2022屆全國高三物理模擬試題匯編：單擺和受迫振動(dòng)

更新時(shí)間：2022-07-19 瀏覽次數(shù)：66 類型：二輪復(fù)習(xí)

一、單選題

1. (2022·嘉興二模) 如圖所示，兩塊平行金屬板M、N通過導(dǎo)線、開關(guān)與電源相接，其中N板接地。板間用絕緣細(xì)繩懸掛一帶負(fù)電的小球。閉合開關(guān)S，把細(xì)1線拉開一小角度（小于10°）后，自A點(diǎn)靜止釋放小球小球擺動(dòng)經(jīng)過最低點(diǎn)B。則（）

A . 小球在A點(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)電勢能 B . 只將M板向下移動(dòng)時(shí)B點(diǎn)電勢保持不變 C . 只斷開開關(guān)則小球?qū)⑼Ｖ箶[動(dòng) D . 只把電源正負(fù)極對(duì)調(diào)則小球擺動(dòng)周期變小

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2. (2022高二下·紹興期中) 勻速運(yùn)行的列車經(jīng)過鋼軌接縫處時(shí)，車輪就會(huì)受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等，所以這個(gè)沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動(dòng)。如圖所示，為某同學(xué)設(shè)計(jì)的“減震器”原理示意圖，他用彈簧連接一金屬球組成“彈簧振子”懸掛在車廂內(nèi)，金屬球下方固定一塊強(qiáng)磁鐵（不考慮磁鐵對(duì)金屬球振動(dòng)周期的影響）。當(dāng)列車上下劇烈振動(dòng)時(shí)，該“減震器”會(huì)使列車振幅減小。下列說法正確的是（）

A . “彈簧振子”的金屬球振動(dòng)幅度與車速無關(guān) B . “彈簧振子”的振動(dòng)頻率與列車的振動(dòng)頻率相同 C . “彈簧振子”固有頻率越大，對(duì)列車的減振效果越好 D . 若將金屬球換成大小和質(zhì)量均相同的絕緣球，能起到相同的減振效果

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3. (2022·余姚模擬) 如圖所示為相同的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)）構(gòu)成的單擺，所有的繩子長度都相同，在不同的條件下的周期分別 $\text{[math]}$ ，關(guān)于周期大小關(guān)系的判斷，正確的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2024高二下·普陀期中) 單擺在振動(dòng)過程中，對(duì)擺球的分析正確的是（）

A . 擺球在最低點(diǎn)加速度為零 B . 合外力方向始終與速度方向垂直 C . 擺球在最高點(diǎn)合外力為零 D . 擺球在任何位置加速度都不等于零

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5. (2021高三上·如皋開學(xué)考) 如圖，水平面上固定光滑圓弧面ABD，水平寬度為L，高為h且滿足 $\text{[math]}$ 。小球從頂端A處由靜止釋放，沿弧面滑到底端D經(jīng)歷的時(shí)間為t，若在圓弧面上放一光滑平板ACD，仍將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，沿平板滑到D的時(shí)間為（　　）

A . t B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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6. (2021·福建模擬) 在喜劇電影《功夫》中，包租婆的“獅子吼”可以將酒杯震碎。若我們用手指輕彈同樣的酒杯，聽到清脆的聲音，并測得該聲音的頻率為500 $\text{[math]}$ ，已知空氣中的聲速為340 $\text{[math]}$ ，則包租婆的“獅子吼”聲波的波長約為（）

A . 0.68m B . 1.32m C . 1.47m D . 2.94m

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二、多選題

7. (2022·云南二模) 觀察和思考是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)，眾多科學(xué)家經(jīng)常能從簡單的現(xiàn)象中受到啟發(fā)，經(jīng)過深思熟慮后得到具有重要意義的結(jié)論。下列說法正確的是（）

A . 按正弦規(guī)律變化的電場會(huì)產(chǎn)生同樣按正弦規(guī)律變化的磁場 B . 抖動(dòng)繩子形成的繩波，質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直，是縱波 C . 當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象 D . 超聲波被血管中的血流反射后，探測器接收到的超聲波頻率發(fā)生變化 E . 真空中光速在不同的慣性參考系中都是不相同的

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8. (2022·臺(tái)州二模) 如圖所示，一個(gè)豎直圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)T型支架在豎直方向振動(dòng)，T型支架下面系著一個(gè)彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)，小球浸沒在水中，當(dāng)圓盤靜止時(shí)，讓小球在水中振動(dòng)，其阻尼振動(dòng)頻率約為 $\text{[math]}$ 。現(xiàn)使圓盤由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，直至以 $\text{[math]}$ 的周期勻速轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定下來，在此過程中，下列說法正確為（）

