③寒假提升練-07 機(jī)械振動2025年高二物理寒假銜接講練 (人教版)-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

?第一層鞏固提升練（4大題型）
題型1 簡諧運動
題型2 簡諧運動的單擺模型
題型3 單擺的周期公式
題型4 受迫振動與共振
?第二層能力提升練
?第三層拓展突破練
簡諧運動
?積累與運用
簡諧運動：如果物體的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，這樣的振動是一種簡諧運動。
位移表達(dá)式：x=Asin(wt+φ)。
1．（2025·四川瀘州·一模）如圖所示，水平地面上傾角的固定斜面底端有一擋板，輕彈簧一端與擋板相連，另一端系著質(zhì)量的物塊P，物塊P通過輕繩繞過定滑輪系著質(zhì)量的小球Q。開始時兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，若剪斷連接P、Q的輕繩，物塊P將做簡諧運動。已知輕彈簧的勁度系數(shù)，細(xì)繩與斜面平行，一切摩擦和空氣阻力不計，取重力加速度。則物塊P做簡諧運動的振幅為（）
A．0．25mB．0.20mC．0.15mD．0.05m
2．（2024·山西·一模）如圖所示，在一機(jī)械平臺上放一物體，該平臺在豎直方向上做簡諧運動。下列選項中哪種情況可能使物體開始脫離臺面（）
A．平臺向下運動通過平衡位置處時B．平臺向上運動通過平衡位置上方時
C．平臺向下運動通過平衡位置下方時D．平臺向上運動通過平衡位置下方時
3．（24-25高三上·北京·開學(xué)考試）如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端掛一重物（可視為質(zhì)點），重物靜止時處于B位置?，F(xiàn)用手托重物使之緩慢上升至A位置，此時彈簧長度恢復(fù)至原長。之后放手，使重物從靜止開始下落，沿豎直方向在A位置和C位置（圖中未畫出）之間做往復(fù)運動。重物運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。關(guān)于上述過程（不計空氣阻力），下列說法中正確的是（）
A．重物在C位置時，其加速度的大小等于當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹档膬杀?br>B．在重物從A位置下落到C位置的過程中，重力的沖量大于彈簧彈力的沖量
C．在手托重物從B位置緩慢上升到A位置的過程中，手對重物所做的功等于重物往復(fù)運動過程中所具有的最大動能
D．在重物從A位置到B位置和從B位置到C位置的兩個過程中，彈簧彈力對重物所做功之比是
4．（23-24高二下·安徽·期末）如圖甲所示，一輕彈簧上端固定，下端懸吊一個質(zhì)量為m的小鋼球，把小鋼球從平衡位置向下拉下一段距離，由靜止釋放，小鋼球就沿豎直方向振動起來。以小鋼球的平衡位置為坐標(biāo)原點，豎直向下為正方向建立x軸，從小鋼球某次經(jīng)過平衡位置時開始計時，小鋼球運動的位移x隨時間t變化的圖像如圖乙所示。已知重力加速度為g，彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）
A．小鋼球處在平衡位置時彈簧的彈性勢能最小
B．時刻小鋼球受到的彈力大小等于2mg
C．、兩個時刻小鋼球的加速度相同
D．若增大初始時從平衡位置下拉的距離，小鋼球振動的周期增大
簡諧運動的單擺模型
?積累與運用
