《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第1講 機械振動學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第1講 機械振動學(xué)案（21頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第1講機械振動 高考命題解讀分析年份高考(全國卷)四年命題情況對照分析1.考查方式從近幾年高考題來看，對于選修34內(nèi)容的考查，形式比較固定，一般第(1)問為選擇題，5個選項從考查內(nèi)容來看，機械振動和機械波、光學(xué)和電磁波的相關(guān)基礎(chǔ)知識和基本方法都曾經(jīng)命題第(2)問命題主要以幾何光學(xué)命題為主2命題趨勢從近幾年高考命題來看，命題形式和內(nèi)容比較固定，應(yīng)該延續(xù)，但是題目的情景可能向著貼進生活的方向發(fā)展.題號命題點2013年卷34題第(1)問選擇題，質(zhì)點的振動和波動的關(guān)系第(2)問計算題，折射定律、全反射和光的直線傳播卷34題第(1)問填空題，簡諧運動的相關(guān)知識第(2)問計算題，光經(jīng)過三棱鏡的折射問題20
2、14年卷34題第(1)問選擇題，波動和振動圖象的結(jié)合、波速公式的應(yīng)用第(2)問計算題，光經(jīng)過半圓柱形玻璃磚的全反射問題卷34題第(1)問選擇題，波動和振動圖象的結(jié)合、波速公式的應(yīng)用第(2)問計算題，光經(jīng)過平板玻璃的折射現(xiàn)象以及折射率的求解2015年卷34題第(1)問填空題，光的雙縫干涉實驗第(2)問計算題，波的傳播的周期性問題卷34題第(1)問選擇題，光的折射、全反射、雙縫干涉的綜合問題第(2)問計算題，波的傳播，波長、頻率與波速的關(guān)系2016年卷34題第(1)問選擇題，波速公式的應(yīng)用和對波的性質(zhì)的理解第(2)問計算題，光的折射和全反射，應(yīng)用幾何關(guān)系求解光學(xué)相關(guān)物理量卷34題第(1)問選擇題，
3、電磁波的基本特點第(2)問計算題，質(zhì)點的振動和波動問題，波速公式的應(yīng)用和振動位移函數(shù)式的書寫卷34題第(1)問選擇題，波的傳播和質(zhì)點的振動之間的關(guān)系第(2)問計算題，光的折射現(xiàn)象和光路圖問題1簡諧運動(1)定義：如果質(zhì)點所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且總是指向平衡位置(2)平衡位置：物體在振動過程中回復(fù)力為零的位置(3)回復(fù)力定義：使物體返回到平衡位置的力方向：總是指向平衡位置來源：屬于效果力，可以是某一個力，也可以是幾個力的合力或某個力的分力深度思考簡諧運動的平衡位置就是質(zhì)點所受合力為零的位置嗎？答案不是，是回復(fù)力為零的位置2簡諧運動的兩種模型模型彈簧振子單擺示意圖簡諧運動條件
4、彈簧質(zhì)量要忽略無摩擦等阻力在彈簧彈性限度內(nèi)擺線為不可伸縮的輕細線無空氣等阻力最大擺角小于5回復(fù)力彈簧的彈力提供擺球重力沿與擺線垂直方向(即切向)的分力平衡位置彈簧處于原長處最低點周期與振幅無關(guān)T2能量轉(zhuǎn)化彈性勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒深度思考做簡諧運動的質(zhì)點，速度增大時，其加速度如何變化？答案一定減小3簡諧運動的公式和圖象(1)簡諧運動的表達式動力學(xué)表達式：Fkx，其中“”表示回復(fù)力與位移的方向相反運動學(xué)表達式：xAsin(t)，其中A代表振幅，2f表示簡諧運動的快慢，t代表簡諧運動的相位，叫做初相(2)簡諧運動的圖象從平衡位置開始計時，函數(shù)表達式為x
