2025高考物理步步高同步练习选修1第二章 机械振动 章末检测试卷(二)含答案

2025高考物理步步高同步练习选修1第二章机械振动章末检测试卷(二)(满分：100分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．(2022·泰安市期中)关于做简谐运动物体的位移、速度、加速度的关系，下列说法中正确的是()A．位移减小时，速度增大，加速度也增大B．位移方向总跟加速度方向相反，但跟速度方向相同C．物体远离平衡位置运动时，速度方向跟位移方向相同D．物体通过平衡位置时，回复力为零，故处于平衡状态答案C解析位移减小时，速度增大，加速度减小，故A错误；位移方向总跟加速度方向相反；当物体远离平衡位置时，位移方向与速度方向相同，当物体靠近平衡位置时，位移方向与速度方向相反，故B错误，C正确；物体通过平衡位置时，回复力为零，但合外力不一定为零，所以不一定处于平衡状态，故D错误。2．(2022·唐山一中期中)如图所示是两人合作模拟振动曲线的记录装置。先在白纸中央画一条直线OO1使它平行于纸的长边，作为图像的横坐标轴。一个人用手使铅笔尖的白纸上沿垂直于OO1的方向振动，另一个人沿OO1的方向匀速拖动白纸，纸上就画出了一条描述笔尖振动情况的x－t图像。下列说法正确的是()A．白纸上OO1轴上的坐标代表速度B．白纸上与OO1垂直的坐标代表振幅C．匀速拖动白纸是为了保证时间均匀变化D．拖动白纸的速度增大，可使笔尖振动周期变长答案C解析笔尖振动周期一定，根据白纸上记录的振动图像的个数可确定出时间长短，所以白纸上OO1轴上的坐标代表时间，故A错误；白纸上与OO1垂直的坐标是变化的，代表了笔尖的位移，而不是振幅，故B错误；由v＝eq\f(x,t)可知，匀速拖动白纸，是为了用相等的距离表示相等的时间，是为了保证时间均匀变化，故C正确；笔尖振动周期与拖动白纸的速度无关，拖动白纸的速度增大，笔尖振动周期不变，故D错误。3．如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统。当圆盘静止时，小球可稳定振动。现使圆盘以4s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定。改变圆盘匀速转动的周期，小球的共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示，则()A．此振动系统的固有频率约为0.25HzB．此振动系统的固有频率约为3HzC．若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率不变D．若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动答案B解析由小球的共振曲线可得，此振动系统的固有频率约为3Hz，故B正确，A错误；振动系统的振动频率是由驱动力的频率决定的，所以若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率减小，故C错误；共振曲线峰值对应振动系统的固有频率，它是由振动系统本身的性质决定的，与驱动力的频率无关，故D错误。4．如图为一单摆做简谐运动时的速度—时间图像，不考虑空气阻力的影响，下列说法正确的是()A．此单摆的摆长约为2mB．t＝1s时单摆的回复力为零C．若减小释放单摆时的摆角，单摆的周期将变小D．将此单摆从北京移至广州，它做简谐运动的周期将变大答案D解析由题图可知，摆动周期T＝2s，由单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，可解得此单摆的摆长约为1m，A错误；t＝1s摆球速度为零，在最大位移处，单摆的回复力最大，B错误；单摆的周期与摆角无关，C错误；将此单摆从北京移至广州，重力加速度减小，它做简谐运动的周期将变大，D正确。5.如图所示，一小球用细线悬挂于O点，细线长为L，O点正下方eq\f(1,2)L处有一光滑铁钉。将小球拉至A处无初速度释放(摆角很小)，重力加速度为g，这个摆的周期是()A．2πeq\r(\f(L,g)) B．πeq\r(\f(L,g))C．(eq\r(2)＋1)πeq\r(\f(L,g)) D．(eq\r(2)＋1)πeq\r(\f(L,2g))答案D解析小球再次回到A点时所用的时间为一个周期，其中包括了以L为摆长的简谐运动半个周期和以eq\f(1,2)L为摆长的简谐运动的半个周期。以L为摆长的运动时间t1＝eq\f(1,2)×2πeq\r(\f(L,g))，以eq\f(1,2)L为摆长的运动时间t2＝eq\f(1,2)×2πeq\r(\f(\f(1,2)L,g))，则这个摆的周期T＝t1＋t2＝(eq\r(2)＋1)πeq\r(\f(L,2g))，故A、B、C错误，D正确。6．一质点做简谐运动的振动方程是x＝2sin(50πt＋eq\f(π,2))cm，则()A．