（浙江選考）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 機(jī)械振動 機(jī)械波 光 電磁波 第1講 機(jī)械振動學(xué)案

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1、（浙江選考）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章 機(jī)械振動 機(jī)械波 光 電磁波 第1講 機(jī)械振動學(xué)案 選考導(dǎo)航知識內(nèi)容考試要求歷次選考統(tǒng)計(jì)2016/042016/102017/042017/112018/042018/11機(jī)械振動簡諧運(yùn)動b15簡諧運(yùn)動的描述c1515簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量b15單擺c152121外力作用下的振動b機(jī)械波波的形成和傳播b16波的圖象b151516波長、頻率和波速c1415151616波的衍射和干涉b1515多普勒效應(yīng)b惠更斯原理b光光的反射與折射c1414全反射c1414光的干涉c1416光的衍射b14光的偏振b光的顏色、色散b激光a電磁波電磁波的發(fā)現(xiàn)a電磁振蕩

2、c電磁波的發(fā)射和接收b電磁波與信息化社會a電磁波譜a實(shí)驗(yàn)14探究單擺周期與擺長的關(guān)系21實(shí)驗(yàn)15測定玻璃的折射率21實(shí)驗(yàn)16用雙縫干涉測量光的波長(同時練習(xí)使用游標(biāo)型測量頭)21知識排查簡諧運(yùn)動1.概念：如果質(zhì)點(diǎn)的位移與時間的關(guān)系遵從正弦函數(shù)的規(guī)律，即它的振動圖象是一條正弦曲線，這樣的振動叫做簡諧運(yùn)動。2.描述簡諧運(yùn)動的物理量(1)位移x：由平衡位置指向振動質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段，是矢量。(2)振幅A：振動物體離開平衡位置的最大距離，是標(biāo)量，表示振動的強(qiáng)弱。(3)周期T和頻率f：做簡諧運(yùn)動的物體完成一次全振動所需的時間叫周期；而頻率則等于單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。它們均是表示振動快慢的物理量

3、，二者互為倒數(shù)。3.簡諧運(yùn)動的表達(dá)式(1)動力學(xué)表達(dá)式：Fkx，F(xiàn)指回復(fù)力，回復(fù)力大小總是與它偏離平衡位置的位移大小成正比，并且總是指向平衡位置。(2)運(yùn)動學(xué)表達(dá)式：xAsin_(t)，其中A代表振幅，角速度2f，(t)表示簡諧運(yùn)動的相位，叫做初相位。4.簡諧運(yùn)動的圖象(1)簡諧運(yùn)動的圖象：是一條正弦曲線，表示做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)位移隨時間變化的規(guī)律。(2)圖象的應(yīng)用：醫(yī)院里的心電圖、地震儀中繪制地震曲線的裝置。簡諧運(yùn)動的回復(fù)力和能量1.回復(fù)力項(xiàng)目內(nèi)容定義振動質(zhì)點(diǎn)受到的總能使其回到平衡位置的力方向指向平衡位置表達(dá)式Fkx2.簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特征如果質(zhì)點(diǎn)所受的力與它偏離平衡位置位移的大小成正比，并且

4、總是指向平衡位置，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動就是簡諧運(yùn)動。3.振動系統(tǒng)(彈簧振子)的狀態(tài)與能量的對應(yīng)關(guān)系彈簧振子運(yùn)動的過程就是動能和勢能互相轉(zhuǎn)化的過程。在最大位移處，勢能最大，動能為零。在平衡位置處，動能最大，勢能最小。4.簡諧運(yùn)動的能量特點(diǎn)在簡諧運(yùn)動中，振動系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，而在實(shí)際運(yùn)動中都有一定的能量損耗，因此簡諧運(yùn)動是一種理想化的模型。單擺1.定義：用細(xì)線懸掛一小球，上端固定，如果懸掛小球的細(xì)線的形變和質(zhì)量可以忽略，線長又比球的直徑大得多，這樣的裝置叫單擺。單擺是實(shí)際擺的理想化模型。2.單擺的回復(fù)力：回復(fù)力為球重力沿切線方向的分力，單擺做簡諧運(yùn)動的條件是最大擺角小于5。3.周期公式：T2，是荷蘭物理學(xué)家

