浙江鴨2025版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第十一章機(jī)械振動(dòng)機(jī)械波第1講機(jī)械振動(dòng)學(xué)案

PAGEPAGE1第1講機(jī)械振動(dòng)[考試標(biāo)準(zhǔn)]學(xué)問內(nèi)容考試要求說明簡諧運(yùn)動(dòng)b1.不要求理解“相位”的概念．2.不要求定量探討速度和加速度的變更．3.不要求依據(jù)簡諧運(yùn)動(dòng)回復(fù)力的表達(dá)式證明物體做簡諧運(yùn)動(dòng)．4.不要求駕馭證明單擺在擺角很小的狀況下做簡諧運(yùn)動(dòng)的方法．5.不要求解決鐘表快慢的調(diào)整問題.簡諧運(yùn)動(dòng)的描述c簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量b單擺c外力作用下的振動(dòng)b一、簡諧運(yùn)動(dòng)的描述描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量物理量定義意義位移由平衡位置指向質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段描述質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)中某時(shí)刻的位置相對于平衡位置的位移振幅振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離描述振動(dòng)的強(qiáng)弱和能量周期振動(dòng)物體完成一次全振動(dòng)所需時(shí)間描述振動(dòng)的快慢，兩者互為倒數(shù)：T＝eq\f(1,f)頻率振動(dòng)物體單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)二、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量1．回復(fù)力(1)方向：總是指向平衡位置．(2)來源：屬于效果力，可以是某一個(gè)力，也可以是幾個(gè)力的合力或某個(gè)力的分力．2．能量特點(diǎn)彈簧振子運(yùn)動(dòng)的過程就是動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程．(1)在最大位移處，勢能最大，動(dòng)能為零．(2)在平衡位置處，動(dòng)能最大，勢能最小．(3)在簡諧運(yùn)動(dòng)中，振動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.自測1(多選)關(guān)于簡諧運(yùn)動(dòng)的理解，下列說法中正確的是()A．簡諧運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)B．周期、頻率是表征物體做簡諧運(yùn)動(dòng)快慢程度的物理量C．簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力可以是恒力D．彈簧振子每次經(jīng)過平衡位置時(shí)，位移為零、動(dòng)能最大答案BD三、簡諧運(yùn)動(dòng)的兩種模型模型彈簧振子單擺示意圖簡諧運(yùn)動(dòng)條件(1)彈簧質(zhì)量可忽視(2)無摩擦等阻力(3)在彈簧彈性限度內(nèi)(1)擺線為不行伸縮的輕細(xì)線(2)無空氣阻力(3)最大擺角小于等于5°回復(fù)力彈簧的彈力供應(yīng)擺球重力沿圓弧切線方向的分力平衡位置彈簧處于原特長最低點(diǎn)周期與振幅無關(guān)T＝2πeq\r(\f(l,g))能量轉(zhuǎn)化彈性勢能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒重力勢能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒自測2下列有關(guān)回復(fù)力的說法中正確的是()A．回復(fù)力是指物體受到的指向平衡位置的恒力B．回復(fù)力是指物體受到的合力C．回復(fù)力是從力的作用效果命名的，可以是某個(gè)力的分力，也可以是幾個(gè)力的合力D．回復(fù)力實(shí)質(zhì)上是向心力答案C四、簡諧運(yùn)動(dòng)的公式和圖象1．運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式：x＝Asin(ωt＋φ0)，其中A代表振幅，ω＝2πf代表簡諧運(yùn)動(dòng)的快慢，ωt＋φ0代表簡諧運(yùn)動(dòng)的相位，φ0叫做初相．2．圖象(1)從平衡位置起先計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Asinωt，圖象如圖1甲所示．(2)從最大位移處起先計(jì)時(shí)，函數(shù)表達(dá)式為x＝Acosωt，圖象如圖乙所示．圖1自測3如圖2所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動(dòng)．