在0～0.02s内，质点的速度与加速度方向始终相同B．在0.02s时，质点具有沿x轴正方向的最大加速度C．在0.035s时，质点的速度方向与加速度方向均沿x轴正方向D．在0.04s时，回复力最大，质点的速度方向沿x轴负方向答案B解析由振动方程可知，振幅A＝2cm，T＝0.04s，初相位φ＝eq\f(π,2)，即t＝0时，位于正的最大位移处。在0～0.02s内，前0.01s内，速度与加速度方向相同，后0.01s内，速度与加速度方向相反，A错误；在0.02s时，质点在负的最大位移处，具有正向最大加速度，B正确；在0.035s时，质点从平衡位置上方，向最大位移处运动，速度方向沿x轴正方向，加速度方向沿x轴负方向，C错误；在0.04s时，质点回到正的最大位移处，回复力最大，速度为零，无方向，D错误。7．两个弹簧振子甲、乙沿水平方向放置，取向右为正方向，其振动图像如图所示，以下说法正确的是()A．两弹簧振子具有相同的相位B．甲的振幅比乙大，所以甲的能量比乙大C．t＝2s时甲具有负向最大速度，乙具有正向最大位移D．甲、乙两弹簧振子加速度最大值之比一定为2∶1答案C解析由题图知两弹簧振子的周期不相等，只是初相相同，所以它们的相位不相同，选项A错误；两振动系统为水平弹簧振子，能量只有动能和弹性势能，当位移最大时振动能量即弹性势能，甲的振幅大，但两弹簧的劲度系数大小不知，所以最大位移时弹性势能无法判断，即能量大小无法判断，选项B错误；t＝2s时甲处于平衡位置向负向运动，具有负向最大速度，乙在正向最大位移处，具有正向最大位移，选项C正确；不知道两个弹簧劲度系数和振子质量的大小关系，所以无法判断回复力大小和加速度大小的比例关系，选项D错误。8．如图甲所示，金属小球用轻弹簧连接在固定的光滑斜面顶端。小球在斜面上做简谐运动，到达最高点时，弹簧处于原长。取沿斜面向上为正方向，小球的振动图像如图乙所示。则()A．弹簧的最大伸长量为4mB．t＝0.2s时，弹簧的弹性势能最大C．t＝0.2s到t＝0.6s内，小球的重力势能逐渐减小D．t＝0到t＝0.4s内，回复力的冲量为零答案C解析小球的振幅等于振子位移的最大值，由题图乙可知，振幅为A＝2cm，由于当振子到达最高点时，弹簧处于原长，所以弹簧的最大伸长量为2A＝4cm，A错误；t＝0.2s时，弹簧处于原长，弹簧的弹性势能最小，为零，B错误；t＝0.2s到t＝0.6s内，小球由最高点向最低点运动，小球的重力势能逐渐减小，C正确；t＝0时小球经过平衡位置沿斜面向上运动，t＝0.4s时小球经过平衡位置沿斜面向下运动，回复力方向都为沿斜面向下，根据动量定理可知回复力的冲量不为零，D错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．蜘蛛会根据丝网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若丝网的固有频率为200Hz，下列说法正确的是()A．“落网”昆虫翅膀振动的频率越大，丝网的振幅越大B．当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网不振动C．当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，丝网的振幅最大D．昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定答案CD解析根据共振的条件可知，当驱动力的频率越接近系统的固有频率时，系统的振幅越大，A错误；当“落网”昆虫翅膀振动的频率低于200Hz时，丝网仍然振动，B错误；当“落网”昆虫翅膀振动的周期为0.005s时，其频率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.005)Hz＝200Hz，与丝网的固有频率相等，所以丝网的振幅最大，C正确；受迫振动的频率等于驱动力的频率，所以昆虫“落网”时，丝网振动的频率由“落网”昆虫翅膀振动的频率决定，D正确。10．如图甲所示，挖掘机的顶部垂下一个大铁球，让大铁球小角度地摆动，即可以用来拆卸混凝土建筑，大铁球与悬链可视为单摆，对应的振动图像如图乙所示，g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．单摆振动的周期为6sB．t＝2s时，摆球的速度最大C．球摆开的角度越大，周期越大D．该单摆的摆长约为16m答案BD解析由题图乙知，单摆的周期为8s，A错误；t＝2s时，摆球位于平衡位置，速度最大，B正确；根据单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))可知，周期与摆球摆开的角度大小无关，C错误；将数据代入T＝2πeq\r(\f(l,g))得摆长l≈16m，D正确。11．