1.回復(fù)力:擺球重力沿與擺線垂直方向的分力,F回=mg sin θ=-x=-kx,負(fù)號表示回復(fù)力F回與位移x的方向相反。
2.向心力:擺線的拉力和擺球重力沿擺線方向分力的合力充當(dāng)向心力,F向=FT-mg cs θ。
3.兩點說明
(1)當(dāng)擺球在最高點時,速度為0,F向==0,FT=mg cs θ,回復(fù)力最大。
(2)當(dāng)擺球在最低點時,速度最大,F向=,F向最大,FT=mg+,此時回復(fù)力為0。
5．（23-24高二上·江蘇南京·階段練習(xí)）如圖甲是演示簡諧運動圖象的裝置，它由一根較長的細(xì)線和一個較小的沙漏組成。當(dāng)沙漏擺動時，勻速拉出沙漏下方的木板，漏出的沙在板上會形成一條曲線。通過對曲線的分析，可以確定沙漏的位移隨時間變化的規(guī)律。圖乙是同一個沙漏分別在兩塊木板上形成的曲線．經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，若拉動木板1和木板2的速度大小分別為和，則（）
A．B．C．D．
6．（23-24高二下·天津·期末）一單擺做簡諧振動，如圖為擺繩對擺球的拉力大小F隨時間t變化的圖像，關(guān)于該單擺的情況，下列說法正確的是（重力加速度g取10m/s2）（）
A．單擺振動周期
B．單擺振動周期
C．單擺的擺長為
D．單擺的擺長為
7．（23-24高二下·天津西青·期末）如圖甲所示，一單擺做小角度擺動，從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計時，相對平衡位置的位移x隨時間t變化的圖像如圖乙所示。不計空氣阻力，對于這個單擺的振動過程，下列說法正確的是（）
A．若僅將擺球質(zhì)量變大，單擺周期變大
B．單擺的位移x隨時間t變化的關(guān)系式為
C．從t=0.5s到t=1.0s的過程中，擺球的重力勢能逐漸增大
D．從t=1.0s到t=1.5s的過程中，擺球所受回復(fù)力逐漸減小
8．（23-24高二上·遼寧撫順·期末）如圖甲所示，一個單擺做小角度擺動，該運動可看成簡諧運動。從某次擺球到達(dá)右側(cè)最大位移處開始計時，擺球相對平衡位置的位移x隨時間t變化的圖像如圖乙所示，取重力加速度大小，。下列說法正確的是（）

A．單擺的擺長約為0.16m
B．單擺的位移x隨時間t變化的關(guān)系式為
C．單擺的擺長約為1m
D．從t＝0.4s到t＝0.6s的過程中，擺球的加速度逐漸增大，速度逐漸減小
單擺的周期公式
?積累與運用
1.影響單擺周期的因素:實驗表明,單擺做簡諧運動的周期與擺球的質(zhì)量無關(guān),與振幅無關(guān),
但與擺長有關(guān),擺長越長,周期越大。
2.單擺的周期公式:T=2π,l為擺長,g為單擺所在處重力加速度。
9．（23-24高一下·四川成都·期末）如圖為某一單擺的簡化模型，其擺角小于5°。下列說法正確的是（）
A．單擺的擺長即繩長
B．單擺從左側(cè)最高點A運動到右側(cè)最高點B的時間即為單擺的周期
C．適當(dāng)增大擺角（仍小于5°），其他條件不變，則單擺的周期不變
D．將此單擺從兩極移到地球赤道，其他條件不變，則單擺的周期變小
10．（23-24高二下·河北邢臺·期末）如圖所示，在水平面上固定一光滑圓弧形槽，O點是圓弧形槽的最低點。圓弧形槽的半徑R遠(yuǎn)大于圖中的弧長，重力加速度大小為g。兩個質(zhì)量不同、均可看成質(zhì)點的小球A、B，從圖中離O點遠(yuǎn)近不同的位置同時由靜止釋放，則兩小球從釋放到第一次碰撞所用的時間為（）
A．B．C．D．