以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸．向右為x軸正方向．若振子位于N點(diǎn)時(shí)起先計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖象為()圖2答案A解析起先計(jì)時(shí)時(shí)振子位于正向最大位移處向負(fù)方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，振動(dòng)圖象為余弦函數(shù)圖象，A項(xiàng)對．五、自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較振動(dòng)項(xiàng)目自由振動(dòng)受迫振動(dòng)共振受力狀況指向平衡位置的合力供應(yīng)回復(fù)力受驅(qū)動(dòng)力作用受驅(qū)動(dòng)力作用振動(dòng)周期或頻率由系統(tǒng)本身性質(zhì)確定，即固有周期T0或固有頻率f0由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻率確定，即T＝T驅(qū)或f＝f驅(qū)T驅(qū)＝T0或f驅(qū)＝f0振動(dòng)能量振動(dòng)物體的機(jī)械能不變由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體供應(yīng)振動(dòng)物體獲得的能量最大自測4(多選)如圖3所示，A球振動(dòng)后，通過水平細(xì)繩迫使B、C振動(dòng)，振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，下列說法中正確的是()圖3A．只有A、C的振動(dòng)周期相等B．C的振幅比B的振幅小C．C的振幅比B的振幅大D．A、B、C的振動(dòng)周期相等答案CD命題點(diǎn)一簡諧運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1．運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：簡諧運(yùn)動(dòng)的加速度與物體偏離平衡位置的位移成正比，而方向相反，簡諧運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，x、F、a、Ep均增大，v、Ek均減小，靠近平衡位置時(shí)則相反．2．對稱性特征：(1)如圖4所示，振子經(jīng)過關(guān)于平衡位置O對稱的兩點(diǎn)P、P′(OP＝OP′)時(shí)，速度的大小、動(dòng)能、勢能相等，相對于平衡位置的位移大小相等．圖4(2)振子由P到O所用時(shí)間等于由O到P′所用時(shí)間，即tOP＝tOP′.3．能量特征：振動(dòng)的能量包括動(dòng)能Ek和勢能Ep，簡諧運(yùn)動(dòng)過程中，系統(tǒng)動(dòng)能與勢能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．例1(多選)如圖5所示的彈簧振子水平放置，忽視空氣阻力時(shí)，它將在COB之間來回往復(fù)的做簡諧振動(dòng)，其中O點(diǎn)為平衡位置，簡諧振動(dòng)的振幅為A，彈簧的勁度系數(shù)為k，原長為L，彈簧振子的周期為T，小球質(zhì)量為m，且規(guī)定向右為位移的正方向．由此推斷下列說法正確的是()圖5A．振子在O點(diǎn)，動(dòng)能最大，勢能最小B．從C到O，速度為負(fù)并且增大，從O到B，速度為正并且減小C．從B到O，回復(fù)力為負(fù)并且減小，從O到C，回復(fù)力為正并且增大D．若t＝0時(shí)刻，小球在O點(diǎn)且向右運(yùn)動(dòng)，則小球的位移時(shí)間關(guān)系為x＝Asin(eq\f(2π,T)·t)答案ACD解析從C到O時(shí)，速度為正且增大，從O到B速度為正，并且減小，故B錯(cuò)誤．變式1一個(gè)彈簧振子做簡諧振動(dòng)，若從平衡位置起先計(jì)時(shí)，經(jīng)過3s時(shí)，振子第一次到達(dá)P點(diǎn)，又經(jīng)過2s其次次經(jīng)過P點(diǎn)，則該彈簧振子的振動(dòng)周期可能為()A．32s B．16sC．8s D．4s答案B解析如圖所示，a、b為最大位移處．彈簧振子離開O點(diǎn)后，若向著P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，即O→P歷時(shí)3s，之后P→b→P歷時(shí)2s，由對稱性可知，P→b歷時(shí)1s，故有O→P→b歷時(shí)4s，所以T＝16s，B正確；若彈簧振子離開O點(diǎn)先向a運(yùn)動(dòng)，然后到P，即O→a→O→P歷時(shí)3s，P→b歷時(shí)1s，故eq\f(3,4)T＝4s，所以T＝eq\f(16,3)s，A、C、D錯(cuò)誤．