2020届高考物理总复习核心素养提升练三十九机械振动（含解析）新人教版

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1、机械振动(45分钟　100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分，1～4题为单选题，5～12题为多选题)1.一个质点在平衡位置O点附近做简谐运动，若从O点开始计时，经过3s质点第一次经过M点，如图所示；再继续运动，又经过4s第二次经过M点；则再经过多长时间第三次经过M点(　　)A.7s　B.14s　C.16s　D.s【解析】选C。假设质点开始运动的方向先向左，再向M点运动，运动路线如图甲所示。由于从O点到质点第一次经过M点的时间是3s，小于质点第二次经过M点的时间4s，根据质点的运动路线来看是不可能的，所以质点开始运动的方向应向右。如图乙，振动的周期为

2、T=4×=20s，质点第三次经过M点需要经过的时间为t=T-4s=16s，故C项正确，A、B、D项错误。2.(2019·厦门模拟)如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为x=0.1sin2.5πt(m)。t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下，t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小g=10m/s2。以下判断正确的是(　　)A.h=1.7mB.简谐运动的周期是0.4sC.0.6s内物块运动的路程是0.2mD.t=0.4s时，物块与小球运动方向相反【解析】选A。由物块做简谐运

3、动的表达式可得，t=0.6s时，物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)=-0.1m，则对小球有：h+

4、y

5、=gt2，解得h=1.7m，故A项正确；由公式可知，简谐运动的周期T===0.8s，故B项错误；振幅为0.1m，故0.6s内物块运动的路程为3A=0.3m，故C项错误；t=0.4s=，此时物块在平衡位置向下运动，则此时物块与小球运动方向相同，故D项错误。3.(2018·邯郸模拟)如图所示，一摆长为l的单摆，在悬点的正下方的P处固定一光滑钉子，P与悬点相距l-l′，则这个摆做小幅度摆动时的周期为(　　)A.2π　B.2πC.π　D.2π【解析】选C。摆长

6、为l的周期T=T1=2π，摆长为l′的周期为T2=2π；故小球完成一次全振动的时间为：T==π，故C项正确，A、B、D项错误。4.(2018·郑州模拟)一个单摆的摆球均匀带正电且与外界绝缘，当摆球偏离到位移最大时，突然加一个竖直向下的匀强电场，则下列结论正确的是(　　)A.摆球经过平衡位置时的速度增大，振动的周期增大，振幅也增大B.摆球经过平衡位置时的速度增大，振动的周期减小，振幅不变C.摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期减小，振幅也减小D.摆球经过平衡位置时的速度没有变化，振动的周期不变，振幅也不变【解题指导】解析本题应注意以下两点：(1)将电场力和重力

7、的合力当作等效重力进行处理，再根据单摆的周期公式T=2π进行判断。(2)根据动能定理和能量守恒定律判断振幅的变化和摆球经过平衡位置时速度大小的变化情况。【解析】选B。增加电场后小球在等效重力场中做简谐运动，设小球的质量为m，小球受到的电场力为F，则小球在等效重力场中的等效加速度：g′=g+，根据单摆公式可知，小球在等效重力场中的周期：T=2π<2π，可知小球振动的周期减小；设小球开始时的振幅为A，根据运动的对称性可知，小球在到达另一侧的最高点时，相对于最低点的位移也是A，可知小球的振幅不变；小球的振幅不变则小球在摆动的过程中最高点，相对于最低点的高度差h则不变，根据

8、功能关系可知，开始时在最低点的速度：m=mgh，所以：v1=，增加电场后在最低点的速度：m=Fh+mgh，所以：v2=>v1，可知小球经过最低点的速度增大，故B项正确，A、C、D项错误。5.如图甲所示是演示简谐运动图象的装置，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，漏斗的细沙均匀流出，同时匀速拉出沙漏正下方的木板，漏出的细沙在板上会形成一条曲线，这条曲线可以理解为沙漏摆动的振动图象，图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线(图中的虚线)，已知P、Q分别是木板上的两点，木板1，2的移动速度分别为v1，v2，则(　　)A.P处堆积的细沙与Q处一样多B.P处堆

9、积的细沙比Q处多C.v1∶v2=4∶3D.v1∶v2=3∶4【解析】选B、D。在图乙的P处时，沙摆的速度最小，在Q处时，沙摆的速度最大，所以P处堆积的细沙比Q处多，故A项错误，B项正确；根据单摆周期公式T=2π，它们在同一地点，g相同，且摆长相同，则周期相同，设为T。OB段经历的时间是t1=2T，O′B′段经历的时间为t2=1.5T；设板长为L，则：t1==2T；t2==1.5T；比较可得：v1∶v2=3∶4。故C项错误，D项正确。6.弹簧振子做简谐运动，t1时刻速度为v，t2时刻速度也为v，且方向相同。已知(t2-t1)小于周期T，则(t2-t1)(v≠0)(