2025年高二物理人教版寒假衔接讲练 提升练-07 机械振动（学生版）

07机械振动内容早知道☛第一层巩固提升练（4大题型）题型1简谐运动题型2简谐运动的单摆模型题型3单摆的周期公式题型4受迫振动与共振☛第二层能力提升练☛第三层拓展突破练简谐运动⭐积累与运用⭐积累与运用简谐运动：如果物体的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，这样的振动是一种简谐运动。位移表达式：x=Asin(wt+φ)。1．（2025·四川泸州·一模）如图所示，水平地面上倾角的固定斜面底端有一挡板，轻弹簧一端与挡板相连，另一端系着质量的物块P，物块P通过轻绳绕过定滑轮系着质量的小球Q。开始时两物体均处于静止状态，若剪断连接P、Q的轻绳，物块P将做简谐运动。已知轻弹簧的劲度系数，细绳与斜面平行，一切摩擦和空气阻力不计，取重力加速度。则物块P做简谐运动的振幅为（）A．0．25m B．0.20m C．0.15m D．0.05m2．（2024·山西·一模）如图所示，在一机械平台上放一物体，该平台在竖直方向上做简谐运动。下列选项中哪种情况可能使物体开始脱离台面（）A．平台向下运动通过平衡位置处时 B．平台向上运动通过平衡位置上方时C．平台向下运动通过平衡位置下方时 D．平台向上运动通过平衡位置下方时3．（24-25高三上·北京·开学考试）如图所示，一根轻质弹簧上端固定在天花板上，下端挂一重物（可视为质点），重物静止时处于B位置。现用手托重物使之缓慢上升至A位置，此时弹簧长度恢复至原长。之后放手，使重物从静止开始下落，沿竖直方向在A位置和C位置（图中未画出）之间做往复运动。重物运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。关于上述过程（不计空气阻力），下列说法中正确的是（

）A．重物在C位置时，其加速度的大小等于当地重力加速度的值的两倍B．在重物从A位置下落到C位置的过程中，重力的冲量大于弹簧弹力的冲量C．在手托重物从B位置缓慢上升到A位置的过程中，手对重物所做的功等于重物往复运动过程中所具有的最大动能D．在重物从A位置到B位置和从B位置到C位置的两个过程中，弹簧弹力对重物所做功之比是4．（23-24高二下·安徽·期末）如图甲所示，一轻弹簧上端固定，下端悬吊一个质量为m的小钢球，把小钢球从平衡位置向下拉下一段距离，由静止释放，小钢球就沿竖直方向振动起来。以小钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向下为正方向建立x轴，从小钢球某次经过平衡位置时开始计时，小钢球运动的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力。下列说法正确的是（

）A．小钢球处在平衡位置时弹簧的弹性势能最小B．时刻小钢球受到的弹力大小等于2mgC．、两个时刻小钢球的加速度相同D．若增大初始时从平衡位置下拉的距离，小钢球振动的周期增大简谐运动的单摆模型⭐积累与运用⭐积累与运用1.回复力:摆球重力沿与摆线垂直方向的分力,F回=mgsinθ=-x=-kx,负号表示回复力F回与位移x的方向相反。2.向心力:摆线的拉力和摆球重力沿摆线方向分力的合力充当向心力,F向=FT-mgcosθ。3.两点说明(1)当摆球在最高点时,速度为0,F向==0,FT=mgcosθ,回复力最大。(2)当摆球在最低点时,速度最大,F向=,F向最大,FT=mg+,此时回复力为0。5．（23-24高二上·江苏南京·阶段练习）如图甲是演示简谐运动图象的装置，它由一根较长的细线和一个较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，匀速拉出沙漏下方的木板，漏出的沙在板上会形成一条曲线。通过对曲线的分析，可以确定沙漏的位移随时间变化的规律。图乙是同一个沙漏分别在两块木板上形成的曲线．经测量发现，若拉动木板1和木板2的速度大小分别为和，则（）A． B． C． D．6．（23-24高二下·天津·期末）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7．（23-24高二下·天津西青·期末）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，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示。不计空气阻力，对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（）A．若仅将摆球质量变大，单摆周期变大B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为C．从t=0.5s到t=1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大D．从t=1.0s到t=1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小8．（23-24高二上·辽宁抚顺·期末）如图甲所示，一个单摆做小角度摆动，该运动可看成简谐运动。从某次摆球到达右侧最大位移处开始计时，摆球相对平衡位置的位移x随时间t变化的图像如图乙所示，取重力加速度大小，。下列说法正确的是（）