變式2(多選)如圖6所示，彈簧振子在B、C間振動(dòng)，O為平衡位置，BO＝OC＝5cm，若振子從B到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是1s，則下列說法中正確的是()圖6A．振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動(dòng)B．振動(dòng)周期是2s，振幅是5cmC．經(jīng)過兩次全振動(dòng)，振子通過的路程是20cmD．從B起先經(jīng)過3s，振子通過的路程是30cm答案BD解析振子從BOC僅完成了半次全振動(dòng)，所以周期T＝2×1s＝2s，振幅A＝BO＝5cm，故A錯(cuò)誤，B正確；振子在一次全振動(dòng)中通過的路程為4A＝20cm，所以兩次全振動(dòng)中通過的路程為40cm,3s的時(shí)間為1.5T，所以振子通過的路程為30cm，故C錯(cuò)誤，D正確．變式3(多選)某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變更的關(guān)系式為x＝10sin(eq\f(π,4)t)cm，則下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為10cmB．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為4sC．在t＝4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大D．在t＝4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移最大答案AC解析由x＝10sin(eq\f(π,4)t)cm知振幅為10cm，又ω＝eq\f(π,4)rad/s，則周期T＝eq\f(2π,ω)＝8s，故A正確，B錯(cuò)誤；t＝4s時(shí)，x＝0，速度最大，故C正確，D錯(cuò)誤．

命題點(diǎn)二簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象1．振動(dòng)圖象供應(yīng)的信息(1)由圖象可以看出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的振幅、周期．(2)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)離開平衡位置的位移．(3)可以確定各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向．(4)可以確定某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的回復(fù)力、加速度和速度的方向．(5)能夠比較不同時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度的大?。?．振動(dòng)圖象的分析方法(1)首先，要理解位移—時(shí)間圖象的意義，明準(zhǔn)確線斜率的大小等于速度的大小，切線斜率的正負(fù)表示速度的方向．(2)其次，要把位移—時(shí)間圖象與質(zhì)點(diǎn)的實(shí)際振動(dòng)過程聯(lián)系起來，圖象上的一個(gè)點(diǎn)表示振動(dòng)中的一個(gè)狀態(tài)(位置、振動(dòng)方向等)，圖象上的一段對應(yīng)振動(dòng)的一個(gè)過程．(3)解題關(guān)鍵是推斷好平衡位置、最大位移及振動(dòng)方向，讀出振幅、周期，算出簡諧運(yùn)動(dòng)的路程和位移．例2(多選)(2024·浙江4月選考·15)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點(diǎn)高度相同，其振動(dòng)圖象如圖7所示．選懸掛點(diǎn)所在水平面為重力勢能的參考面，由圖可知()圖7A．甲、乙兩單擺的擺長之比是eq\f(4,9)B．ta時(shí)刻甲、乙兩單擺的擺角相等C．tb時(shí)刻甲、乙兩單擺的勢能差最大D．tc時(shí)刻甲、乙兩單擺的速率相等答案AC變式4(多選)(2024·嘉興市期末)如圖8所示為一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，曲線滿意正弦變更規(guī)律，則下列說法中正確的是()圖8A．該振動(dòng)為簡諧運(yùn)動(dòng)B．該振動(dòng)的振幅為10cmC．前0.08s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的位移為20cmD．0.04s末，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向答案AD解析題圖圖象表示質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變更的規(guī)律，是簡諧運(yùn)動(dòng)，故A正確；由題圖知，振幅為5cm，故B錯(cuò)誤；由題圖知周期T＝0.08s，故在0.08s末，質(zhì)點(diǎn)又回到平衡位置．