5、Asint，圖象如圖1甲所示從最大位移處開始計時，函數(shù)表達式為xAcost，圖象如圖乙所示圖14受迫振動和共振(1)受迫振動系統(tǒng)在驅(qū)動力作用下的振動做受迫振動的物體，它做受迫振動的周期(或頻率)等于驅(qū)動力的周期(或頻率)，而與物體的固有周期(或頻率)無關(guān)(2)共振做受迫振動的物體，它的驅(qū)動力的頻率與固有頻率越接近，其振幅就越大，當(dāng)二者相等時，振幅達到最大，這就是共振現(xiàn)象共振曲線如圖2所示圖21.如圖3所示的裝置，彈簧振子的固有頻率是4Hz.現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動把手，給彈簧振子以周期性的驅(qū)動力，測得彈簧振子振動達到穩(wěn)定時的頻率為1Hz，則把手轉(zhuǎn)動的頻率為()圖3A1HzB3HzC4HzD5Hz答案A解析受
6、迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，把手轉(zhuǎn)動的頻率為1Hz，選項A正確2有一彈簧振子，振幅為0.8cm，周期為0.5s，初始時具有負方向的最大加速度，則它的振動方程是()Ax8103sinmBx8103sinmCx8101sinmDx8101sinm答案A解析振幅A0.8cm8103m，4rad/s.由題知初始時(即t0時)振子在正向最大位移處，即sin01，得0，故振子做簡諧運動的方程為：x8103sinm，選項A正確3(人教版選修34P5第3題)如圖4所示，在t0到t4s的范圍內(nèi)回答以下問題圖4(1)質(zhì)點相對平衡位置的位移的方向在哪些時間內(nèi)跟它的瞬時速度的方向相同？在哪些時間內(nèi)跟瞬時速度的方向相
7、反？(2)質(zhì)點在第2s末的位移是多少？(3)質(zhì)點在前2s內(nèi)走過的路程是多少？答案(1)在01s,23s內(nèi)位移方向跟它的瞬時速度方向相同；在12s,34s內(nèi)位移方向跟它的瞬時速度方向相反(2)0(3)20cm4(人教版選修34P12第4題)如圖5所示為某物體做簡諧運動的圖象，在所畫曲線的范圍內(nèi)回答下列問題圖5(1)哪些時刻物體的回復(fù)力與0.4s時刻的回復(fù)力相同？(2)哪些時刻物體的速度與0.4s時刻的速度相同？(3)哪些時刻的動能與0.4s時刻的動能相同？(4)哪些時間的加速度在減??？(5)哪些時間的勢能在增大？答案(1)0.6s、1.2s、1.4s(2)0.2s、1.0s、1.2s(3)0、0
8、.2s、0.6s、0.8s、1.0s、1.2s和1.4s(4)0.10.3s、0.50.7s、0.91.1s和1.31.5s(5)00.1s、0.30.5s、0.70.9s、1.11.3s命題點一簡諧運動的規(guī)律簡諧運動的五大特征受力特征回復(fù)力Fkx，F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比，方向相反運動特征靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大；遠離平衡位置時，a、F、x都增大，v減小能量特征振幅越大，能量越大在運動過程中，系統(tǒng)的動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒周期性特征質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度和速度隨時間做周期性變化，變化周期就是簡諧運動的周期T；動能和勢能也隨時間做周期性變化，其變化周期為對稱性
9、特征關(guān)于平衡位置O對稱的兩點，速度的大小、動能、勢能相等，相對平衡位置的位移大小相等；由對稱點到平衡位置O用時相等例1(2015山東38(1)如圖6所示，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運動以豎直向上為正方向，物塊簡諧運動的表達式為y0.1sin (2.5t) m.t0時刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t0.6s時，小球恰好與物塊處于同一高度取重力加速度的大小g10m/s2.以下判斷正確的是()圖6Ah1.7mB簡諧運動的周期是0.8sC0.6s內(nèi)物塊運動的路程是0.2mDt0.4s時，物塊與小球運動方向相反物塊沿豎直方向做簡諧運動；小球恰好與物塊處于同一高度答案AB解