A．单摆的摆长约为0.16mB．单摆的位移x随时间t变化的关系式为C．单摆的摆长约为1mD．从t＝0.4s到t＝0.6s的过程中，摆球的加速度逐渐增大，速度逐渐减小单摆的周期公式⭐积累与运用⭐积累与运用1.影响单摆周期的因素:实验表明,单摆做简谐运动的周期与摆球的质量无关,与振幅无关,

但与摆长有关,摆长越长,周期越大。2.单摆的周期公式:T=2π,l为摆长,g为单摆所在处重力加速度。9．（23-24高一下·四川成都·期末）如图为某一单摆的简化模型，其摆角小于5°。下列说法正确的是（

）A．单摆的摆长即绳长B．单摆从左侧最高点A运动到右侧最高点B的时间即为单摆的周期C．适当增大摆角（仍小于5°），其他条件不变，则单摆的周期不变D．将此单摆从两极移到地球赤道，其他条件不变，则单摆的周期变小10．（23-24高二下·河北邢台·期末）如图所示，在水平面上固定一光滑圆弧形槽，O点是圆弧形槽的最低点。圆弧形槽的半径R远大于图中的弧长，重力加速度大小为g。两个质量不同、均可看成质点的小球A、B，从图中离O点远近不同的位置同时由静止释放，则两小球从释放到第一次碰撞所用的时间为（）A． B． C． D．11．（23-24高二下·重庆·期末）如图所示，一根总长为且不可伸长的轻绳上端固定在天花板的点，下端连接一可视为质点的小球，在点正下方距其的处，固定有一根垂直纸面的光滑细杆。现将该小球向左拉至点下方、轻绳与竖直方向夹角为处，然后从静止开始无初速度释放，不计空气阻力，重力加速度为g，则该小球在竖直面内摆动的周期为（

）A． B． C． D．12．（23-24高二下·浙江湖州·期末）一个单摆在地面上做受迫振动，其振幅与驱动力频率的关系如图所示，下列说法正确的是（）A．此单摆的固有周期约为4sB．此单摆的摆长约为2mC．若摆长增大，单摆的固有频率减小D．若摆长增大，曲线的峰将向右移动受迫振动与共振⭐积累与运用⭐积累与运用简谐运动、阻尼振动、受迫振动、共振的对比简谐运动阻尼振动受迫振动共振受力情况不受阻力作用受阻力作用受阻力和驱动力作用受阻力和驱动力作用振幅不变变小稳定后不变最大振动周期(或频率)由振动系统本身决定,即固有周期(或固有频率)由振动系统本身决定,即固有周期(或固有频率)由驱动力的周期(或频率)决定,即T受=T驱(或f受=f驱)T驱=T固(或f驱=f固)振动图像  形状不确定形状不确定13．（2024·浙江台州·一模）图甲为共振筛基本结构图，由四根弹簧和一个电动偏心轮组成，当偏心轮每转一周，就给筛子一个周期性变化的驱动力。若增大电压，可使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可增大筛子固有周期。图乙是该共振筛的共振曲线。现在某电压下偏心轮的转速是54r/min，下列说法正确的是（）A．质量不变时，增大电压，图中振幅的峰值会往右移B．电压不变，适当增加共振筛的质量，可以增大其振幅C．质量不变时，适当减小电压，可以增大共振筛的振幅D．突然断电，共振筛不会立即停下来，频率立即变为0.8Hz14．（23-24高一下·上海·期末）如图所示，张紧的水平绳上挂了5个小球，摆长，使E摆动后，其他四个摆随之振动。则稳定时（

