2024高考物理真题分项解析
专题09 机械振动
1. （2024年6月浙江省物理选考）如图所示，不可伸长的光滑细线穿过质量为0.1kg的小铁球，两端A、B悬挂在倾角为 的固定斜杆上，间距为1.5m。小球平衡时，A端细线与杆垂直；当小球受到垂直纸面方向的扰动做微小摆动时，等效于悬挂点位于小球重垂线与AB交点的单摆，重力加速度，则（ ）
A. 摆角变小，周期变大
B. 小球摆动周期约为2s
C. 小球平衡时，A端拉力为N
D. 小球平衡时，A端拉力小于B端拉力
【答案】B
【解析】
根据单摆的周期公式可知周期与摆角无关，故A错误；
同一根绳中，A端拉力等于B端拉力，平衡时对小球受力分析如图
可得
解得
故CD错误；
根据几何知识可知摆长为
故周期为
故B正确。
2. （2024高考甘肃卷）如图为某单摆的振动图像，重力加速度g取，下列说法正确的是（ ）
A. 摆长为1.6m，起始时刻速度最大
B. 摆长为2.5m，起始时刻速度为零
C. 摆长为1.6m，A、C点的速度相同
D. 摆长为2.5m，A、B点的速度相同
【答案】C
【解析】
由单摆的振动图像可知振动周期为，由单摆的周期公式得摆长为
x-t图像的斜率代表速度，故起始时刻速度为零，且A、C点的速度相同，A、B点的速度大小相同，方向不同。综上所述，可知C正确，故选C。
3. （2024高考辽宁卷）如图（a），将一弹簧振子竖直悬挂，以小球的平衡位置为坐标原点O，竖直向上为正方向建立x轴。若将小球从弹簧原长处由静止释放，其在地球与某球状天体表面做简谐运动的图像如（b）所示（不考虑自转影响），设地球、该天体的平均密度分别为和，地球半径是该天体半径的n倍。的值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
解法一：将小球从弹簧原长出由静止释放，小球下落到弹力与重力相等时速度最大，此时弹簧伸长A=mg/k，小球将围绕弹力与重力相等处做振幅为A=mg/k的简谐运动。由小球简谐运动图像可知，在地球表面和天体表面简谐运动的振幅之比为2 1，即地球表面和天体表面的重力加速度之比为2 1。由GM/R2=g，ρ=M/V，V=，解得ρ=；==2×1/n=2/n，C正确。
解法二：设地球表面的重力加速度为，某球体天体表面的重力加速度为，弹簧的劲度系数为，根据简谐运动的对称性有
，
可得 ，
可得
设某球体天体的半径为，在星球表面，有
联立可得 ，故选C。
4. （2024高考江苏卷）如图所示，水面上有O、A、B三点共线，OA=2AB，时刻在O点的水面给一个扰动，t1时刻A开始振动，则B振动的时刻为（ ）
A. t1 B.
C. 2t1 D.
【答案】B
【解析】
机械波的波速不变，设OA=2AB=2L，故可得
可得
故可得B振动的时刻为，B正确。
5．（2024高考北京卷）图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置．手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示．下列说法正确的是（ ）
A．时，弹簧弹力为0
B．时，手机位于平衡位置上方
C．从至，手机的动能增大
D．a随t变化的关系式为
【参考答案】．D
【考查知识点】 a-t图像、简谐运动
【名师解析】由题图乙知，时，手机加速度为0，由牛顿第二定律得弹簧弹力大小为，A错误；由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误；由题图乙知，从至，手机的加速度增大，手机从平衡位置向最大位移处运动，速度减小，动能减小，C错误；由题图乙知，，则a随t变化的关系式为，D正确．
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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