A . 圓盤靜止和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球都是做受迫振動(dòng) B . 最終穩(wěn)定時(shí)小球的振動(dòng)頻率為 $\text{[math]}$ C . 小球的振幅先逐漸增大后又逐漸減小 D . 圓盤緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以T型支架為參考系，小圓柱的運(yùn)動(dòng)可視為簡諧運(yùn)動(dòng)

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9. (2022·包頭模擬) 下列物理現(xiàn)象，說法正確的是（）

A . 聞其聲而不見其人，是波的共振現(xiàn)象 B . 環(huán)繞發(fā)聲的雙股音叉繞一圈，聽到聲音忽強(qiáng)忽弱，是波的干涉現(xiàn)象 C . 夏天雷雨后路面上油膜呈現(xiàn)彩色，是因?yàn)楣庋刂本€傳播 D . 當(dāng)正在鳴笛的火車急駛而來時(shí)，我們聽到汽笛聲音調(diào)變高，這是多普勒效應(yīng)現(xiàn)象 E . 看立體電影時(shí)戴上特質(zhì)的眼鏡，這樣看到電影畫面的效果具有立體感，是利用光的偏振現(xiàn)象

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10. (2022·永定模擬) 下列說法中正確的是（）

A . 只有在發(fā)生共振的時(shí)候，受迫振動(dòng)的頻率才等于驅(qū)動(dòng)力的頻率 B . 機(jī)械波的頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān) C . 聲波能發(fā)生多普勒效應(yīng)，其它類型的波也可以 D . 只要有機(jī)械振動(dòng)的振源，就一定有機(jī)械波 E . 產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件是兩列波的頻率相同

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11. (2021·馬鞍山模擬) 學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中有甲、乙兩單擺，其振動(dòng)圖像為如圖所示的正弦曲線，則下列說法中正確的是（）

A . 甲、乙兩單擺的擺球質(zhì)量之比是1：2 B . 甲、乙兩單擺的擺長之比是1：4 C . t=1.5s 時(shí)，兩擺球的速度方向相同 D . t=1.5s 時(shí)，兩擺球的加速度方向相同 E . 3s~4s內(nèi)，兩擺球的勢能均減少

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12. (2021·宣城模擬) 下列說法正確的是（）

A . 物體做受迫振動(dòng)時(shí)，其振動(dòng)頻率與固有頻率無關(guān) B . 簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡 C . 兩列波在介質(zhì)中疊加，一定產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D . 已知介質(zhì)對(duì)某單色光的臨界角為C，則該介質(zhì)的折射率等于 $\text{[math]}$ E . 遙感技術(shù)中利用了紅外線探測器接收物體發(fā)出的紅外線來探測被測物體的特征

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13. (2021·寧波模擬) 把一個(gè)篩子用四根彈簧支撐起來，篩子上裝一個(gè)電動(dòng)偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力，這就做成了一個(gè)共振篩，如圖甲所示。該共振篩的共振曲線如圖乙所示。已知增大電壓，可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高，增加篩子質(zhì)量，可增大篩子的固有周期?，F(xiàn)在，在某電壓下偏心輪的轉(zhuǎn)速是54r/min，下列說法正確的是（）

A . 此時(shí)共振篩的振動(dòng)頻率為0.9Hz B . 減小篩子質(zhì)量，篩子的振幅一定增大 C . 轉(zhuǎn)速調(diào)至48r/min時(shí)，篩子出現(xiàn)共振狀態(tài) D . 增大電壓，篩子振幅會(huì)先增后減

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14. (2021·嘉興模擬) 如圖所示，表面光滑、半徑 $\text{[math]}$ 的圓弧形軌道固定在水平地面上，P是圓弧的最低點(diǎn)，A、B是圓弧上等高的兩點(diǎn)，弧長 $\text{[math]}$ ，O是圓心。O處固定一個(gè)帶電量為 $\text{[math]}$ 的點(diǎn)電荷。先讓帶電量為 $\text{[math]}$ 、質(zhì)量 $\text{[math]}$ 的點(diǎn)電荷從A點(diǎn)由靜止開始釋放（過程1），再讓此電荷從O點(diǎn)正下方0.5m處由靜止釋放運(yùn)動(dòng)到P（過程2）。靜電力常量 $\text{[math]}$ ，則小球（）

A . 過程1中在A點(diǎn)受到的庫侖力大小為0.45N B . 過程1中從A運(yùn)動(dòng)到P時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為1.0N C . 過程1中從A首次運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為0.3πs D . 過程2中運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于0.2s