）A．A摆的振幅最大 B．B摆的振幅最大 C．C摆的振幅最大 D．D摆的振幅最大15．（23-24高二下·辽宁抚顺·期末）如图所示，两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为，乙弹簧振子的固有频率为，当支架在受到竖直方向、频率为的驱动力作用做受迫振动时，两个弹簧振子的振动情况是（）A．甲的振幅较大，且振动频率为B．甲的振幅较大，且振动频率为C．乙的振幅较大，且振动频率为D．乙的振幅较大，且振动频率为16．（23-24高一下·重庆沙坪坝·期末）如图甲所示，弹簧下端连接一重物，上端固定在水平转动轴的弯曲处，转动摇杆即可驱动重物上下振动。弹簧和重物组成的系统可视为弹簧振子，已知弹簧振子做简谐运动的周期，其中k为弹簧的劲度系数，m为重物质量。现改变摇杆转动频率，得到重物的振幅随摇杆转动频率变化的图像，如图乙所示。则该重物的质量为（）A． B． C． D．1．（2024·浙江金华·二模）某钓鱼爱好者用粗细均匀的塑料直管制成如图所示的浮漂，浮漂在水中平衡时，O点恰好与水面平齐，A、B两点到O点的距离相等，将浮漂向下按至A点与水面平齐后由静止释放，若不计阻力，浮漂做简谐振动，下列对于浮漂释放后的运动过程说法正确的是（）A．浮漂速度为零时，位移也为零B．浮漂加速度增大时，速度一定减小C．A从最高点运动到水面的过程中，加速度增大D．浮漂位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同浮漂位移方向总是与加速度方向相反，但与速度方向可能相同也可能相反，故D错误。2．（2025·江苏淮安·一模）如图所示，竖直轻弹簧固定在地面上，小球放在弹簧上端可静止在A点（图中未画出）．若将该球放在弹簧上端并按压至B点松手，升至最高点O，途径C点时弹簧恰好处于原长，空气阻力不计，则（）A．A点位于BC连线中点B．小球在B点的加速度小于C点的C．小球从B运动到A的时间大于从A运动到C的时间D．上升过程中小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和一直增大3．（2025·陕西西安·三模）如上图a所示，下端附有重物的粗细均匀木棒，在水池中沿竖直方向做简谐运动，已知水的密度为ρ，木棒的横截面积为S，重力加速度大小为g，木棒所受的浮力F随时间变化的图像如图b所示，下列说法正确的是（

）A．水的浮力是木棒做简谐运动的回复力B．0．25s~0．50s内木棒的加速度逐渐减小C．木棒的重力为D．木棒所受回复力大小与位移大小的比值为4．（23-24高二下·北京朝阳·期末）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．（23-24高一下·四川·期末）如图所示，荡秋千在小幅度摆动时可简化为单摆做简谐运动，其等效“摆球”的质量为m、摆长为l，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A．人和踏板整体受重力、弹力、回复力的作用B．经过最低点时人与踏板均处于平衡状态C．人与踏板通过最高点时，合力等于零D．荡秋千的周期为6．（2024·陕西榆林·一模）如图甲所示为演示简谐运动图像的装置示意图，它由一根较长的细线和较小的沙漏组成。当沙漏摆动时，沙漏中的细沙均匀流出，同时水平匀速拉出沙漏正下方的水平木板，沙漏中漏出的细沙在木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像。图乙是同一沙漏摆动装置分别在两块相同的木板上形成的图线（图中的虚曲线）。下列说法中正确的是（）A．在木板1上细沙所形成的曲线点附近的线条比点的细一些B．木板2运动的速度是木板1运动速度的1.5倍C．沙漏摆动过程中随着细沙的漏出振动的周期不断变大D．沙漏摆动过程中随着细沙的漏出振动的周期先变大后变小7．（2025·江苏淮安·一模）一摆的摆长为1m，摆球质量0．01kg，开始时处在平衡位置。若给小球一个向右的水平冲量0．02kg·m/s，以刚打击后为t=0时刻（）A．t=0时，摆球速度为1m/sB．此次振动的周期约为1sC．若将该摆从山脚移到山顶，其周期增大D．若将该摆固定在加速向上运动的电梯中，其周期增大8．（2024·辽宁本溪·一模）如图甲，由细线和装有墨水的容器组成单摆，容器底端墨水均匀流出。当单摆在竖直面内摆动时，长木板以速度v垂直于摆动平面匀速移动距离L，形成了如图乙的墨痕图案，重力加速度为g，则该单摆的摆长为（）A． B． C． D．9．（23-24高一下·四川乐山·期末）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10．（23-24高二下·广东广州·期末）如图是用来测量发动机转动频率的原理图。在同一铁支架上焊有固有频率依次为，，，的四个钢片a、b、c、d，将端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅很大，其余钢片振幅很小，则（