5、惠更斯發(fā)現(xiàn)的；單擺的等時性是指周期與振幅無關(guān)。受迫振動與共振1.受迫振動：振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動。2.受迫振動的特點(diǎn)：受迫振動穩(wěn)定時，系統(tǒng)的振動頻率等于驅(qū)動力的頻率，跟振動系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。3.共振：做受迫振動的物體，它的固有頻率與驅(qū)動力的頻率越接近，其振幅就越大，當(dāng)二者相等時，振幅達(dá)到最大，這就是共振現(xiàn)象。小題速練1.思考判斷(1)簡諧運(yùn)動的平衡位置就是質(zhì)點(diǎn)所受合力為零的位置()(2)做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)先后通過同一點(diǎn)，回復(fù)力、速度、加速度、位移都是相同的()(3)做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，速度增大時，其加速度一定減小()(4)簡諧運(yùn)動的回復(fù)力肯定不是恒力()(5)彈簧振子每次經(jīng)過平衡位置

6、時，位移為零，動能為零()(6)物體做受迫振動時，其振動頻率與固有頻率無關(guān)()(7)發(fā)生共振時，驅(qū)動力可能對系統(tǒng)做正功，也可能對系統(tǒng)做負(fù)功()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.關(guān)于簡諧運(yùn)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(yùn)動方向指向平衡位置，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(fù)方向運(yùn)動時，加速度方向與速度方向相同；向正方向運(yùn)動時，加速度方向與速度方向相反解析位移減小時，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，

7、與速度方向有時相同，有時相反，B、D錯誤，C正確。答案C3.(多選)下列說法正確的是()A.在同一地點(diǎn)，單擺做簡諧振動的周期的平方與其擺長成正比B.彈簧振子做簡諧振動時，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變C.在同一地點(diǎn)，當(dāng)擺長不變時，擺球質(zhì)量越大，單擺做簡諧振動的周期越小D.已知彈簧振子初始時刻的位置及其振動周期，就可知振子在任意時刻運(yùn)動速度的方向解析根據(jù)單擺周期公式T2可以知道，在同一地點(diǎn)，重力加速度g為定值，故周期的平方與其擺長成正比，故選項(xiàng)A正確；彈簧振子做簡諧振動時，只有動能和勢能參與轉(zhuǎn)化，根據(jù)機(jī)械能守恒條件可以知道，振動系統(tǒng)的勢能與動能之和保持不變，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)單擺周期公式T2可

8、以知道，單擺的周期與質(zhì)量無關(guān)，故選項(xiàng)C錯誤；若彈簧振子初始時刻的位置在平衡位置，知道周期后，可以確定任意時刻運(yùn)動速度的方向，若彈簧振子初始時刻的位置不在平衡位置，則無法確定，故選項(xiàng)D錯誤。答案AB簡諧運(yùn)動的規(guī)律簡諧運(yùn)動的五個特征1.受力特征簡諧運(yùn)動的回復(fù)力滿足Fkx，位移x與回復(fù)力的方向相反。由牛頓第二定律知，加速度a與位移的大小成正比，方向相反。2.運(yùn)動特征(1)當(dāng)v、a同向(即v、F同向，也就是v、x反向)時，v一定增大。(2)當(dāng)v、a反向(即v、F反向，也就是v、x同向)時，v一定減小。(3)當(dāng)物體靠近平衡位置時，a、F、x都減小，v增大。(4)當(dāng)物體遠(yuǎn)離平衡位置時，a、F、x都增大，v

9、減小。3.能量特征對彈簧振子和單擺來說，振幅越大，能量越大，在振動過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。4.周期性特征物體做簡諧運(yùn)動時，其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時間做周期性的變化，它們的周期就是簡諧運(yùn)動的周期T。物體的動能和勢能也隨時間做周期性的變化，其周期為。5.對稱性特征(1)速率的對稱性：物體在關(guān)于平衡位置對稱的兩位置具有相等的速率。(2)時間的對稱性：物體通過關(guān)于平衡位置對稱的兩段位移的時間相等。在振動過程中，物體通過任意兩點(diǎn)A、B的時間與逆向通過這兩點(diǎn)的時間相等。(3)加速度的對稱性：物體在關(guān)于平衡位置對稱的兩位置具有等大、反向的加速度?！镜淅恳粡椈烧褡幼龊喼C運(yùn)動，

