【突破高考】福建省2022年高考物理能力专项突破课时提能演练11.1简谐运动受迫振动（含解析）(40分钟100分)一、选择题(本大题共8小题，每小题9分，共72分.每小题只有一个选项正确)1.若物体做简谐运动，则下列说法中正确的是()A.若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B.物体通过平衡位置时，所受合外力为零，回复力为零，处于平衡状态C.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D.物体的位移增大时，动能增加，势能减少2.某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x＝5sint(cm)，则下列关于质点运动的说法中正确的是()A.质点做简谐运动的振幅为10cmB.质点做简谐运动的周期为4sC.在t=4s时质点的速度最大D.在t=4s时质点的加速度最大3.(易错题)下列说法中错误的是()A.将单摆从地球赤道移到南(北)极，振动频率将变大B.将单摆从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，则其振动周期将变到原来的2倍C.将单摆移至绕地球运转的人造卫星中，其振动频率将不变D.在摆角很小的情况下，将单摆的振幅增大或减小，单摆的振动周期保持不变4.(易错题)图甲是利用砂摆演示简谐运动图象的装置,当盛砂的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时,做简谐运动的漏斗漏出的砂在板上显示出砂摆的振动位移随时间变化的关系曲线，已知木板被水平拉动的速度为0.2m/s,图乙所示的一段木板的长度为0.60m,则这次实验砂摆的摆长大约为(取g=π2m/s2)()-5-\nA.0.56mB.0.65mC.1.00mD.2.25m5.如图所示的装置中，在曲轴AB上悬挂一个弹簧振子，若不转动把手C，让其上下振动，周期为T1，若使把手以周期T2(T2>T1)匀速转动，当运动都稳定后，则()A.弹簧振子的振动周期为T1B.弹簧振子的振动周期为T2C.弹簧振子发生共振，振幅最大D.要使弹簧振子的振幅增大，可让把手转速减小6.如图所示，是一个单摆的共振曲线(取g=9.8m/s2)，则()A.此单摆的摆长约为2.8mB.此单摆的周期约为0.3sC.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动D.若摆长减小，共振曲线的峰将向左移动7.(预测题)一单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，以下说法正确的是()A.t1时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最小B.t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小C.t3时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最大D.t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大8.(2022·开封模拟)光滑的水平面上放有质量分别为m和m的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示.-5-\n已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统能像一个整体一样地振动，系统的最大振幅为()A．B．C．D．二、非选择题(本大题共2小题，共28分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9.(14分)弹簧振子以O点为平衡位置在B、C间做简谐运动，B、C相距20cm，某时刻振子处在B点，经0.5s振子首次达到C点．求：(1)振动的周期和频率；(2)振子在5s内通过的路程及此时位移的大小．10.(创新题)(14分)图甲是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右运动为正方向．图乙是这个单摆的振动图象．根据图象回答：(1)单摆振动的频率是多大？(2)开始时刻摆球在何位置？(3)若当地的重力加速度为10m/s2，试求这个单摆的摆长是多少？答案解析1.【解析】选C.如图所示，图线中a、b两处，物体处于同一位置，位移为负值，加速度一定相同，但速度方向分别为负、正，A错误，C正确．物体的位移增大时，动能减少，势能增加，D错误．单摆摆球在最低点时，处于平衡位置，回复力为零，但合外力不为零，B错误．【总结提升】以位移为线索判断简谐运动的物理量变化-5-\n(1)从力的角度来看位移越大，回复力越大，据牛顿第二定律知加速度越大；回复力方向与位移方向相反，则加速度方向与位移方向相反.(2)从能的角度来看位移越大，势能越大，由于振动系统机械能守恒，动能越小，则速度也越小.(3)判断运动学物理量变化问题应从图象或函数表达式中获取位移变化的信息，从而进行分析判断.2.【解析】选C.由关系式可知振幅为5cm，A错；由ω=rad/s可得T=8s，B错；t=4s时，x=0，质点的速度最大，加速度为零，C对D错.3.【解析】选C.单摆周期T=2π.南(北)极处的重力加速度比赤道处大，周期变小，频率变大，A正确；由mg=知，从地面移至距地面高度为地球半径的高度时，重力加速度将变为原来的，则周期变为原来的2倍，B正确；人造卫星中的物体处于完全失重状态，单摆不会摆动，故C错误；单摆的周期与振幅无关，D正确，故选C.【变式备选】在福州调准的摆钟，随南极考察船到达南极，这个摆钟()A.变慢了B.变快了，应减小摆长C.不变D.变快了，应加大摆长【解析】选D.由福州到南极，重力加速度变大，由T=2π得摆钟的周期变小，摆钟变快了，故应加大摆长再次调准摆钟，故选D.4.【解题指南】解答本题时应明确以下三点：(1)由木板被水平匀速拉出获得长度为0.60m的木板所表示的时间.(2)从板上的曲线获得砂摆在相应时间内的振动情况.(3)单摆的周期公式.【解析】选A.由图乙可知t=2T==3s,T=1.5s,据T=2π可得摆长大约为0.56m,故A正确.5.【解析】选B.弹簧振子在曲轴作用下做受迫振动，因此弹簧振子的振动周期等于把手转动的周期T2，A错B对.由于T2>T1，故欲使振幅增大，应使T2减小，即转速应增大，C、D错．6.【解析】选A.由共振曲线可知单摆的固有频率为f0=0.3Hz，由此可得：T≈3.3s，l≈2.8m，A对B错；l增大，T增大，则f0减小，共振曲线的峰将向左移动；l减小，T减小，则f0增大，共振曲线的峰将向右移动，C、D错.7.【解析】选D.由振动图象可知t1和t3-5-\n时刻摆球偏离平衡位置位移最大，此时摆球速度为0，悬线对摆球拉力最小，A、C错；t2和t4时刻摆球位移为0，正在通过平衡位置，速度最大，悬线对摆球拉力最大，B错D对．8.【解析】选C.由两木块之间的最大静摩擦力为f，以质量为的木块为研究对象可得整体的最大加速度，则kA=ma，由此得最大振幅，故选C.9.【解析】(1)设周期为T，则T/2＝0.5s，T＝1s，f＝1Hz.(3分)(2)设振幅为A，则2A＝20cm，A＝10cm.(3分)振子在1T内通过的路程为4A，故在t＝5s＝5T内通过的路程s＝5×4A＝20A＝20×10cm＝200cm＝2m.(4分)5s末振子处在B点，所以它相对平衡位置的位移大小为10cm.(4分)答案：(1)1s1Hz(2)2m10cm10.【解析】(1)由乙图可知T＝0.8s(2分)则f＝＝1.25Hz.(2分)(2)由乙图知，开始时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开始时摆球应在B点．(4分)(3)由T＝2π，(3分)得：l＝＝0.16m.(3分)答案：(1)1.25Hz(2)B点(3)0.16m-5-