弹簧振子做简谐运动，若从平衡位置O开始计时，经过4s振子第一次经过P点，又经过了1s，振子第二次经过P点，则该简谐运动的周期为()A．5s B．6sC．14s D．18s答案BD解析如图，假设弹簧振子在水平方向BC之间振动，若振子开始先向右振动，振子的振动周期为T＝4×(4＋eq\f(1,2))s＝18s若振子开始先向左振动，设振子的振动周期为T′，则eq\f(T′,2)＋(eq\f(T′,4)－eq\f(1,2)s)＝4s解得T′＝6s，故B、D正确。12．(2022·山东高二期末)劲度系数为k的轻弹簧一端固定在倾角30°的足够长光滑斜面底端，另一端与质量为m的物块A相连，跨过定滑轮O的轻绳一端系住A，另一端与质量为m的球B相连，轻绳OA平行于斜面(如图所示)，用手托住球B，使轻绳刚好伸直。现松手使球B从静止开始下落，物块A将在斜面上做简谐运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是()A．物块A获得的最大速度为eq\r(\f(mg2,k))B．物块A获得的最大速度为eq\r(\f(mg2,2k))C．物块A在斜面上做简谐运动的振幅为eq\f(mg,k)D．球B下落的最大高度为eq\f(2mg,k)答案BCD解析用手托住球B时，弹簧处于压缩状态，据胡克定律有kx1＝mgsin30°，解得x1＝eq\f(mg,2k)，松手使球B从静止开始下落，平衡时弹簧处于伸长状态，据平衡条件可得mg－mgsin30°＝kx2，解得x2＝eq\f(mg,2k)，故物块A在斜面上做简谐运动的振幅为A＝x1＋x2＝eq\f(mg,k)，C正确；振幅为eq\f(mg,k)，故下降的最大高度为2A，即eq\f(2mg,k)，D正确；到达平衡位置时，物块A获得最大速度，对A、B及弹簧组成的系统由机械能守恒定律得mgA－mgAsin30°＝eq\f(1,2)·2mv2，解得v＝eq\r(\f(mg2,2k))，A错误，B正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13．(8分)如图甲所示，某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度。(1)在测量单摆周期时，某同学在摆球某次通过最低点时，按下停表开始计时，同时数“1”当摆球第二次通过最低点时数“2”，依此法往下数，当他数到“50”时，停表停止计时，读出这段时间t。则该单摆的周期为________。如果他在实验中误将周期计算为eq\f(t,50)，则测得的g值________(选填“偏大”“偏小”或“准确”)。(2)若小组同学周期测量正确，但由于没有游标卡尺，无法测量小球的直径，于是小组同学改变摆线长L，分别测出对应的单摆周期T，作出L－T2图像如图乙所示，根据图像，小组同学得到了图线在横轴上的截距为a，图线的斜率为k，则小球的直径为____________，当地的重力加速度为________。答案(1)eq\f(t,24.5)偏大(2)2ka4π2k(每空2分)解析(1)单摆完成一次全振动需要的时间是一个周期，单摆周期T＝eq\f(t,n)＝eq\f(t,\f(50－1,2))＝eq\f(t,24.5)根据单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))整理得g＝eq\f(4π2l,T2)，周期测量值偏小，则g测量值偏大。(2)由单摆周期公式得T＝2πeq\r(\f(L＋\f(d,2),g))整理得L＝eq\f(g,4π2)T2－eq\f(d,2)L－T2图线的斜率k＝eq\f(g,4π2)将L＝0，T2＝a代入表达式，即0＝ka－eq\f(d,2)得小球直径d＝2ka当地的重力加速度g＝4π2k。14．(10分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，除停表外，还应选用下列所给器材中的________．(将所选用的器材前的字母填在横线上)A．长1m左右的细绳B．长10cm左右的细绳C．直径约2cm的钢球D．直径约2cm的木球E．分度值是1cm的米尺F．分度值是1mm的米尺(2)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是________(选填选项前的字母)。A．把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动B．在摆球到达最高点时开始计时C．用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期D．用停表测量单摆完成30次全振动所用的总时间，用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期(3)若测出单摆的周期T、摆线长l、摆球直径d，则当地的重力加速度g＝________(用测出的物理量表示)。