10、析t0.6s時，物塊的位移為y0.1sin(2.50.6)m0.1m，則對小球h|y|gt2，解得h1.7m，選項A正確；簡諧運動的周期是Ts0.8s，選項B正確；0.6s內(nèi)物塊運動的路程是3A0.3m，選項C錯誤；t0.4s時，物塊經(jīng)過平衡位置向下運動，則此時物塊與小球運動方向相同，選項D錯誤1關(guān)于簡諧運動的位移、加速度和速度的關(guān)系，下列說法中正確的是()A位移減小時，加速度減小，速度也減小B位移方向總是與加速度方向相反，與速度方向相同C物體的運動方向指向平衡位置時，速度方向與位移方向相反；背離平衡位置時，速度方向與位移方向相同D物體向負方向運動時，加速度方向與速度方向相同；向正方向運動時，
11、加速度方向與速度方向相反答案C解析位移減小時，加速度減小，速度增大，A錯誤；位移方向總是與加速度方向相反，與速度方向有時相同，有時相反，B、D錯誤，C正確2一個做簡諧運動的彈簧振子，周期為T，振幅為A，已知振子從平衡位置第一次運動到x處所用的最短時間為t1，從最大的正位移處第一次運動到x處所用的最短時間為t2，那么t1與t2的大小關(guān)系正確的是()At1t2Bt1t2Ct1t2D無法判斷答案B解析根據(jù)振子遠離平衡位置時速度減小，靠近平衡位置時速度增大可知，振子第一次從平衡位置運動到xA處的平均速度大于第一次從最大正位移處運動到xA處的平均速度，而路程相等，說明t1t2.故A、C、D錯誤，B正確命
12、題點二簡諧運動圖象的理解和應(yīng)用1.根據(jù)簡諧運動圖象可獲取的信息：(1)振幅A、周期T(或頻率f)和初相位(如圖7所示)圖7(2)某時刻振動質(zhì)點離開平衡位置的位移(3)某時刻質(zhì)點速度的大小和方向：曲線上各點切線的斜率的大小和正負分別表示各時刻質(zhì)點的速度的大小和速度的方向，速度的方向也可根據(jù)下一時刻質(zhì)點的位移的變化來確定(4)某時刻質(zhì)點的回復(fù)力和加速度的方向：回復(fù)力總是指向平衡位置，回復(fù)力和加速度的方向相同，在圖象上總是指向t軸(5)某段時間內(nèi)質(zhì)點的位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能和勢能的變化情況2.利用簡諧運動圖象理解簡諧運動的對稱性：(圖8) 圖8(1)相隔t(n)T(n0,1,2，)的兩個時
13、刻，彈簧振子的位置關(guān)于平衡位置對稱，位移等大反向，速度也等大反向(2)相隔tnT(n0,1,2，)的兩個時刻，彈簧振子在同一位置，位移和速度都相同例2甲、乙兩彈簧振子的振動圖象如圖9所示，則可知()圖9A兩彈簧振子完全相同B兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲F乙21C振子甲速度為零時，振子乙速度最大D兩振子的振動頻率之比f甲f乙21E振子乙速度為最大時，振子甲速度不一定為零答案CE解析從圖象中可以看出，兩彈簧振子周期之比T甲T乙21，則頻率之比f甲f乙12，D錯誤；彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說明兩彈簧振子不同，A錯誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩彈簧振子所
14、受回復(fù)力(Fkx)的最大值之比F甲F乙不一定為21，B錯誤；由簡諧運動的特點可知，在振子到達平衡位置時位移為零，速度最大，在振子到達最大位移處時，速度為零，從圖象中可以看出，在振子甲到達最大位移處時，振子乙恰好到達平衡位置；C正確；當(dāng)振子乙到達平衡位置時，振子甲有兩個可能的位置，一個是最大位移處，一個是平衡位置，E正確3(2016北京理綜15)如圖10所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運動以平衡位置O為原點，建立Ox軸向右為x軸正方向若振子位于N點時開始計時，則其振動圖象為()圖10答案A解析開始計時時振子位于正向最大位移處向負方向做簡諧運動，振動圖象為余弦函數(shù)圖象，A項對4如圖11甲所示，彈簧
15、振子以O(shè)點為平衡位置，在A、B兩點之間做簡諧運動取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化圖象如圖乙所示，下列說法正確的是()圖11At0.8s時，振子的速度方向向左Bt0.2s時，振子在O點右側(cè)6cm處Ct0.4s和t1.2s時，振子的加速度完全相同Dt0.4s到t0.8s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小答案A解析從t0.8s時起，再過一段微小時間，振子的位移為負值，因為取向右為正方向，故t0.8s時，速度方向向左，A正確；由題圖乙得振子的位移x12sintcm，故t0.2s時，x6cm，故B錯誤；t0.4s和t1.2s時，振子的位移方向相反，加速度方向相反，C錯誤；t0.4s到t0.8s的時間
