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2025届高考物理一轮复习鲁科版专题练： 机械振动
一、单选题
1．如图所示，长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小球，小球在竖直平面内摆动，通过最低点时的速度为v，则此时细线对小球拉力的大小为( )
A. B. C. D.
2．一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，振动周期大于0.6s。振子沿x轴正方向经过平衡位置时开始计时，时刻,时刻时刻。该振子的振幅和周期分别为( )
A.0.2m,1.2s B.0.1m,1.2s C.0.2m,0.8s D.0.1m,0.8s
3．如图所示，长为L的轻绳上端固定在O点，下端系一可看成质点的小球，在O点正下方的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到A点，轻绳被拉直，然后由静止释放，B点是小球摆动的最低点，C点是小球能够到达左侧的最高点。小球第一次向左摆动的过程中，从A点到B点所用时间为t，从B点到C点所用时间为，，则OP的长度为( )
A. B. C. D.
4．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为，则下式可能正确的是( )
驱动力频率/Hz 40 50 60 70 80 90
受迫振动振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3
A. B.
C. D.
5．弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，其振动图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.图线上的某点的切线的斜率表示弹簧振子在某时刻的加速度
B.弹簧振子在1.5s时位移方向跟它的瞬时速度方向相反
C.弹簧振子在前2s内通过的路程是32cm
D.第2s末振子的速度为零，加速度为正向的最大值
6．如图甲所示，飞力士棒是一根弹性杆两端带有负重的轻巧训练器械，方便日常训练肌肉，提高身体感知能力。某型号飞力士棒的固有频率为8Hz，某人用手振动该飞力士棒进行锻炼，如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.手振动的频率为8Hz时，飞力士棒振动得最快
B.手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率仍保持不变
C.使用者用力越大，飞力士棒振动的幅度一定越大
D.手每分钟振动480次时，飞力士棒振动的幅度最大
7．下列有关描述简谐运动的物理量的说法正确的是( )
A.频率是表示物体振动快慢的物理量
B.振动物体运动的范围就是振幅
C.振幅越大，周期越小
D.相位相同的两个简谐运动振动情况完全一样
8．为了提高坚果的采摘率和工作效率，同时提高生产安全系数，工程技术人员发明了一种果树振动采摘器，将采摘器套在树干上，树振动使得树上的坚果落下。下列说法正确的是( )
A.针对不同树木，采摘器振动频率最大时坚果采摘效果最好
B.稳定后，不同粗细树干的振动频率始终与采摘器的振动频率相同
C.打击杆对不同粗细树干打击结束后，树干的振动频率相同
D.随着采摘器频率的增加，树干振动的幅度一定增大
9．如图甲，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，图中为摆球从A点开始运动的时刻，g取。则( )
A.单摆的振动周期
B.单摆的振动摆长0.4m
C.摆球的质量0.06kg
D.摆球运动过程中的最大速度是0.163m/s
10．某同学抓住绳子左端在内连续做了两种不同频率的简谐运动，以绳的左端点为坐标原点，2s内绳的波动图像如图所示.下列说法正确的是( )
A.前后两次形成的绳波波长之比为2:1 B.在处的质点起振方向向下
C.前后两次形成的绳波波速之比为2:1 D.前后两次振动的周期之比为2:1
11．弹簧振子的振幅增大为原来的2倍时，下列说法正确的是( )
A.周期增大为原来的2倍 B.周期减小为原来的