11．（23-24高二下·重慶·期末）如圖所示，一根總長為且不可伸長的輕繩上端固定在天花板的點，下端連接一可視為質(zhì)點的小球，在點正下方距其的處，固定有一根垂直紙面的光滑細(xì)桿?，F(xiàn)將該小球向左拉至點下方、輕繩與豎直方向夾角為處，然后從靜止開始無初速度釋放，不計空氣阻力，重力加速度為g，則該小球在豎直面內(nèi)擺動的周期為（）
A．B．C．D．
12．（23-24高二下·浙江湖州·期末）一個單擺在地面上做受迫振動，其振幅與驅(qū)動力頻率的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（）
A．此單擺的固有周期約為4s
B．此單擺的擺長約為2m
C．若擺長增大，單擺的固有頻率減小
D．若擺長增大，曲線的峰將向右移動
受迫振動與共振
?積累與運用
簡諧運動、阻尼振動、受迫振動、共振的對比
簡諧運動
阻尼振動
受迫振動
共振
受力情況
不受阻力作用
受阻力作用
受阻力和驅(qū)動力作用
受阻力和驅(qū)動力作用
振幅
不變
變小
穩(wěn)定后不變
最大
振動周期
(或頻率)
由振動系統(tǒng)本身決定,即固有周期(或固有頻率)
由振動系統(tǒng)本身決定,即固有周期(或固有頻率)
由驅(qū)動力的周期(或頻率)決定,即T受=T驅(qū)(或f受=f驅(qū))
T驅(qū)=T固(或f驅(qū)=f固)
振動圖像

形狀不確定
形狀不確定
13．（2024·浙江臺州·一模）圖甲為共振篩基本結(jié)構(gòu)圖，由四根彈簧和一個電動偏心輪組成，當(dāng)偏心輪每轉(zhuǎn)一周，就給篩子一個周期性變化的驅(qū)動力。若增大電壓，可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高；增加篩子質(zhì)量，可增大篩子固有周期。圖乙是該共振篩的共振曲線?，F(xiàn)在某電壓下偏心輪的轉(zhuǎn)速是54 r/min，下列說法正確的是（）
A．質(zhì)量不變時，增大電壓，圖中振幅的峰值會往右移
B．電壓不變，適當(dāng)增加共振篩的質(zhì)量，可以增大其振幅
C．質(zhì)量不變時，適當(dāng)減小電壓，可以增大共振篩的振幅
D．突然斷電，共振篩不會立即停下來，頻率立即變?yōu)?.8 Hz
14．（23-24高一下·上?！て谀┤鐖D所示，張緊的水平繩上掛了5個小球，擺長，使E擺動后，其他四個擺隨之振動。則穩(wěn)定時（）
A．A擺的振幅最大B．B擺的振幅最大C．C擺的振幅最大D．D擺的振幅最大
15．（23-24高二下·遼寧撫順·期末）如圖所示，兩個彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為，乙彈簧振子的固有頻率為，當(dāng)支架在受到豎直方向、頻率為的驅(qū)動力作用做受迫振動時，兩個彈簧振子的振動情況是（）
A．甲的振幅較大，且振動頻率為
B．甲的振幅較大，且振動頻率為
C．乙的振幅較大，且振動頻率為
D．乙的振幅較大，且振動頻率為
16．（23-24高一下·重慶沙坪壩·期末）如圖甲所示，彈簧下端連接一重物，上端固定在水平轉(zhuǎn)動軸的彎曲處，轉(zhuǎn)動搖桿即可驅(qū)動重物上下振動。彈簧和重物組成的系統(tǒng)可視為彈簧振子，已知彈簧振子做簡諧運動的周期，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，m為重物質(zhì)量?，F(xiàn)改變搖桿轉(zhuǎn)動頻率，得到重物的振幅隨搖桿轉(zhuǎn)動頻率變化的圖像，如圖乙所示。則該重物的質(zhì)量為（）