16、內(nèi)，振子的位移逐漸變小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸變大，故D錯誤5.如圖12所示為一彈簧振子的振動圖象，試完成以下問題：圖12(1)寫出該振子簡諧運動的表達式；(2)在第2s末到第3s末這段時間內(nèi)，彈簧振子的加速度、速度、動能和彈性勢能各是怎樣變化的？(3)該振子在前100s的總位移是多少？路程是多少？答案見解析解析(1)由振動圖象可得A5cm，T4s，0則rad/s故該振子簡諧運動的表達式為x5sintcm(2)由題圖可知，在t2s時，振子恰好通過平衡位置，此時加速度為零，隨著時間的延續(xù)，位移不斷變大，加速度也變大，速度不斷變小，動能不斷減小，彈性勢能逐漸增大，當(dāng)t3s時，加速度達到
17、最大值，速度等于零，動能等于零，彈性勢能達到最大值(3)振子經(jīng)過一個周期位移為零，路程為45cm20cm，前100s剛好經(jīng)過了25個周期，所以前100s振子的位移x0，振子的路程s2520cm500cm5m.命題點三單擺的周期公式和萬有引力定律的結(jié)合1單擺的受力特征(1)回復(fù)力：擺球重力沿切線方向的分力，F(xiàn)回mgsinxkx，負號表示回復(fù)力F回與位移x的方向相反(2)向心力：細線的拉力和重力沿細線方向分力的合力充當(dāng)向心力，F(xiàn)向FTmgcos.(3)兩點說明當(dāng)擺球在最高點時，F(xiàn)向0，F(xiàn)Tmgcos.當(dāng)擺球在最低點時，F(xiàn)向，F(xiàn)向最大，F(xiàn)Tmgm.2周期公式T2的兩點說明(1)l為等效擺長，表示從懸
18、點到擺球重心的距離(2)g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣壤?一單擺在地面處的擺動周期與在某礦井底部擺動周期的比值為k.設(shè)地球的半徑為R，地球的密度均勻已知質(zhì)量均勻分布的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零，求礦井的深度d.質(zhì)量均勻分布的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零答案見解析解析根據(jù)萬有引力定律，地面處質(zhì)量為m的物體的重力mgG式中g(shù)是地面處的重力加速度，M是地球的質(zhì)量設(shè)是地球的密度，則有MR3擺長為l的單擺在地面處的擺動周期為T2若該物體位于礦井底部，則其重力為mgG式中g(shù)是礦井底部的重力加速度，且M(Rd)3在礦井底部此單擺的周期為T2由題意：TkT聯(lián)立以上各式得dR(1k2)6(2014安徽理綜14)在科學(xué)研究中，科學(xué)
19、家常將未知現(xiàn)象同已知現(xiàn)象進行比較，找出其共同點，進一步推測未知現(xiàn)象的特性和規(guī)律法國物理學(xué)家?guī)靵鲈谘芯慨惙N電荷的吸引力問題時，曾將扭秤的振動周期與電荷間距離的關(guān)系類比單擺的振動周期與擺球到地心距離的關(guān)系已知單擺擺長為l，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，擺球到地心的距離為r，則單擺振動周期T與距離r的關(guān)系式為()AT2rBT2rCTDT2l答案B解析根據(jù)單擺周期公式T2和GMgr2可得T22r，故選項B正確命題點四受迫振動和共振1自由振動、受迫振動和共振的關(guān)系比較振動項目自由振動受迫振動共振受力情況僅受回復(fù)力受驅(qū)動力作用受驅(qū)動力作用振動周期或頻率由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定，即固有周期T0或固有頻率f0由驅(qū)動力