10、下列說法正確的是()A.若位移為負(fù)值，則速度一定為正值B.振子通過平衡位置時，速度為零C.振子每次通過平衡位置時，速度相同D.振子每次通過同一位置時，速度不一定相同解析在簡諧運(yùn)動中，速度方向可能與位移方向相同，也可能相反，選項(xiàng)A錯誤；振子每次通過平衡位置時，速度都最大，但速度方向可能相同，也可能相反，選項(xiàng)B、C錯誤，D正確。答案D1.(2018寧波模擬)(多選)一彈簧振子做簡諧運(yùn)動，它所受的回復(fù)力F隨時間t變化的圖象為正弦曲線，如圖1所示，下列說法正確的是()圖1A.在t從0到2 s時間內(nèi)，彈簧振子做減速運(yùn)動B.在t13 s和t25 s時，彈簧振子的速度大小相等，方向相反C.在t25 s和t3

11、7 s時，彈簧振子的位移大小相等，方向相同D.在t從0到4 s時間內(nèi)，t2 s時刻彈簧振子所受回復(fù)力做功的功率最大解析在t從0到2 s時間內(nèi)，彈簧振子所受的回復(fù)力增大，說明位移在增大，振子做減速運(yùn)動，選項(xiàng)A正確；從題圖中可以看出，在t13 s和t25 s時，振子所受的回復(fù)力大小相等，振子的速度大小相等，速度方向相同，選項(xiàng)B錯誤；從題圖中可以看出，在t25 s和t37 s時，回復(fù)力大小相等，方向相同，則有彈簧振子的位移大小相等，方向相同，選項(xiàng)C正確；從題圖中可以看出，t2 s時刻彈簧振子所受的回復(fù)力最大，振子的速度為零，則回復(fù)力做功的功率為零，選項(xiàng)D錯誤。答案AC2.如圖2甲所示，水平的光滑桿上

12、有一彈簧振子，振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在a、b兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動，其振動圖象如圖乙所示。由振動圖象可以得知()圖2A.振子的振動周期等于t1B.在t0時刻，振子的位置在a點(diǎn)C.在tt1時刻，振子的速度為零D.從t1到t2，振子從O點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)解析由題圖乙可知，振子的振動周期等于2t1，故A錯誤；在t0時刻，振子的位置在O點(diǎn)，故B錯誤；在tt1時刻，振子在平衡位置，其速度最大，故C錯誤；由題圖乙可看出，從t1到t2，振子從O點(diǎn)運(yùn)動到b點(diǎn)，故D正確。答案D3.(多選)如圖3是一彈簧振子，O為平衡位置，則振子從aO運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是()圖3A.位移不斷減小 B.速度不斷減小C.加速度不斷減

13、小 D.彈簧的彈性勢能不斷增大解析振子從aO運(yùn)動的過程是靠近平衡位置，故位移減小，速度增大，加速度減小，彈性勢能減小；故B、D錯誤，A、C正確。答案AC簡諧運(yùn)動的描述1.簡諧運(yùn)動的數(shù)學(xué)表達(dá)式xAsin(t)2.根據(jù)簡諧運(yùn)動圖象可獲取的信息(1)確定振動的振幅A和周期T。(如圖4所示)圖4(2)可以確定振動物體在任一時刻的位移。(3)確定各時刻質(zhì)點(diǎn)的振動方向。判斷方法：振動方向可以根據(jù)下一時刻位移的變化來判定。下一時刻位移若增加，質(zhì)點(diǎn)的振動方向是遠(yuǎn)離平衡位置；下一時刻位移如果減小，質(zhì)點(diǎn)的振動方向指向平衡位置。(4)比較各時刻質(zhì)點(diǎn)的加速度(回復(fù)力)的大小和方向。(5)比較不同時刻質(zhì)點(diǎn)的勢能和動能的