(4)若测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2－L图线如图，此图线斜率的物理意义是________。A．gB.eq\f(g,L)C.eq\f(4π2,g)D.eq\f(g,4π2)(5)在(4)中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的图线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小________。A．偏大 B．偏小C．不变 D．都有可能答案(1)ACF(2)AD(3)eq\f(4π2l＋\f(d,2),T2)(4)C(5)C(每空2分)解析(1)单摆的摆角较小，所以所用细绳需要适当长一些，这样摆幅较大，便于观察，选择长1m左右的细绳，即A；为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量较大，体积较小的钢球，即C；测量长度需要尽量精确，选择分度值是1mm的米尺，即F.故选ACF。(2)单摆的摆角不超过5°，把摆球从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，使之做简谐运动，A正确；摆球在最高点速度为零，停滞时间较大，从最高点计时误差较大，摆球在最低点速度最大，所以应从最低点开始计时，B错误；用1次全振动的时间作为周期误差较大，应用停表测量单摆完成30次全振动所用的总时间，用总时间除以全振动的次数得到单摆的周期，C错误，D正确。(3)根据单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，其中L＝l＋eq\f(d,2)，可知重力加速度g＝eq\f(4π2l＋\f(d,2),T2)。(4)根据单摆的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，变形得T2＝eq\f(4π2,g)L斜率为eq\f(4π2,g)，A、B、D错误，C正确。(5)结合(4)可知斜率与摆长无关，所以斜率不变，A、B、D错误，C正确。15．(8分)(2023·聊城市月考)一水平弹簧振子做简谐运动的位移与时间的关系如图。(1)该简谐运动的周期和振幅分别是多少；(2)写出该简谐运动的表达式；(3)求t＝0.25×10－2s时振子的位移。答案(1)2×10－2s2cm(2)x＝2sin(100πt＋eq\f(3π,2))cm或x＝2sin(100πt－eq\f(π,2))cm(3)－eq\r(2)cm解析(1)由题图知，T＝2×10－2s，A＝2cm。(2分)(2)ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，φ＝eq\f(3π,2)或φ＝－eq\f(π,2)(2分)振子做简谐运动的表达式为x＝2sin(100πt＋eq\f(3π,2))cm或x＝2sin(100πt－eq\f(π,2))cm。(2分)(3)当t＝0.25×10－2s时位移为x＝2sin(100π×0.25×10－2＋eq\f(3π,2))cm＝－eq\r(2)cm。(2分)16．(10分)(2022·常州市高二期中)如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O点之间。现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线，图中t＝0为摆球从A点开始运动的时刻，g取10m/s2。求：(1)单摆的振动周期和摆长；(2)摆球的质量；(3)摆球运动过程中的最大速度。答案(1)0.4πs0.4m(2)0.05kg(3)eq\f(\r(2),5)m/s解析(1)小球在一个周期内两次经过最低点，可得周期T＝0.4πs(1分)根据单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))(2分)解得l＝eq\f(gT2,4π2)＝eq\f(10×0.16π2,4π2)m＝0.4m(1分)(2)(3)摆球受力分析如图所示，在最高点A，有Fmin＝mgcosα＝0.495N(1分)在最低点B，有Fmax＝mg＋meq\f(v2,l)＝0.510N(1分)从A到B，机械能守恒，由机械能守恒定律得mgl(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2(2分)解得m＝0.05kg，v＝eq\f(\r(2),5)m/s。(2分)17．(12分)如图所示，倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为eq\f(3,4)L时将物块由静止开始释放(物块做简谐运动)，重力加速度为g。