C.周期不变 D.以上说法都不正确
12．如图甲所示为以O点为平衡位置，在A、B两点间运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是( )
A.在时，弹簧振子的加速度为正向最大
B.在与两个时刻，弹簧振子的速度相同
C.从到时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动
D.在时，弹簧振子有最小的位移
二、多选题
13．某考察队员将计时准确的摆钟从海南带到我国第五个南极考察站，下列对摆钟周期的变化及如何调节使之正常计时的说法中，正确的是( )
A.周期变大 B.周期变小
C.增大摆长，使之正常计时 D.减小摆长，使之正常计时
14．一列简谐横波沿x轴传播，在时刻和时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是( )
A.波沿x轴正方向传播
B.波源振动周期为1.1 s
C.波的传播速度大小为13 m/s
D.时，处的质点沿y轴负方向运动
15．关于简谐运动的回复力，下列说法正确的是( )
A.回复力一定与位移方向相反 B.回复力可能等于零
C.回复力最大时，物体的速度最大 D.回复力方向不一定指向平衡位置
三、填空题
16．装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。（取竖直向上为正方向），其位移时间图像如图所示，则0到时间内，试管的速度______（填“变大”、“变小”），0到时间内，试管运动的距离______A（填“大于”、“小于”、“等于”）。
17．在坐标系平面内，x轴上两个波源（平衡位置在）、（平衡位置在）振动情况完全相同，两波源产生的简谐横波沿x轴传播。从两波源开始振动计时，波源振动后形成的波形如图所示。则波源开始振动时沿________（填“”或“”）方向，再过________s两波源间中点位置的质点Q开始振动，两波源振动时平衡位置在处的质点P的位移是________。
四、计算题
18．在均匀介质中，位于和处的两波源和沿y轴方向不断振动，在x轴上形成两列振幅均为4 cm、波速均为2 m/s的相向传播的简谐横波，时刻的波形如图所示.
（1）求波源振动的周期；
（2）求0~5 s内，处的质点运动的路程；
（3）形成稳定干涉图样后，求x轴上两波源间（不含波源）振动加强点的个数，并写出两波源间（不含波源）所有振动加强点的横坐标.
参考答案
1．答案：B
解析：小球在最低点时，由牛顿第二定律：，解得细线对小球的拉力为：，故B正确，ACD错误。故选B。
2．答案：A
解析：根据题意做出大致振动图像如下图:
由此可知，，解得，振幅,故A正确，BCD错误。综上所述，本题正确答案为A.
3．答案：C
解析：根据单摆的周期，有，，解得，，选项C正确。
4．答案：C
解析：从如图所示的共振曲线可判断出与相差越大，受迫振动的振幅越小；与越接近，受迫振动的振幅越大，并可以从中看出接近，振幅的变化就越慢，比较各组数据知在60Hz～80Hz范围内，因此为可能范围，选项C正确。
5．答案：D
解析：A.位移—时间图线上某点的切线的斜率表示弹簧振子在某时刻的速度，故A错误；B.弹簧振子在时间内位移为负，瞬时速度方向也为负，所以弹簧振子在1.5s时位移方向跟它的瞬时速度方向相同，故B错误；C.弹簧振子在前2s内通过的路程是，故C错误；D.第2s末振子处于负向最大位移处，速度为零，由，可知，加速度为正向的最大值，故D正确。故选D。
6．答案：D
解析：AB.人用手振动该飞力士棒，让其做受迫振动，受迫振动的频率与驱动力的大小无关，其频率等于周期性外力的频率，即手振动的频率增大，飞力士棒振动的频率也增大，故AB错误；
CD.当手振动的频率接近该飞力士棒的固有频率时，飞力士棒振动的幅度才会变大，当手振动的频率等于该飞力士棒的固有频率时，即每分钟振动480次，此时
飞力士棒产生共振，故C错误，D正确。
故选D。
7．答案：A
解析：A选项，频率是表示物体振动快慢的物理量，A正确;B选项，振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，而位移是矢量，所以振幅不是振动物体运动的范围，B错误;C选项，周期与振幅无关，C错误;D选项，相位相同的两个简谐运动振动情况不一定完全一样，D错误。综上所述，本题正确答案为A选项。