14、大小。質(zhì)點(diǎn)的位移越大，它所具有的勢能越大，動能則越小。3.振動圖象的物理意義圖象描述的是振子相對平衡位置的位移隨時間變化的情況，不是物體的運(yùn)動軌跡。1.一位游客在千島湖邊欲乘坐游船，當(dāng)日風(fēng)浪較大，游船上下浮動?？砂延未雍喕韶Q直方向的簡諧運(yùn)動，振幅為20 cm，周期為3.0 s。當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時，甲板剛好與碼頭地面平齊。地面與甲板的高度差不超過10 cm時，游客能舒服地登船。在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是()A.0.5 s B.0.75 s C.1.0 s D.1.5 s解析設(shè)振動圖象的表達(dá)式為yAsin t，由題意可知t1或t2，其中 rad/s，解得t10.25 s或t21.2

15、5 s，則游客舒服登船時間tt2t11.0 s。答案C2.(多選)某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其位移隨時間變化的關(guān)系式為xAsin t，則質(zhì)點(diǎn)()A.第1 s末與第3 s末的位移相同B.第1 s末與第3 s末的速度相同C.第3 s末與第5 s末的位移方向相同D.第3 s末與第5 s末的速度方向相同解析根據(jù)xAsin t可求得該質(zhì)點(diǎn)振動周期為T8 s，則該質(zhì)點(diǎn)振動圖象如圖所示，圖象的斜率為正表示速度為正，反之為負(fù)，由圖可以看出第1 s末和第3 s末的位移相同，但斜率一正一負(fù)，故速度方向相反，選項(xiàng)A正確，B錯誤；第3 s末和第5 s末的位移方向相反，但兩點(diǎn)的斜率均為負(fù)，故速度方向相同，選項(xiàng)C錯誤，D正確。答

16、案AD3.(多選)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，其位移x與時間t的關(guān)系圖象如圖5所示，由圖可知()圖5A.質(zhì)點(diǎn)振動的頻率是4 HzB.質(zhì)點(diǎn)振動的振幅是2 cmC.t3 s時，質(zhì)點(diǎn)的速度最大D.在t3 s時，質(zhì)點(diǎn)的振幅為零解析由題圖可以直接看出振幅為2 cm，周期為4 s，所以頻率為0.25 Hz，所以選項(xiàng)A錯誤，B正確；t3 s時，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置，速度最大，所以選項(xiàng)C正確；振幅等于質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的最大位移，與質(zhì)點(diǎn)的位移有著本質(zhì)的區(qū)別，t3 s時，質(zhì)點(diǎn)的位移為零，但振幅仍為2 cm，所以選項(xiàng)D錯誤。答案BC求解簡諧運(yùn)動問題時，要緊緊抓住一個模型水平方向振動的彈簧振子，熟練掌握振子的振動過程以及振子振動過

17、程中各物理量的變化規(guī)律，看到振動圖象，頭腦中立即呈現(xiàn)出一幅彈簧振子振動的圖景，再把問題一一對應(yīng)、分析求解。單擺周期公式的理解與應(yīng)用1.對周期公式的理解(1)單擺的周期公式在單擺偏角很小時成立。(2)公式中l(wèi)是擺長，即懸點(diǎn)到擺球球心的距離ll線r球。(3)公式中g(shù)是單擺所在地的重力加速度，由單擺所在的空間位置決定。(4)周期T只與l和g有關(guān)，與擺球質(zhì)量m與振幅無關(guān)。所以單擺的周期也叫固有周期。2.周期公式應(yīng)用(1)只要測出單擺擺長l和周期T，就可以根據(jù)g求當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭。(2)可以制作計(jì)時儀器。3.類單擺如圖6所示，小球在光滑的圓弧上做類單擺運(yùn)動(5)，其周期公式T2。圖6【典例】(20164

18、月浙江選考)(多選)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點(diǎn)高度相同，其振動圖象如圖7所示。選懸掛點(diǎn)所在水平面為重力勢能的參考面，由圖可知()圖7A.甲、乙兩單擺擺長之比是49B.ta時刻甲、乙兩單擺的擺角相等C.tb時刻甲、乙兩單擺的勢能差最大D.tc時刻甲、乙兩單擺的速率相等解析由圖可知，又因?yàn)門2，所以擺長之比為，A正確；由于兩擺線長度不同，在ta時刻離開平衡位置位移相等的位置，兩個單擺的擺角不相等，B錯誤；因?yàn)榧椎臄[線短擺幅大，所以甲上升的最大高度大于乙的，在tb時刻，乙在平衡位置最低處，而甲在最高處，因此兩者的勢能差是最大的，C正確；由于甲偏離平衡位置高度差大于乙的，所以甲經(jīng)過平衡位置時速度