前0.08s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)發(fā)生的位移為0cm，故C錯(cuò)誤；由振動(dòng)規(guī)律知，0.04s末質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向沿x軸負(fù)方向，故D正確．變式5(多選)如圖9是用頻閃照相的方法獲得的彈簧振子的位移－時(shí)間圖象(水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閠軸)，下列關(guān)于該圖象的說法正確的是()圖9A．該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子小球的平衡位置B．從圖象可以看出小球在振動(dòng)過程中是沿t軸方向移動(dòng)的C．為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)D．圖象隨時(shí)間的推移而發(fā)生平移答案AC解析由題圖看出，彈簧振子在x軸方向做簡諧運(yùn)動(dòng)，小球并不是沿t軸方向移動(dòng)，由對稱性可知，該圖象的坐標(biāo)原點(diǎn)是建立在彈簧振子小球的平衡位置，故A正確，B錯(cuò)誤；類似于沙擺試驗(yàn)，為了顯示小球在不同時(shí)刻偏離平衡位置的位移，讓底片沿垂直x軸方向勻速運(yùn)動(dòng)，故C正確；圖象反映了小球的位移隨時(shí)間變更的狀況，圖象不隨時(shí)間的推移而發(fā)生平移，故D錯(cuò)誤．變式6(多選)小明在試驗(yàn)室做單擺試驗(yàn)時(shí)得到如圖10甲所示的單擺振動(dòng)情形，O是它的平衡位置，B、C是擺球所能到達(dá)的左右最遠(yuǎn)位置．小明依據(jù)試驗(yàn)狀況繪制了單擺的振動(dòng)圖象如圖乙所示，若圖中單擺向右搖擺為正方向，g＝π2m/s2，則下列選項(xiàng)正確的是()圖10A．此單擺的振動(dòng)頻率是0.5HzB．依據(jù)圖乙可知起先計(jì)時(shí)時(shí)擺球在C點(diǎn)C．圖中P點(diǎn)向正方向振動(dòng)D．依據(jù)已知數(shù)據(jù)可以求得此單擺的擺長為1.0m答案AD解析由題圖乙知周期T＝2.0s，則頻率f＝eq\f(1,T)＝0.5Hz，所以A正確；由題圖乙可知，t＝0時(shí)刻擺球在負(fù)向最大位移處，所以起先時(shí)擺球在B點(diǎn)，所以B錯(cuò)誤；依據(jù)振動(dòng)圖象可知P點(diǎn)應(yīng)當(dāng)向負(fù)方向振動(dòng)，所以C錯(cuò)誤；由T＝2πeq\r(\f(l,g))，得l＝eq\f(gT2,4π2)＝1.0m，D正確．命題點(diǎn)三外力作用下的振動(dòng)1．共振曲線如圖11所示，橫坐標(biāo)為驅(qū)動(dòng)力頻率f，縱坐標(biāo)為振幅A，它直觀地反映了驅(qū)動(dòng)力頻率對某固有頻率為f0的振動(dòng)系統(tǒng)受迫振動(dòng)振幅的影響，由圖可知，f與f0越接近，振幅A越大；當(dāng)f＝f0時(shí)，振幅A最大．圖112．受迫振動(dòng)中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化做受迫振動(dòng)的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，系統(tǒng)與外界時(shí)刻進(jìn)行能量交換．例3(多選)(2024·金華十校聯(lián)考)如圖12所示為一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)的共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)，則()圖12A．此單擺的固有周期約為2sB．此單擺的擺長約為1mC．若擺長增大，單擺的固有頻率增大D．若擺長增大，共振曲線的峰將右移答案AB解析單擺做受迫振動(dòng)，振動(dòng)頻率與驅(qū)動(dòng)力頻率相等；當(dāng)驅(qū)動(dòng)力頻率等于固有頻率時(shí)，發(fā)生共振，則固有頻率為0.5Hz，周期為2s，故A正確；由公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，可得L≈1m，故B正確；若擺長增大，單擺的固有周期增大，則固有頻率減小，故C錯(cuò)誤；若擺長增大，則固有頻率減小，所以共振曲線的峰將向左移動(dòng)，故D錯(cuò)誤．