）A．发动机转动频率为100Hz B．发动机转动频率为80HzC．钢片a振动频率约为90Hz D．钢片d振动频率为70Hz11．（23-24高二下·广东广州·期末）如图甲所示，在一根水平张紧的绳子挂上3个完全相同的摆球，a、c单摆的摆长相同且小于b单摆的摆长。当a单摆振动时，其余各摆也振动起来。图乙是c单摆稳定后的振动图像，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．振动稳定时c摆的频率最小 B．振动稳定时b摆的周期大于C．振动稳定时c摆的振幅大于b摆的振幅 D．若该装置放在月球上进行同样实验，将变小（多选）12．（2024·全国·模拟预测）在某介质中一列简谐横波沿轴方向传播，某一时刻的波形图如图所示，如果从此时刻开始计时，质点的振动方程为，则下列说法中正确的是（

）A．该简谐横波的波长为B．该简谐横波沿轴正方向传播C．该简谐横波传播的速度大小为D．质点平衡位置的横坐标为（多选）13．（23-24高二下·广东清远·期末）振动是自然界中普遍存在的运动形式，简谐运动是最简单、最基本的振动。关于简谐运动，甲、乙图对应的说法正确的是（）A．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子在弹簧弹力作用下做匀变速直线运动B．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子偏离平衡位置时的加速度方向永远指向平衡位置O点C．图乙是研究单摆的回复力实验图，单摆的回复力是摆球重力和细线拉力的合力D．图乙中单摆的摆球运动到O点时速度最大，回复力最小（多选）14．（2024·广东深圳·模拟预测）下图是某单摆振动的图像，由此图像，以下说法正确的有（

）A．在t时刻和时刻（n取正整数）摆球速度大小相等B．每个奇数秒时间内摆球所受合力的冲量均相同C．每分钟摆球通过的路程约D．摆球做简谐运动的最大加速度可以达到（多选）15．（2025·广东清远·一模）为了使金属小球稳定在同一竖直平面内运动，避免单摆稳定性差的问题。如图所示，用两条长为1.15m的不可伸长的细线固定一质量为的金属小球，悬挂在水平直杆两端上，小球静止时，端细线与杆的夹角为。当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时（已知，重力加速度。则（）A．金属小球做简谐运动 B．摆角变小，周期将变大C．金属小球摆动周期约为 D．金属小球经过最低点时，端拉力为（多选）16．（23-24高一下·河北石家庄·期末）蜘蛛会根据蜘蛛网的振动情况感知是否有昆虫“落网”，若蜘蛛网的固有频率为f，一只“落网”的昆虫正在振动翅膀试图挣脱蜘蛛网，下列说法正确的是（）A．昆虫翅膀振动的频率不影响蜘蛛网的振动频率B．昆虫翅膀振动的频率不影响蜘蛛网的固有振动频率C．若昆虫翅膀振动的频率为f，则此时蜘蛛网的振幅最大D．昆虫翅膀振动的频率越大，蜘蛛网的振幅越大（新应用）1．（24-25高三上·山东青岛·期中）在沿x轴方向上电场强度E与坐标x的关系如图所示，取坐标原点为零电势，电场强度