A．B．C．D．
1．（2024·浙江金華·二模）某釣魚愛好者用粗細(xì)均勻的塑料直管制成如圖所示的浮漂，浮漂在水中平衡時，O點恰好與水面平齊，A、B兩點到O點的距離相等，將浮漂向下按至A點與水面平齊后由靜止釋放，若不計阻力，浮漂做簡諧振動，下列對于浮漂釋放后的運動過程說法正確的是（）
A．浮漂速度為零時，位移也為零
B．浮漂加速度增大時，速度一定減小
C．A從最高點運動到水面的過程中，加速度增大
D．浮漂位移方向總是與加速度方向相反，與速度方向相同
浮漂位移方向總是與加速度方向相反，但與速度方向可能相同也可能相反，故D錯誤。
2．（2025·江蘇淮安·一模）如圖所示，豎直輕彈簧固定在地面上，小球放在彈簧上端可靜止在A點（圖中未畫出）．若將該球放在彈簧上端并按壓至B點松手，升至最高點O，途徑C點時彈簧恰好處于原長，空氣阻力不計，則（）
A．A點位于BC連線中點
B．小球在B點的加速度小于C點的
C．小球從B運動到A的時間大于從A運動到C的時間
D．上升過程中小球的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和一直增大
3．（2025·陜西西安·三模）如上圖a所示，下端附有重物的粗細(xì)均勻木棒，在水池中沿豎直方向做簡諧運動，已知水的密度為ρ，木棒的橫截面積為S，重力加速度大小為g，木棒所受的浮力F隨時間變化的圖像如圖b所示，下列說法正確的是（）
A．水的浮力是木棒做簡諧運動的回復(fù)力
B．0．25s~0．50s內(nèi)木棒的加速度逐漸減小
C．木棒的重力為
D．木棒所受回復(fù)力大小與位移大小的比值為
4．（23-24高二下·北京朝陽·期末）如圖甲所示，一單擺做小角度擺動。從某次擺球由左向右通過平衡位置開始計時，畫出它的振動圖像如圖乙所示。忽略空氣阻力，g取。下列說法正確的是（）
A．此單擺的擺長約為
B．此單擺的振幅為
C．從到的過程中，擺球的動能逐漸減小
D．從到的過程中，擺球所受合力的沖量方向水平向右
5．（23-24高一下·四川·期末）如圖所示，蕩秋千在小幅度擺動時可簡化為單擺做簡諧運動，其等效“擺球”的質(zhì)量為m、擺長為l，重力加速度大小為g，忽略空氣阻力。下列說法正確的是（）
A．人和踏板整體受重力、彈力、回復(fù)力的作用
B．經(jīng)過最低點時人與踏板均處于平衡狀態(tài)
C．人與踏板通過最高點時，合力等于零
D．蕩秋千的周期為
6．（2024·陜西榆林·一模）如圖甲所示為演示簡諧運動圖像的裝置示意圖，它由一根較長的細(xì)線和較小的沙漏組成。當(dāng)沙漏擺動時，沙漏中的細(xì)沙均勻流出，同時水平勻速拉出沙漏正下方的水平木板，沙漏中漏出的細(xì)沙在木板上會形成一條曲線，這條曲線可以理解為沙漏擺動的振動圖像。圖乙是同一沙漏擺動裝置分別在兩塊相同的木板上形成的圖線（圖中的虛曲線）。下列說法中正確的是（）
A．在木板1上細(xì)沙所形成的曲線點附近的線條比點的細(xì)一些
B．木板2運動的速度是木板1運動速度的1.5倍
C．沙漏擺動過程中隨著細(xì)沙的漏出振動的周期不斷變大
D．沙漏擺動過程中隨著細(xì)沙的漏出振動的周期先變大后變小
7．（2025·江蘇淮安·一模）一擺的擺長為1m，擺球質(zhì)量0．01kg，開始時處在平衡位置。若給小球一個向右的水平?jīng)_量0．02kg·m/s，以剛打擊后為t=0時刻（）
A．t=0時，擺球速度為1m/s
B．此次振動的周期約為1s
C．若將該擺從山腳移到山頂，其周期增大
D．若將該擺固定在加速向上運動的電梯中，其周期增大