變式7(多選)如圖13所示是單擺做阻尼運(yùn)動(dòng)的位移－時(shí)間圖線，下列說法中正確的是()圖13A．?dāng)[球在P與N時(shí)刻的勢能相等B．?dāng)[球在P與N時(shí)刻的速度方向相同C．?dāng)[球在P與N時(shí)刻的機(jī)械能相等D．?dāng)[球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能越來越小答案AD解析擺球在P與N時(shí)刻位移大小相等即單擺所處高度相同，則重力勢能相同，故A正確；擺球在P與N時(shí)刻都是向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度的方向相反，故B錯(cuò)誤；由于阻力影響，單擺要克服阻力做功，在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能始終漸漸減小，故N時(shí)刻的機(jī)械能小于P時(shí)刻的機(jī)械能，C錯(cuò)誤，D正確．變式8(多選)蜘蛛會(huì)依據(jù)絲網(wǎng)的振動(dòng)狀況感知是否有昆蟲“落網(wǎng)”，若絲網(wǎng)的固有頻率為200Hz，下列說法正確的是()A．“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率越大，絲網(wǎng)的振幅越大B．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率低于200Hz時(shí)，絲網(wǎng)不振動(dòng)C．當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的周期為0.005s時(shí)，絲網(wǎng)的振幅最大D．昆蟲“落網(wǎng)”時(shí)，絲網(wǎng)振動(dòng)的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率確定答案CD解析依據(jù)共振的條件可知，系統(tǒng)的固有頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到共振，振幅達(dá)到最大，故A、B錯(cuò)誤；當(dāng)“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的周期為0.005s時(shí)，其頻率：f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.005)Hz＝200Hz，與絲網(wǎng)的固有頻率相等，所以絲網(wǎng)的振幅最大，故C正確；受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以昆蟲“落網(wǎng)”時(shí)，絲網(wǎng)振動(dòng)的頻率由“落網(wǎng)”昆蟲翅膀振動(dòng)的頻率確定，故D正確．變式9(多選)如圖14所示，曲軸上掛一個(gè)彈簧振子，轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，曲軸可帶動(dòng)彈簧振子上下振動(dòng)．起先時(shí)不轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，讓振子自由振動(dòng)，測得其頻率為2Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，轉(zhuǎn)速為240r/min.則()圖14A．當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)周期是0.5sB．當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)頻率是4HzC．當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，彈簧振子的振幅增大D．當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，彈簧振子的振幅增大答案BD解析由240r/min＝4r/s知，T＝0.25s，則f＝4Hz，當(dāng)振子穩(wěn)定振動(dòng)時(shí)，它的振動(dòng)周期及頻率均與驅(qū)動(dòng)力的周期及頻率相等，A錯(cuò)誤，B正確．當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，其頻率將更接近振子的固有頻率2Hz，彈簧振子的振幅將增大，C錯(cuò)誤，D正確．1．(多選)(2024·書生中學(xué)月考)對做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法正確的是()A．每次通過同一位置時(shí)，其速度不肯定相同，但加速度肯定相同B．通過平衡位置時(shí)，速度為零，加速度最大C．每次通過平衡位置時(shí)，加速度相同，速度也肯定相同D．若位移為負(fù)值，則速度不肯定為正值，加速度肯定為正值答案AD解析物體每次通過同一位置時(shí)，其速度不肯定相同，但加速度肯定相同，A正確；物體通過平衡位置時(shí)，速度最大，加速度為零，B錯(cuò)誤；物體每次通過平衡位置時(shí)，加速度為零，速度不肯定相同，C錯(cuò)誤；若位移為負(fù)值，依據(jù)a＝－eq\f(kx,m)，則加速度肯定為正值，物體遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)速度方向?yàn)樨?fù)值，D正確．2．做簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量減小為原來的eq\f(1,4)，擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)速度增大為原來的2倍，則單擺振動(dòng)的()A．頻率、振幅都不變 B．頻率、振幅都變更C．頻率不變，振幅變更 D．頻率變更，振幅不變答案C3．(多選)物體做阻尼振動(dòng)過程中，它的()A．周期越來越小 B．振幅越來越小C．機(jī)械能越來越小 D．頻率越來越小答案BC解析周期和頻率是由物體本身的性質(zhì)確定的，即使做阻尼振動(dòng)，周期和頻率也不變，故A、D錯(cuò)誤；由題意可知，物體做阻尼振動(dòng)，即振子振動(dòng)的幅度漸漸減小，依據(jù)能量守恒定律可知，由于存在阻力做功，所以機(jī)械能越來越小，故B、C正確．m，時(shí)間t的單位為s.則()A．彈簧振子的振幅為0.2mB．彈簧振子的周期為1.25sC．在t＝0.2s時(shí)，振子的運(yùn)動(dòng)速度為零D．質(zhì)點(diǎn)在0.1s末與0.3s末的位移相同答案CD解析由題意可知，振幅A＝0.1m，周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,2.5π)s＝0.8s，故A、B錯(cuò)誤；在t＝0.2s時(shí)，振子的位移最大，速度為零，故C正確；表達(dá)式對應(yīng)的振動(dòng)圖象如圖所示，依據(jù)圖象的對稱性，質(zhì)點(diǎn)在0.1s末與0.3s末的位移相同，故D正確．5.某彈簧振子沿x軸的簡諧運(yùn)動(dòng)圖象如圖1所示，下列描述正確的是()圖1A．t＝1s時(shí)，振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值B．t＝2s時(shí)，振子的速度為負(fù)，加速度為正的最大值C．t＝3s時(shí)，振子的速度為負(fù)的最大值，加速度為零D．t＝4s時(shí)，振子的速度為正，加速度為負(fù)的最大值答案A解析t＝1s時(shí)，振子位于正向位移最大處，速度為零，加速度為負(fù)向最大，故A正確；t＝2s時(shí)，振子位于平衡位置并向x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，速度為負(fù)向最大，加速度為零，故B錯(cuò)誤；t＝3s時(shí)，振子位于負(fù)向位移最大處，速度為零，加速度為正向最大，故C錯(cuò)誤；t＝4s時(shí)，振子位于平衡位置并向x軸正方向運(yùn)動(dòng)，速度為正向最大，加速度為零，故D錯(cuò)誤．6．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移x與時(shí)間t的關(guān)系曲線如圖2所示，由圖可知()圖2A．振幅為4cm，頻率為0.25HzB．t＝1s時(shí)速度為零，但質(zhì)點(diǎn)所受合外力最大C．t＝2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)具有正方向最大加速度D．該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為x＝2sin(eq\f(π,2)t)cm答案C7．(多選)如圖3甲所示，O是單擺的平衡位置，B、C是擺球所能到達(dá)的最遠(yuǎn)位置．此單擺振動(dòng)圖象如圖乙所示，則()圖3A．單擺振幅是16cmB．單擺擺長約為1mC．?dāng)[球經(jīng)過O點(diǎn)加速度不為零D．振幅減小，周期也減小答案BC8．(多選)一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)，它所受的回復(fù)力F隨時(shí)間t變更的圖線為正弦曲線，如圖4所示，下列說法錯(cuò)誤的是()圖4A．在0～2s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子做加速運(yùn)動(dòng)B．在t1＝3s和t2＝5s時(shí)刻，彈簧振子的速度大小相等，方向相反C．在t2＝5s和t3＝7s時(shí)刻，彈簧振子的位移大小相等，方向相同D．在0～4s時(shí)間內(nèi)，t＝2s時(shí)刻彈簧振子所受回復(fù)力做功功率最大答案ABD解析在0～2s時(shí)間內(nèi)，振子位移不斷增大，加速度不斷增大，速度不斷減小，做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；3s與5s時(shí)刻速度大小相等，方向相同，B錯(cuò)誤；5s與7s時(shí)刻，所受彈簧彈力相同，彈簧振子位移大小相等，方向相同，C正確；t＝2s時(shí)刻彈簧振子所受回復(fù)力最大而速度為零，做功功率為零，D錯(cuò)誤．9．(多選)如圖5甲所示的彈簧振子(以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B、C間振動(dòng))，取水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移的正方向，得到如圖乙所示的振動(dòng)曲線，由曲線所給信息可知，下列說法正確的是()圖5A．