8．答案：B
解析：AD.根据共振的条件，当振动器的频率等于树木的固有频率时产生共振，此时落果效果最好，而不同的树木的固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，随着采摘器频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，A、D错误；B.树干在振动器的振动下做受迫振动，则稳定后，不同粗细的树干的振动频率始终与振动器的振动频率相同，B正确;C.打击结束后，树干做阻尼振动，阻尼振动的频率为树干的固有频率，所以粗细不同的树干的振动频率不同，C错误。故选B。
9．答案：C
解析：
10．答案：B
解析：A、由图可知，波长之比等于1:2，故A错误;B.如图，绳端先向下运动，即绳端起振方向向下，则在处的质点起振方向向下，故B正确;C.相同介质波速不变，波速之比为1:1，故C错误;D.根据可知，周期之比等于波长之比，为1:2，故D错误;故选B。
11．答案：C
解析：弹簧振子的周期公式为，故周期只与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，与振幅无关，C正确。故选C。
12．答案：C
解析：A.由图可知，在时，弹簧振子的位移为正向最大，由得，知加速度为负向最大，故A错误；B.在与两个时刻，弹簧振子的位移相同但图线斜率一正一负，则弹簧振子速度大小相等，方向相反，故B错误；C.从到时间内，弹簧振子的位移增大，加速度增大，速度减小，所以弹簧振子做加速度增大的减速运动，故C正确；D.在时，弹簧振子的位移为负向最大，故D错误。故选：C。
13．答案：BC
解析：AB.根据单摆周期公式摆钟从海南到南极，纬度升高，重力加速度g变大，摆钟的周期变小，故A错误，B正确;CD.摆钟的周期变小，摆动变快，为调节使之正常计时，要将周期T调大，应增大摆长，故C正确，D错误。故选BC。
14．答案：AC
解析：由题意，处的质点在内通过的路程为4.5 cm，则结合图可知时刻处的质点沿y轴的负方向运动，由质点的振动方向和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，A正确；由题意可知，的时间间隔为，解得B错误；由图可知，则C正确；由同侧法可知时，处的质点沿y轴正方向运动，D错误。
15．答案：AB
解析：AB.简谐运动的回复力，回复力一定与位移方向相反，当位移为零时，回复力也为零，故AB正确;C.回复力最大时，物体的位移最大，此时速度为零，故C错误;D.回复力一定与位移方向相反，回复力一定指向平衡位置，故D错误。故选AB。
16．答案：变大；小于
解析：由图可得，0到时间内，位移从正向最大位移到零，则速度由零增大，故试管的速度在变大;0到时间内，试管做加速运动，则0到时间内平均速度小于到时间内的平均速度，由于0到时间内，试管的路程为A，所以0到时间内，试管的路程小于.
17．答案：；；0
解析：根据波形平移法可知波源开始振动沿方向，由于两波源振动情况完全相同，故波源开始振动时沿方向；
由图可知两列波的波长、周期分别为
波速为
故从开始到中点位置的质点Q开始振动的时间为
根据前面分析可知在时，两列波均已传播到处，此时两列波的传播方程分别为
故两波源振动加2.5s时平衡位置在处的质点P的位移分别为
故此时质点P的位移为
18．答案：（1）2 s
（2）16 cm
（3）见解析
解析：（1）由题图可知该波的波长为，波源振动的周期为.
（2）产生的波传播到处的时间，
产生的波传播到处的时间，
0~4.5 s内，处的质点振动的时间为，运动的路程为，
4.5~5 s内，两列波一起振动了0.5 s，即，由题图可知波源的起振方向沿y轴正方向，波源的起振方向沿y轴负方向，在处，波源比波源早起振半个周期，处的质点到两波源的波程差为，
故处的质点为振动加强点，4.5~5 s内，处的质点运动的路程为，
故0~5 s内，处的质点运动的路程.
（3）设振动加强点的坐标为x，根据振动加强公式有，
满足条件的振动加强点有，
x轴上两波源间（不含波源）振动加强点的个数为9个.

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