8．（2024·遼寧本溪·一模）如圖甲，由細(xì)線和裝有墨水的容器組成單擺，容器底端墨水均勻流出。當(dāng)單擺在豎直面內(nèi)擺動時，長木板以速度v垂直于擺動平面勻速移動距離L，形成了如圖乙的墨痕圖案，重力加速度為g，則該單擺的擺長為（）
A．B．C．D．
9．（23-24高一下·四川樂山·期末）如圖，一根張緊的繩上懸掛3個單擺，擺長關(guān)系為，擺球質(zhì)量關(guān)系為。當(dāng)A擺振動起來，通過張緊的繩迫使B、C也振動起來，達(dá)到穩(wěn)定后有（）
A．A擺的擺球質(zhì)量最大，故振幅最小B．B擺的擺長最大，故振動周期最長
C．A、B擺振動周期相同，振幅不同D．A、C擺振幅不同，振動周期相同
10．（23-24高二下·廣東廣州·期末）如圖是用來測量發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動頻率的原理圖。在同一鐵支架上焊有固有頻率依次為，，，的四個鋼片a、b、c、d，將端與正在轉(zhuǎn)動的電動機(jī)接觸，發(fā)現(xiàn)b鋼片振幅很大，其余鋼片振幅很小，則（）
A．發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動頻率為100HzB．發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動頻率為80Hz
C．鋼片a振動頻率約為90HzD．鋼片d振動頻率為70Hz
11．（23-24高二下·廣東廣州·期末）如圖甲所示，在一根水平張緊的繩子掛上3個完全相同的擺球，a、c單擺的擺長相同且小于b單擺的擺長。當(dāng)a單擺振動時，其余各擺也振動起來。圖乙是c單擺穩(wěn)定后的振動圖像，重力加速度為g，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）
A．振動穩(wěn)定時c擺的頻率最小B．振動穩(wěn)定時b擺的周期大于
C．振動穩(wěn)定時c擺的振幅大于b擺的振幅D．若該裝置放在月球上進(jìn)行同樣實驗，將變小
（多選）12．（2024·全國·模擬預(yù)測）在某介質(zhì)中一列簡諧橫波沿軸方向傳播，某一時刻的波形圖如圖所示，如果從此時刻開始計時，質(zhì)點的振動方程為，則下列說法中正確的是（）
A．該簡諧橫波的波長為
B．該簡諧橫波沿軸正方向傳播
C．該簡諧橫波傳播的速度大小為
D．質(zhì)點平衡位置的橫坐標(biāo)為
（多選）13．（23-24高二下·廣東清遠(yuǎn)·期末）振動是自然界中普遍存在的運動形式，簡諧運動是最簡單、最基本的振動。關(guān)于簡諧運動，甲、乙圖對應(yīng)的說法正確的是（）
A．圖甲是研究彈簧振子的運動實驗圖，彈簧振子在彈簧彈力作用下做勻變速直線運動
B．圖甲是研究彈簧振子的運動實驗圖，彈簧振子偏離平衡位置時的加速度方向永遠(yuǎn)指向平衡位置O點
C．圖乙是研究單擺的回復(fù)力實驗圖，單擺的回復(fù)力是擺球重力和細(xì)線拉力的合力
D．圖乙中單擺的擺球運動到O點時速度最大，回復(fù)力最小
（多選）14．（2024·廣東深圳·模擬預(yù)測）下圖是某單擺振動的圖像，由此圖像，以下說法正確的有（）
A．在t時刻和時刻（n取正整數(shù)）擺球速度大小相等
B．每個奇數(shù)秒時間內(nèi)擺球所受合力的沖量均相同
C．每分鐘擺球通過的路程約
D．?dāng)[球做簡諧運動的最大加速度可以達(dá)到