20、的周期或頻率決定，即TT驅(qū)或ff驅(qū)T驅(qū)T0或f驅(qū)f0振動能量振動物體的機械能不變由產(chǎn)生驅(qū)動力的物體提供振動物體獲得的能量最大常見例子彈簧振子或單擺(5)機械工作時底座發(fā)生的振動共振篩、聲音的共鳴等2.對共振的理解(1)共振曲線：如圖13所示，橫坐標為驅(qū)動力頻率f，縱坐標為振幅A，它直觀地反映了驅(qū)動力頻率對某固有頻率為f0的振動系統(tǒng)受迫振動振幅的影響，由圖可知，f與f0越接近，振幅A越大；當(dāng)ff0時，振幅A最大圖13(2)受迫振動中系統(tǒng)能量的轉(zhuǎn)化：做受迫振動的系統(tǒng)的機械能不守恒，系統(tǒng)與外界時刻進行能量交換例4下表記錄了某受迫振動的振幅隨驅(qū)動力頻率變化的關(guān)系，若該振動系統(tǒng)的固有頻率為f固，則()驅(qū)
21、動力頻率/Hz304050607080受迫振動振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固60HzB60Hzf固70HzC50Hzf固60HzD以上三個都不對答案C解析從如圖所示的共振曲線可判斷出f驅(qū)與f固相差越大，受迫振動的振幅越?。籪驅(qū)與f固越接近，受迫振動的振幅越大并可以從中看出f驅(qū)越接近f固，振幅的變化越慢比較各組數(shù)據(jù)知f驅(qū)在5060Hz范圍內(nèi)時，振幅變化最小，因此50Hzf固60Hz，即C正確7.如圖14所示，在一條張緊的繩子上掛幾個擺，其中A、B的擺長相等當(dāng)A擺振動的時候，通過張緊的繩子給B、C、D擺施加驅(qū)動力，使其余各擺做受迫振動觀察B、C、D擺的振動發(fā)現(xiàn)()
22、圖14AC擺的頻率最小BD擺的周期最大CB擺的擺角最大DB、C、D的擺角相同答案C解析由A擺擺動從而帶動其它3個單擺做受迫振動，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，故其它各擺振動周期跟A擺相同，頻率也相等故A、B錯誤；受迫振動中，當(dāng)固有頻率等于驅(qū)動力頻率時，出現(xiàn)共振現(xiàn)象，振幅達到最大，由于B擺的固有頻率與A擺的相同，故B擺發(fā)生共振，振幅最大，故C正確，D錯誤8在實驗室可以做“聲波碎杯”的實驗，用手指輕彈一只玻璃酒杯，可以聽到清脆的聲音，測得這聲音的頻率為500Hz.將這只酒杯放在一個大功率的聲波發(fā)生器前，操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波，就能使酒杯碎掉下列說法中正確的是()A操作人員必須把聲波發(fā)生器輸
23、出的功率調(diào)到很大B操作人員必須使聲波發(fā)生器發(fā)出頻率很高的超聲波C操作人員必須同時增大聲波發(fā)生器發(fā)出聲波的頻率和功率D操作人員必須將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz，且適當(dāng)增大其輸出功率答案D解析由題可知用手指輕彈一只酒杯，測得這聲音的頻率為500Hz，就是酒杯的固有頻率當(dāng)物體發(fā)生共振時，物體振動的振幅最大，甚至可能造成物體解體將這只酒杯放在一個大功率的聲波發(fā)生器前，操作人員通過調(diào)整其發(fā)出的聲波，將酒杯碎掉是利用的共振現(xiàn)象，而發(fā)生共振的條件是驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率，而酒杯的固有頻率為500Hz，故操作人員要將聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波頻率調(diào)到500Hz，使酒杯產(chǎn)生共振，從而能將酒杯碎掉，
24、故D正確.單擺模型模型特點：單擺模型指符合單擺規(guī)律的模型，需滿足以下三個條件：(1)圓弧運動；(2)小角度往復(fù)運動；(3)回復(fù)力滿足Fkx.典例如圖15所示，ACB為光滑弧形槽，弧形槽半徑為R，C為弧形槽最低點，R.甲球從弧形槽的球心處自由下落，乙球從A點由靜止釋放，問：圖15(1)兩球第1次到達C點的時間之比；(2)若在圓弧的最低點C的正上方h處由靜止釋放小球甲，讓其自由下落，同時將乙球從圓弧左側(cè)由靜止釋放，欲使甲、乙兩球在圓弧最低點C處相遇，則甲球下落的高度h是多少？答案(1)(2)(n0,1,2)解析(1)甲球做自由落體運動Rgt，所以t1乙球沿圓弧做簡諧運動(由于R，可認為擺角5)此運