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15. (2021·杭州模擬) 如圖甲所示是一單擺（由輕繩和球A組成某次做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像。若將該單擺懸掛在O點(diǎn)，平衡時(shí)球A正好與粗糙水平地面接觸（無彈力。現(xiàn)將球A拉到輕繩與豎直方向夾角為53°的位置由靜止釋放（輕繩恰好伸直），同時(shí)將球B（與A球完全一樣）放在水平地面上且正好在O點(diǎn)的正下方（如圖乙所示）。設(shè)球A與球B發(fā)生的是彈性正碰，碰撞時(shí)間極短，球B與地面的摩擦因數(shù)為0.5，下列說法正確的是（）（本題中取 $\text{[math]}$ =10）

A . 該單擺的擺長為0.64m B . 球A從釋放到與球B相撞時(shí)所花的時(shí)間為0.4s C . 由于地面粗糙，所以兩球碰撞過程中不可以認(rèn)為兩球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒 D . 碰撞后，球B能前進(jìn)的距離為0.512m

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三、填空題

16. (2022·廣東模擬) 火車在鐵軌上運(yùn)行時(shí)，車輪每接觸到兩根鋼軌的接頭處就受到一次撞擊，而使車廂在彈簧上上下振動(dòng)。若鐵軌上每根鋼軌的長為12.6m，車廂與彈簧組成的系統(tǒng)的固有周期為0.63s，則當(dāng)車輪與鐵軌撞擊的周期（選填“大于”“小于”或“等于”）0.63s時(shí)，車廂的振動(dòng)最強(qiáng)烈，此時(shí)火車速為km/h。

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17. (2022·高州模擬) 圖示為一單擺的共振曲線，根據(jù)曲線可求得此單擺擺長約為；若該單擺的擺長變短，則此共振曲線振幅A最大值對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)f的值將（選填“增大”“減小”或“不變”）（取 $\text{[math]}$ ）。

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18. (2022·長寧模擬) 在“用單擺測定重力加速度”實(shí)驗(yàn)中，繩長為L，小球直徑為d，擺球擺動(dòng)過程中光電門接收到光信號(hào)強(qiáng)度I隨時(shí)間t的變化如圖，t₁、t₂和t₃均為已知量，由此可得單擺的周期為，當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮〉挠?jì)算表達(dá)式g=（用上述已知的物理量表示）。

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19. (2022·浦東模擬) 如圖所示，將擺長為L的單擺擺球拉離平衡位置一個(gè)很小的角度到A點(diǎn)后由靜止釋放，重力加速度為g，則擺球從A第一次運(yùn)動(dòng)到最左端B所用的時(shí)間為；若將該裝置從上海移到廣州進(jìn)行同樣的操作，上述運(yùn)動(dòng)時(shí)間將。（選填“變大”、“變小”或“不變”）

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20. (2021·普陀模擬) 某同學(xué)在“利用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測出多組單擺的擺長L和周期T。如圖為根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的T²-L圖像，由圖像可得重力加速度g為m/s²（精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位），圖像不過原點(diǎn)可能是由于擺長測量造成的。（選填“偏大”“偏小”）。

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四、實(shí)驗(yàn)探究題

21. (2022高二下·武漢期中) 如圖所示， $\text{[math]}$ 為一液體槽： $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 所在的側(cè)面為銅板，其他側(cè)面及底面為絕緣板，槽中盛滿導(dǎo)電液體（設(shè)該液體導(dǎo)電時(shí)不發(fā)生電解）?，F(xiàn)用質(zhì)量不計(jì)的柔軟細(xì)銅絲在下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺，銅絲的上端固定在O點(diǎn)。下端穿出鐵球使得單擺擺動(dòng)時(shí)細(xì)銅絲始終與導(dǎo)電液體接觸（小球與液體不接觸。銅絲與導(dǎo)電液體的阻力忽略不計(jì)），O點(diǎn)與液體槽的中央在同一條豎直線上。在 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 所在的銅板面上接上左下圖所示電源。電源內(nèi)阻可忽略。電動(dòng)勢 $\text{[math]}$ 。將電源負(fù)極和細(xì)銅絲的上端點(diǎn)分別連接到傳感器上?，F(xiàn)將擺球拉離平衡位置使其在垂直于 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的豎直面上做簡諧運(yùn)動(dòng)，圖為閉合開關(guān)S后某段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示的擺球與 $\text{[math]}$ 板之間的電壓波形，根據(jù)這一波形，可以得出：
1. （1）單擺的周期為s，擺長為m（取 $\text{[math]}$ ）；
2. （2）設(shè) $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 所在的側(cè)面兩銅板內(nèi)側(cè)之間的距離 $\text{[math]}$ ，則細(xì)銅絲與導(dǎo)電液體的接觸點(diǎn)偏離 $\text{[math]}$ 的最大距離 $\text{[math]}$ 為 $\text{[math]}$ 。
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