(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度；(2)物块做简谐运动的振幅是多少；(3)选物块的平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为正方向建立坐标系，用x表示物块相对于平衡位置的位移，证明物块做简谐运动。(已知做简谐运动的物体所受的回复力满足F＝－kx)答案(1)L＋eq\f(mgsinα,k)(2)eq\f(mgsinα,k)＋eq\f(L,4)(3)见解析解析(1)物块平衡时，受重力、支持力和弹簧的弹力。根据平衡条件，有：mgsinα＝k·Δx(2分)解得Δx＝eq\f(mgsinα,k)故物块处于平衡位置时弹簧的长度为L＋eq\f(mgsinα,k)。(2分)(2)物块做简谐运动的振幅为A＝Δx＋eq\f(1,4)L＝eq\f(mgsinα,k)＋eq\f(L,4)。(3分)(3)物块到达平衡位置下方x位置时，弹力为k(x＋Δx)＝k(x＋eq\f(mgsinα,k))(2分)故合力为F＝mgsinα－k(x＋eq\f(mgsinα,k))＝－kx(3分)故物块做简谐运动。18．(12分)如图所示，将质量为mA＝100g的平台A连接在劲度系数k＝200N/m的弹簧上端，弹簧下端固定在地面上，形成竖直方向的弹簧振子，在A的上方放置mB＝mA的物块B，使A、B一起上下振动，弹簧原长为5cm。A的厚度可忽略不计，g取10m/s2。则：(1)当系统做小振幅简谐振动时，A的平衡位置离地面C多高？(2)当振幅为0.5cm时，B对A的最大压力有多大？(3)为使B在振动中始终与A接触，振幅不能超过多大？为什么？答案(1)4cm(2)1.5N(3)振幅不能大于1cm理由见解析解析(1)振幅很小时，A、B间不会分离，将A与B作为整体，当它们处于平衡位置时，根据平衡条件得kΔx0＝(mA＋mB)g(1分)得Δx0＝1cm(1分)平衡位置距地面高度h＝l0－Δx0＝4cm。(1分)(2)当A、B运动到最低点时，有向上的最大加速度，此时A、B间相互作用力最大，设振幅为A，最大加速度am＝eq\f(kA＋Δx0－mA＋mBg,mA＋mB)＝eq\f(kA,mA＋mB)＝5m/s2(2分)取B为研究对象，有FN－mBg＝mBam(1分)得A、B间相互作用力FN＝mB(g＋am)＝1.5N(1分)由牛顿第三定律知，B对A的最大压力大小为1.5N(1分)(3)为使B在振动中始终与A接触，在最高点时相互作用力应满足：FN≥0(1分)取B为研究对象，根据牛顿第二定律，有mBg－FN＝mBa当FN＝0时，B振动的加速度达到最大值，且最大值amB＝g＝10m/s2(方向竖直向下)(1分)因amA＝amB＝g，表明A、B仅受重力作用，此刻弹簧的弹力为零，即弹簧处于原长(1分)A′＝1cm，振幅不能大于1cm(1分)章末素养提升物理观念描述简谐运动的物理量(1)位移x：相对于平衡位置的位移(2)振幅A：离开平衡位置的最大距离(3)周期T：完成一次全振动需要的时间。周期由振动系统本身决定，与振幅无关(4)频率f：单位时间内完成全振动的次数(5)相位：某时刻处于一个运动周期中的状态三类振动的特征简谐运动：(1)受力特点：F＝－kx(2)运动特点：做变加速运动，具有周期性和对称性(3)位移—时间关系：正弦函数规律x＝Asin(ωt＋φ)(4)能量特点：动能和势能之和保持不变阻尼振动：(1)振幅逐渐减小(2)能量衰减，机械能逐渐转化为内能或向四周辐射出去受迫振动：(1)驱动力作用下的振动(2)受迫振动的频率等于驱动力的频率(3)共振：f驱＝f固，受迫振动的振幅最大科学思维理想化模型水平弹簧振子：由弹簧和小球组成，忽略阻力，由弹力提供回复力单摆：(1)相对来说，阻力可忽略，细线质量可忽略，球的直径也可忽略(2)做简谐运动的条件：摆角小于5°图像法简谐运动的图像：(1)正弦曲线(2)图像信息：振幅A、周期T、各时刻的位移x等科学探究1.学会利用单摆测量重力加速度2.能正确熟练地使用游标卡尺和停表，能正确读取并记录实验数据3.会分析实验中产生系统误差和偶然误差的原因，掌握减小实验误差的方法科学态度与责任1.通过对单摆规律的研究，知道时钟的发明对人类文明发展的意义2.通过学习共振现象产生的原因，能运用所学知识解释生产生活中防止共振或利用共振的现象例1下列说法完全正确的一组是()①做简谐运动的物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同②做简谐运动的物体振动的轨迹是正弦或余弦曲线③做简谐运动的物体每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同④做简谐运动的物体经过平衡位置时所受合外力一定为零⑤秒摆是指周期为1s，摆长约为1m的单摆⑥单摆的摆球做匀速圆周运动⑦在外力作用下的振动是受迫振动，受迫振动稳定后的频率与自身物理条件无关⑧简谐振动的1个周期内回复力的瞬时功率有4次为零⑨部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是使桥受到的压力更不均匀及减少登山运动员耗散能量⑩做简谐运动的物体从平衡位置向最大位移处运动过程中，它的势能增大A．