25、動與一個擺長為R的單擺運動模型相同，故此等效擺長為R，因此乙球第1次到達C處的時間為t2T2，所以t1t2.(2)甲球從離弧形槽最低點h高處自由下落，到達C點的時間為t甲由于乙球運動的周期性，所以乙球到達C點的時間為t乙n(2n1)(n0,1,2，)由于甲、乙在C點相遇，故t甲t乙聯(lián)立解得h(n0,1,2)1解決該類問題的思路：首先確認符合單擺模型的條件，即小球沿光滑圓弧運動，小球受重力、軌道支持力(此支持力類似單擺中的擺線拉力)；然后尋找等效擺長l及等效加速度g；最后利用公式T2或簡諧運動規(guī)律分析求解問題2易錯提醒：單擺模型做簡諧運動時具有往復(fù)性，解題時要審清題意，防止漏解或多解題組1簡諧運
26、動的物理量和表達式1做簡諧運動的物體，當(dāng)它每次經(jīng)過同一位置時，可能不同的物理量是()A位移B速度C加速度D回復(fù)力答案B2某質(zhì)點做簡諧運動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為xAsint，則質(zhì)點()A第1s末與第3s末的位移相同B第1s末與第3s末的速度相同C第3s末至第5s末的位移方向都相同D第3s末至第5s末的速度方向都相同答案AD解析由關(guān)系式可知 rad/s，T8 s，將t1 s和t3 s代入關(guān)系式中求得兩時刻位移相同，A對；作出質(zhì)點的振動圖象，由圖象可以看出，第1 s末和第3 s末的速度方向不同，B錯；由圖象可知，第3 s末至第4 s末質(zhì)點的位移方向與第4 s末至第5 s末質(zhì)點的位移方向相反，而
27、速度的方向相同，故C錯，D對3做簡諧振動的單擺擺長不變，若擺球質(zhì)量增加為原來的4倍，擺球經(jīng)過平衡位置時速度減小為原來的，則單擺振動的()A頻率、振幅都不變B頻率、振幅都改變C頻率不變、振幅改變D頻率改變、振幅不變答案C解析單擺的周期由擺長和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葲Q定由單擺的周期公式T2，可知，單擺擺長不變，則周期不變，頻率不變；振幅A是反映單擺運動過程中的能量大小的物理量，由Ekmv2結(jié)合題意可知，擺球經(jīng)過平衡位置時的動能不變，因質(zhì)量增大，故振幅減小，所以C正確題組2簡諧運動的圖象4.如圖1甲所示，水平的光滑桿上有一彈簧振子，振子以O(shè)點為平衡位置，在a、b兩點之間做簡諧運動，其振動圖象如圖乙所示由振
28、動圖象可以得知()圖1A振子的振動周期等于t1B在t0時刻，振子的位置在a點C在tt1時刻，振子的速度為零D從t1到t2，振子正從O點向b點運動答案D解析彈簧振子先后經(jīng)歷最短時間到達同一位置時，若速度相同，則這段時間間隔就等于彈簧振子的振動周期，從振動圖象可以看出振子的振動周期為2t1，選項A錯誤；在t0時刻，振子的位移為零，所以振子應(yīng)該在平衡位置O，選項B錯誤；在tt1時刻，振子在平衡位置O，該時刻振子速度最大，選項C錯誤；從t1到t2，振子的位移在增加，所以振子正從O點向b點運動，選項D正確5一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖2所示，下列說法正確的是()圖2A質(zhì)點振動頻率是4HzB在10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)
29、過的路程是20cmC第4s末質(zhì)點的速度是零D在t1s和t3s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等、方向相同答案B解析由題圖可知，該簡諧運動的周期為4 s，頻率為0.25 Hz，在10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是2.54A20 cm.第4 s末質(zhì)點的速度最大在t1 s和t3 s兩時刻，質(zhì)點位移大小相等、方向相反故B正確6.如圖3所示為同一地點的兩單擺甲、乙的振動圖象，則下列說法中正確的是()圖3A甲、乙兩單擺的擺長相等B甲擺的振幅比乙擺大C甲擺的機械能比乙擺大D在t0.5s時有正向最大加速度的是乙擺E由圖象可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却鸢窤BD解析由振動圖象可以看出，甲擺的振幅比乙擺的大，兩單擺的振動周期相同，根據(jù)單