t＝0時(shí)，振子處在C位置B．t＝1.0s和t＝1.4s振子的加速度相同C．t＝0.9s時(shí)振子具有正方向的最大速度D．t＝0.4s時(shí)振子相對平衡位置的位移為5cm答案BD解析由振動(dòng)圖象可知t＝0時(shí)，振子的位移為負(fù)向最大，說明振子處于B位置，故A錯(cuò)誤．依據(jù)對稱性可知，t＝1.0s和t＝1.4s振子的位移相同，經(jīng)過同一位置，由a＝－eq\f(kx,m)分析可知，t＝1.0s和t＝1.4s振子的加速度相同，故B正確．t＝0.9s時(shí)振子經(jīng)過平衡位置，速度最大，依據(jù)x－t圖象的斜率表示速度，可知t＝0.9s時(shí)刻振子的速度沿負(fù)方向，故C錯(cuò)誤．彈簧振子的周期為T＝1.2s，振幅為A＝10cm，振動(dòng)方程為x＝－Acoseq\f(2π,T)t＝－10cos(eq\f(2π,1.2)t)cm＝－10cos(eq\f(5π,3)t)cm.將t＝0.4s代入解得x＝5cm，故D正確．10．(多選)甲、乙兩位同學(xué)分別運(yùn)用圖6a所示的同一套裝置視察單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖象，已知二人試驗(yàn)時(shí)所用的單擺的擺長相同，落在木板上的細(xì)沙分別形成的曲線如圖b所示，下面關(guān)于兩圖線的說法中正確的是()圖6A．甲圖表示沙擺搖擺的幅度較大，乙圖搖擺的幅度較小B．甲圖表示沙擺搖擺的周期較大，乙圖搖擺的周期較小C．二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系v甲＝2v乙D．二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系v乙＝2v甲答案AC解析由題圖b可知，甲的振動(dòng)幅度較大，乙的振動(dòng)幅度較小，故A正確；兩擺由于擺長相同，則由單擺的性質(zhì)可知，兩擺的周期相同，故B錯(cuò)誤；由題圖b可知，甲的時(shí)間為2T，乙的時(shí)間為4T，則由v＝eq\f(x,t)可知，二人拉木板的速度不同，甲、乙木板的速度關(guān)系為v甲＝2v乙，故C正確，D錯(cuò)誤．11．在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦的探究，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問題，在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置配重桿的主要目的是()A．加大飛機(jī)的慣性B．使機(jī)體更加平衡C．使機(jī)翼更加堅(jiān)固D．變更機(jī)翼的固有頻率答案D解析飛機(jī)飛上天后，在氣流周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng)，機(jī)翼越抖越厲害說明氣流驅(qū)動(dòng)力的頻率與機(jī)翼的固有頻率特別接近或相等．在機(jī)翼前緣處裝置配重桿，目的是通過變更機(jī)翼的質(zhì)量來變更其固有頻率，使驅(qū)動(dòng)力頻率與固有頻率相差較大，從而實(shí)現(xiàn)減振的目的，D選項(xiàng)正確．12．(多選)2024年8月8日，四川九寨溝發(fā)生7.0級(jí)地震，導(dǎo)致許多房屋坍塌，就此事務(wù)，下列說法正確的有()A．全部建筑物振動(dòng)周期相同B．全部建筑物振幅相同C．建筑物的振動(dòng)周期由其固有周期確定D．全部建筑物均做受迫振動(dòng)答案AD解析全部建筑物均做受迫振動(dòng)；達(dá)到穩(wěn)定后的振動(dòng)周期是由驅(qū)動(dòng)力的周期來確定的，而跟振動(dòng)物體本身的固有周期無關(guān)，由于不同建筑物固有頻率不盡相同，所以做受迫振動(dòng)時(shí)，它們的振幅不肯定相等，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤．固，則()驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz304050607080受迫振動(dòng)振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固＝60Hz B．60Hz＜f固＜70HzC．50Hz＜f固≤60Hz D．以上三個(gè)都不對答案C解析從如圖所示的共振曲線可推斷出f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動(dòng)的振幅越?。?4．(多選)如圖7所示，在光滑水平地面上一彈簧振子在A、B間做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡位置為O，已知該振子的固有頻率為f＝2Hz.振子在振動(dòng)過程中，下列說法正確的是()圖7A．振子在