《2022年高考物理靶向专项强化训练（三大题型+冲刺模拟）》专题1.2 机械振动和机械波（解析版）

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2022 年高考物理靶向专项强化训练
专题 1.2 机械振动和机械波
1．匀速运行的列车经过钢轨接缝处时，车轮就会受到一次冲击。由于每一根钢轨长度相等，所以这个冲
击力是周期性的，列车受到周期性的冲击做受迫振动。如图所示，为某同学设计的“减震器”原理示意图，
他用弹簧连接一金属球组成“弹簧振子”悬挂在车厢内，金属球下方固定一块强磁铁（不考虑磁铁对金属
球振动周期的影响）。当列车上下剧烈振动时，该“减震器”会使列车振幅减小。下列说法正确的是（　
）
A．“弹簧振子”的金属球振动幅度与车速无关
B．“弹簧振子”的振动频率与列车的振动频率相同
C．“弹簧振子”固有频率越大，对列车的减振效果越好
D．若将金属球换成大小和质量均相同的绝缘球，能起到相同的减振效果
【答案】B
【详解】A. “弹簧振子”的金属球振动幅度与驱动力的频率有关，而列车受到周期性的冲击做受迫振动的
频率与车速有关，故 A错误；
B. 根据受迫振动稳定时的频率和驱动力的频率一致，可知“弹簧振子”的振动频率与列车的振动频率相同，
B正确；
C. 当“弹簧振子”的固有频率等于受迫振动的频率时，金属球振动幅度最大，这样更好的把能量传递给
“弹簧振子”， 对列车起到更好的减振效果，所以并不是“弹簧振子”固有频率越大，对列车的减振效
果越好，C错误；
D. 若将金属球换成大小和质量均相同的绝缘球，那么绝缘球在振动时就不会产生电磁阻尼，达不到相同的
减震效果，D错误；故选 B。
2．如图所示，倾角为 30°的斜面固定在水平地面上，其下端有一垂直于斜面的固定挡板。轻质弹簧的一端
与挡板相连，另一端连接一质量为 0.4kg 的光滑小球（可视为质点）。现将小球由平衡位置 O沿斜面向上
拉动 15cm 至P点，使其在 P、P′之间做简谐运动，M、N为斜面上关于 O点对称的两点。规定沿斜面向上
为正方向，已知弹簧的劲度系数为 20N/m 且弹簧始终处于弹性限度内，取 g=10m/s2。则（　　）
A．小球在 P点的回复力为-5N
B．小球在 P′点时弹簧的形变量为 25cm
C．小球从 N点向上运动，经四分之三个周期，其运动的路程小于 45cm
D．在 M、N两点，小球的速度大小相等，弹簧的弹性势能也相等
【答案】B
【详解】A．O点为平衡位置，沿斜面向上拉动 15cm 后，小球受到的合力为 则小球在 P点
的回复力为-3N，故 A错误；
B．由简谐运动的对称性可知，小球在 P′点的回复力为 3N，有 解得 故 B正确；
C．小球经平衡位置 O时，速度最大，前四分之一周期内运动的路程要大于 15cm，后二分之一周期内运动
的路程为 30cm，总路程大于 45cm，故 C错误；
D．根据简谐运动的对称性可知，小球在 M、N两点速度大小相等。由系统机械能守恒可知，小球在 N点
时弹簧的弹性势能大于小球在 M点时弹簧的弹性势能，故 D错误。故选 B。
3．如图所示，质量为 M的物体 C放在倾角为 的足够长的粗糙斜面上，通过一平行于斜面的轻绳跨过光
滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为 k，将质量为 m的钩码 B挂于弹簧下端，当弹簧处于原
长时，将钩码 B由静止释放，当钩码 B到达最低点时（未着地），C恰好要被拉动，轻绳不可伸长，弹簧
始终在弹性限度内，弹力做功公式为 ，以下判断正确的是（　　）
A．钩码 B所能达到的最大动能为
B．钩码 B由静止释放至到达最低点过程机械能先增大后减小
C．钩码 B由静止释放至到达最低点过程中，弹簧弹力做的功先大于重力做的功，后小于重力做的功
D．物体 C恰好要被拉动时，受到的摩擦力大小为
【答案】AD
【详解】B．钩码 B从静止释放到运动至最低点的过程中，受重力和弹簧弹力作用，机械能的变化等于除
了重力之外其他力做的功，即弹力做的功，钩码 B向下运动过程中，弹簧弹力始终做负功，机械能一直在
减小，B错误；
A．钩码 B达到最大速度时，加速度为零，设弹簧形变量为 xmg＝kx 此过程中根据动能定理
弹力是变力，但随 x均匀变化，弹力做的功为即得 ，A正确；
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