30、擺周期公式T2可得，甲、乙兩單擺的擺長相等，但不知道擺長是多少，不能計算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭，故A、B正確，E錯誤；兩單擺的質(zhì)量未知，所以兩單擺的機械能無法比較，故C錯誤；在t0.5s時，乙擺有負向最大位移，即有正向最大加速度，而甲擺的位移為零，加速度為零，故D正確7.一個單擺在地面上做受迫振動，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動力頻率f的關(guān)系)如圖4所示，則()圖4A此單擺的固有周期約為0.5sB此單擺的擺長約為1mC若擺長增大，單擺的固有頻率增大D若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動答案B解析由共振曲線知此單擺的固有頻率為0.5Hz，固有周期為2s；再由T2，得此單擺的擺長約為1m；若擺長增大，單擺的
31、固有周期增大，固有頻率減小，則共振曲線的峰將向左移動8簡諧運動的振動圖線可用下述方法畫出：如圖5甲所示，在彈簧振子的小球上安裝一支繪圖筆P，讓一條紙帶在與小球振動方向垂直的方向上勻速運動，筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象取振子水平向右的方向為振子離開平衡位置的位移正方向，紙帶運動的距離代表時間，得到的振動圖線如圖乙所示則下列說法中正確的是()圖5A彈簧振子的周期為4sB彈簧振子的振幅為10cmCt17s時振子相對平衡位置的位移是10cmD若紙帶運動的速度為2cm/s，振動圖線上1、3兩點間的距離是4cmE2.5s時振子正在向x軸正方向運動答案ABD解析周期是振子完成一次全振動的時間，由圖知
32、，彈簧振子的周期為T4 s，故A正確；振幅是振子離開平衡位置的最大距離，由圖知，彈簧振子的振幅為10 cm，故B正確；振子的周期為4 s，由周期性知，t17 s時振子相對平衡位置的位移與t1 s時振子相對平衡位置的位移相同，為0.故C錯誤；若紙帶運動的速度為2 cm/s，振動圖線上1、3兩點間的距離是svt2 cm/s2 s4 cm，故D正確；圖象的斜率表示速度，斜率正負表示速度的方向，則知2.5 s時振子的速度為負，正在向x軸負方向運動，故E錯誤題組3簡諧運動的綜合問題9.如圖6所示為一個豎直放置的彈簧振子，物體沿豎直方向在A、B之間做簡諧運動，O點為平衡位置，A點位置恰好為彈簧的原長物體由
33、C點運動到D點(C、D兩點未在圖上標出)的過程中，彈簧的彈性勢能增加了3.0J，重力勢能減少了2.0J對于這段過程說法正確的是()圖6A物體的動能增加1.0JBC點的位置可能在平衡位置以上CD點的位置可能在平衡位置以上D物體經(jīng)過D點的運動方向可能指向平衡位置答案BD10.一質(zhì)點做簡諧運動，其位移與時間的關(guān)系如圖7所示圖7(1)求t0.25102s時質(zhì)點的位移；(2)在t1.5102s到t2102s的振動過程中，質(zhì)點的位移、回復(fù)力、速度、動能、勢能如何變化？(3)在t0到t8.5102s時間內(nèi)，質(zhì)點的路程、位移各多大？答案(1)cm(2)變大變大變小變小變大(3)34cm2cm解析(1)由題圖可知A2cm，T2102s，振動方程為xAsin (t)Acost2cos (t) cm2cos100tcm當(dāng)t0.25102s時，x2coscmcm.(2)由題圖可知在t1.5102s到t2102s的振動過程中，質(zhì)點的位移變大，回復(fù)力變大，速度變小，動能變小，勢能變大(3)在t0到t8.5102s時間內(nèi)經(jīng)歷個周期，質(zhì)點的路程為s17A34cm，位移為2cm.21
2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十四章 機械振動與機械波 光 電磁波與相對論 第1講 機械振動學(xué)案