②⑤⑥⑨ B．①③⑧⑩C．②④⑤⑦ D．①③⑨⑩答案B解析简谐运动物体的位移是由平衡位置指向所在位置，因此物体的运动方向指向平衡位置时，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同，①正确；物体做简谐运动仅在某一坐标轴上振动，其轨迹范围是一个线段，而非曲线，②错误；做简谐运动的物体每次通过同一位置时，速度方向可能不同，但加速度一定相同，③正确；单摆经过平衡位置时所受合外力不为零，④错误；秒摆周期为2s，摆长为1m，⑤错误；单摆的摆球做曲线运动且非匀速，⑥错误；在周期性外力作用下的振动才是受迫振动，⑦错误；简谐振动的1个周期内在两个最大位移处以及两次通过平衡位置时，回复力的瞬时功率均为0，⑧正确；部队经过桥梁时，规定不许齐步走，登山运动员登雪山时，不许高声叫喊，主要原因是防止发生共振导致灾害，⑨错误；做简谐运动的物体从平衡位置向最大位移处运动过程中，动能逐渐减小，因此势能逐渐增大，⑩正确。故选B。例2(多选)很多高层建筑都会安装减震耗能阻尼器，用来控制强风或地震导致的振动。台北101大楼使用的阻尼器是重达660吨的调谐质量阻尼器，阻尼器相当于一个巨型质量块。简单说就是将阻尼器悬挂在大楼上方，它的摆动会产生一个反作用力，在建筑物摇晃时往反方向摆动，会使大楼摆动的幅度减小。关于调谐质量阻尼器下列说法正确的是()A．阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动频率相同B．阻尼器与大楼摆动幅度相同C．阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反D．阻尼器摆动幅度不受风力大小影响答案AC解析由题意可知阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动频率相同，故A正确；阻尼器与大楼摆动幅度不相同，故B错误；由题意可知，大楼对阻尼器的力与阻尼器对大楼的力为一对相互作用力，根据回复力F＝－kx可知，阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反，故C正确；阻尼器的摆动幅度会受到风力的影响，故D错误。例3一个弹簧振子一端固定在墙上，当振动过程中，弹簧的最短和最长位置如图所示。弹性势能Ep＝eq\f(1,2)kx2(x为弹簧形变量)，以下四个随弹簧长度变化的图像分别是()

abcdA物块加速度回复力物块动能系统弹性势能B系统弹性势能回复力物块动能系统机械能C弹簧的形变量物块的速度系统弹性势能物块加速度D回复力大小物块的速度物块加速度系统机械能答案B解析图像横坐标为弹簧的长度，选项中涉及到的物理量有弹性势能、机械能、回复力、加速度以及物块动能。简谐运动过程机械能守恒，因此图像d纵坐标应为系统的机械能。弹性势能与弹簧形变量平方成正比，因此Ep＝eq\f(kx－x02,2)，图像a符合弹性势能的变化规律；设振幅为A，则A＝xmax－x0＝x0－xmin，物块动能为Ek＝eq\f(kA2,2)－eq\f(kx－x02,2)，图像c符合动能随弹簧长度的变化关系；回复力F＝－k(x－x0)，图像b符合。故选B。例4(多选)装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压5cm后放手，忽略运动阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.4s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管(包括管内液体)，下列说法正确的是()A．振动过程中机械能守恒B．回复力等于重力和浮力的合力C．位移满足函数式x＝5sin(5πt－eq\f(5π,6))cmD．若向下缓慢按压3cm后放手，振动频率变小答案BC解析玻璃管在振动过程中，水的浮力对玻璃管做功，故振动过程中，玻璃管的机械能不守恒，故A错误；玻璃管振动过程中，受到重力和水的浮力，这两个力的合力充当回复力，故B正确；由于振动周期为0.4s，故ω＝eq\f(2π,T)＝5πrad/s由题图乙可知振动位移的函数表达式为x＝5sin(5πt－eq\f(5π,6))cm，故C正确；由于玻璃管做简谐振动，与弹簧振子的振动相似，结合简谐振动的特点可知，该振动的周期和频率与振幅无关，故D错误。例5(多选)(2022·山东师范大学附中高二期中