高考物理一轮复习过关练习专题43简谐运动共振 (含解析)

这是一份高考物理一轮复习过关练习专题43简谐运动共振 (含解析)，共4页。试卷主要包含了下列说法不正确的是等内容，欢迎下载使用。

1．下列说法不正确的是( )
A．弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变
B．如图简谐运动装置，若撤去A振动周期变小
C．单摆装置，摆球在运动过程中摆线的拉力始终大于重力
D．系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率
2．(多选)如图甲所示，由劲度系数k＝20 N/m的弹簧和质量为m＝0.1 kg的小球套在水平光滑杆上组成的弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图像如图乙所示，由振动图像可知( )
A．振幅A＝3 cm
B．在t2时刻，振子的加速度为零
C．在t1时刻，振子的加速度为零
D．振子的最大加速度大小为a＝6 m/s2
3．如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是( )
A．若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线Ⅱ是月球上的单摆共振曲线
B．若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为l1∶l2＝4∶25
C．图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则该单摆摆长约为1 m
D．若摆长均为1 m，则图线Ⅰ是在地球表面上完成的
4.
[2022·江苏连云港二模]飞力士棒(Flexi­bar)是德国物理治疗师发明的一种康复器材，它由一根PVC软杆、两端的负重头和中间的握柄组成，棒的固有频率为4.5 Hz，如图所示．下列说法正确的是( )
A．用力越大，棒振动的越快
B．增大手驱动的频率，棒的振幅一定变大
C．增大手驱动的频率，棒的振动频率可能减小
D．双手驱动该棒每分钟振动270次，则棒的振幅最大
5．[2022·浙江省新高考联考]2021年5月18日，实高292米的深圳华强北赛格大厦出现不明原因晃动，其中一种观点认为当时大厦附近有机械在地下施工作业，机械振动频率与大厦固有频率比较接近，是造成大厦出现较大幅度晃动的主要原因．下列说法正确的是( )
A．根据题意，施工机械振动频率与大厦固有频率比较接近时，该大厦发生了简谐振动
B．根据题意，施工机械振动频率与大厦固有频率差距越大，该大厦振幅越小
C．安装阻尼器能起到减震作用，其原理是阻尼器能改变大厦的固有频率，从而杜绝共振现象
D．根据题意，则通过增、减建筑物的一定层高，一定无法显著减轻大厦晃动情况
6．[2022·江苏省期中调研考试]如图所示，水平弹簧振子以O点为平衡位置，在A、B两点间做简谐运动，A、B之间的距离为0.4 m，P点为O、B的中点．某时刻，振子从P点以速度v向B点运动，经过时间t＝1.8 s，振子的速度第二次变为－v.求：
(1)弹簧振子的振动周期T；
(2)振子经过P点向右运动作为计时起点的振动方程．
专题43 简谐运动 共振
1．C 弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变，A正确；由弹簧振子振动周期公式T＝2π eq \r(\f(m,k))可知若撤去A振动周期变小，B正确；当摆线在最大位移处时，此时重力沿半径方向的分力等于摆线的拉力，故此时重力大于摆线的拉力，C错误；系统做稳定的受迫振动时，系统振动的频率等于周期性驱动力的频率，D正确．
2．ABD 从振动图像可以看出振子的振幅为3 cm，A正确；在t＝t2时刻，振子在平衡位置O点，该时刻振子速度最大，加速度为零，B正确；在t＝t1时刻，振子在正向最大位移处，加速度最大，最大加速度大小为am＝ eq \f(kA,m)＝ eq \f(20×0.03,0.1) m/s2＝6 m/s2，C错误，D正确．
3．C 当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，振幅最大，若两次受迫振动分别在月球和地球上进行，因为图线Ⅰ单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据单摆的周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g))知周期大的重力加速度小，则图线Ⅰ是月球上单摆的共振曲线，故A、D错误；若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率之比为2∶5，则固有周期之比为5∶2，根据T＝2π eq \r(\f(l,g))知摆长之比为l1∶l2＝25∶4，B错误；图线Ⅱ若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5 Hz，则T＝ eq \f(1,f)＝2 s，由T＝2π eq \r(\f(l,g))，解得l＝1 m，C正确．
4．D 使用者用力大小影响的是振幅，与振动快慢没有关系，A错误；增大手驱动的频率，飞力士棒振动的频率随之增大，但是幅度不一定越来越大，B、C错误；双手驱动该飞力士棒每分钟振动270次全振动，则驱动力的频率为f＝ eq \f(270,60) Hz＝4.5 Hz，驱动力的频率与飞力士棒的固有频率相等，会产生共振，D正确．
5．B 施工的机械振动频率与大厦的固有频率相等时发生共振，两频率差距越大，大厦的振幅越小，A错误，B正确；通过增、减一些层高，能够改变大厦的固有频率，有可能减轻大厦晃动，D错误；安装阻尼器改变了其固有频率，但在新的固有频率上还是有可能发生共振现象，不能杜绝共振现象，C错误．
6．(1)3.6 s (2)x＝0.2 sin ( eq \f(5π,9)t＋ eq \f(π,6))(m)
解析：(1)作出P点关于O点的对称点P′，振子第一次通过P′向左运动时速度第二次变为－v，由振动的规律得1.8 s＝ eq \f(T,2)，解得T＝3.6 s.
(2)振子振动方程x＝A sin (ωt＋φ0)，振子的振幅A＝0.2 m，角频率ω＝ eq \f(2π,T)＝ eq \f(5π,9).当t＝0时，x＝ eq \f(A,2)，即sin φ0＝ eq \f(1,2)，φ0＝ eq \f(π,6)，所以振动方程为x＝0.2 sin ( eq \f(5π,9)t＋ eq \f(π,6))(m).