（多選）15．（2025·廣東清遠(yuǎn)·一模）為了使金屬小球穩(wěn)定在同一豎直平面內(nèi)運動，避免單擺穩(wěn)定性差的問題。如圖所示，用兩條長為1.15m的不可伸長的細(xì)線固定一質(zhì)量為的金屬小球，懸掛在水平直桿兩端上，小球靜止時，端細(xì)線與桿的夾角為。當(dāng)小球受到垂直紙面方向的擾動做微小擺動時（已知，重力加速度。則（）
A．金屬小球做簡諧運動B．?dāng)[角變小，周期將變大
C．金屬小球擺動周期約為D．金屬小球經(jīng)過最低點時，端拉力為
（多選）16．（23-24高一下·河北石家莊·期末）蜘蛛會根據(jù)蜘蛛網(wǎng)的振動情況感知是否有昆蟲“落網(wǎng)”，若蜘蛛網(wǎng)的固有頻率為f，一只“落網(wǎng)”的昆蟲正在振動翅膀試圖掙脫蜘蛛網(wǎng)，下列說法正確的是（）
A．昆蟲翅膀振動的頻率不影響蜘蛛網(wǎng)的振動頻率
B．昆蟲翅膀振動的頻率不影響蜘蛛網(wǎng)的固有振動頻率
C．若昆蟲翅膀振動的頻率為f，則此時蜘蛛網(wǎng)的振幅最大
D．昆蟲翅膀振動的頻率越大，蜘蛛網(wǎng)的振幅越大
（新應(yīng)用）1．（24-25高三上·山東青島·期中）在沿x軸方向上電場強(qiáng)度E與坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示，取坐標(biāo)原點為零電勢，電場強(qiáng)度E沿x軸正方向為正。一個質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子，從處由靜止釋放，若粒子僅受電場力作用。下列說法正確的是（）
A．該帶電粒子將做簡諧運動且振幅為2a
B．粒子的最大動能
C．x=a處的電勢為
D．粒子第一次運動到原點所用的時間為
（新情境）2．（24-25高三上·江蘇南京·期中）如圖甲所示，質(zhì)量為的物塊A與豎直放置的輕彈簧上端連接，彈簧下端固定在地面上。時，物塊A處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊B從A正上方一定高度處自由落下，與A發(fā)生碰撞后一起向下運動（碰撞時間極短，且未粘連），到達(dá)最低點后又向上運動。已知B運動的圖像如圖乙所示，其中的圖線為直線，不計空氣阻力，則（）
A．物塊B的質(zhì)量為B．時，彈簧的彈性勢能最大
C．時，B速度為零D．時，A、B開始分離
（新考法）（多選）3．（24-25高三上·山東濰坊·期中）如圖甲所示，一根粗細(xì)均勻的木筷，下端繞幾圈細(xì)鐵絲后豎直懸浮在裝有鹽水的杯子中?，F(xiàn)把木筷豎直向上提起一段距離后放手，忽略水的粘滯阻力及水面高度變化，其在水中的運動可視為簡諧運動。以豎直向上為正方向，從某時刻開始計時，木筷下端的位移y隨時間t變化的圖像如圖乙所示。已知鹽水的密度為ρ，木筷的橫截面積為S，木筷下端到水面的最小距離為，最大距離為。則（）
A．木筷在時間內(nèi)動能先增大后減小
B．木筷做簡諧運動的振幅為
C．木筷（含鐵絲）的質(zhì)量為
D．木筷在時間內(nèi)運動的路程為
（新情境）4．（24-25高二上·江蘇鹽城·期中）彈簧振子以O(shè)點為平衡位置在B、C兩點之間做簡諧運動，B、C相距。某時刻振子處于B點，經(jīng)過，振子首次到達(dá)C點，求：
(1)該彈簧振子振動的振幅和頻率；
(2)振子在內(nèi)通過的路程和位移的大??；
(3)振子在B點的加速度大小與在距O點處P點的加速度大小的比值；由B到P的最短時間。

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