出，图示时刻振子正由平衡位置向右运动，C正确；D．只有当纸带匀速运动时，运动时间才与纸带运动的位移成正比，振动图像才是正弦或余弦函数曲线，而简谐运动的图像一定是正弦或余弦函数曲线，D错误故选BC13． B B ①【详解】（1）[1]摆球通过最低点时速度最大，在最低点开始计时误差最小2）[2]由单摆周期公式有解得由题意可知，整理可得（3）[3]由（2）结论有A．测摆长时，摆线拉的过紧使摆线长度测量值变大，则测的g值偏大，故A错误；B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆线长度测量值偏小，则测的g值偏小，故B正确；C．开始计时时，停表过迟按下，则变短，由可知，导致测量周期偏小，则测的g值偏大，故C错误；D．实验时误将49次全振动记为50次，由可知，导致测量周期偏小，则测的g值偏大，故D错误。

故选B4）[4]根据题意可知，单摆的实际摆长为由单摆周期表达式得化简可得由此得到的图像是图乙中的①14．（1）160cm；（2）x = 10cos(2πt + )【详解】（1）弹簧振子简谐运动的示意图如。