19、大于乙，所以D錯誤。答案AC1.圖8中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將擺球(可視為質(zhì)點(diǎn))拉至A點(diǎn)，此時細(xì)線處于張緊狀態(tài)，釋放擺球，擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來回?cái)[動，B點(diǎn)為運(yùn)動中的最低位置，則在擺動過程中()圖8A.擺球在A點(diǎn)和C點(diǎn)處，速度為零，合力也為零B.擺球在A點(diǎn)和C點(diǎn)處，速度為零，回復(fù)力也為零C.擺球在B點(diǎn)處，速度最大，回復(fù)力也最大D.擺球在B點(diǎn)處，速度最大，細(xì)線拉力也最大解析擺球在擺動過程中，最高點(diǎn)A、C處速度為零，回復(fù)力最大，合力不為零，在最低點(diǎn)B處，速度最大，回復(fù)力為零，細(xì)線的拉力最大。答案D2.(多選)如圖9所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動圖象，則下列說法中正確的是()圖9A.

20、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(jī)械能比乙擺大D.在t0.5 s時有正向最大加速度的是乙擺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)單擺周期公式T2可得，甲、乙兩單擺的擺長相等，故A、B正確；兩單擺的質(zhì)量未知，所以兩單擺的機(jī)械能無法比較，故C錯誤；在t0.5 s 時，乙擺有負(fù)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。答案ABD外力作用下的振動1.自由振動、受迫振動和共振的關(guān)系比較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)動力的周

21、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(jī)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(jī)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10所示，圖10橫坐標(biāo)為驅(qū)動力頻率f，縱坐標(biāo)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。(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(jī)械能不守恒，系統(tǒng)與外界時刻進(jìn)行能量交換。1.(多選)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11所示

22、，則()圖11A.此單擺的固有周期約為2 sB.此單擺的擺長約為1 mC.若擺長增大，單擺的固有頻率增大D.若擺長增大，共振曲線的峰將向左移動E.若擺長減小，共振曲線的峰將向左移動解析由共振曲線知此單擺的固有頻率為0.5 Hz，固有周期為2 s；再由T2，得此單擺的擺長約為1 m；若擺長增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，則共振曲線的峰將向左移動。故選項(xiàng)A、B、D正確。答案ABD2.(多選)如圖12所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有a、b、c、d、e五個單擺，讓a擺略偏離平衡位置后無初速釋放，在垂直紙面的平面內(nèi)振動，接著其余各擺也開始振動。下列說法中正確的是()圖12A.各擺的振動周期與a

23、擺相同B.各擺的振幅大小不同，c擺的振幅最大C.各擺的振動周期不同，c擺的周期最長D.各擺均做自由振動解析a擺做的是自由振動，周期就等于a擺的固有周期，其余各擺均做受迫振動，所以振動周期均與a擺相同，故A正確，C、D錯誤；c擺與a擺的擺長相差不多，所以c擺所受驅(qū)動力的頻率與其固有頻率十分接近，故c擺的振幅最大，B正確。答案AB活頁作業(yè)(時間：30分鐘)A組基礎(chǔ)過關(guān)1.如圖1所示，彈簧振子在B、C間振動，O為平衡位置，BOOC5 cm，若振子從B到C的運(yùn)動時間是1 s，則下列說法中正確的是()圖1A.振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動B.振動周期是1 s，振幅是10 cmC.經(jīng)過兩次全振動，振子通過

24、的路程是20 cmD.從B開始經(jīng)過3 s，振子通過的路程是30 cm解析振子從BOC僅完成了半次全振動，所以周期T21 s2 s，振幅ABO5 cm。振子在一次全振動中通過的路程為4 A20 cm，所以兩次全振動中通過的路程為40 cm，3 s的時間為1.5 T，所以振子通過的路程為30 cm。答案D2.(多選)單擺是為研究振動而抽象出的理想化模型，其理想化條件是()A.擺線質(zhì)量不計(jì)B.擺線長度不可伸縮C.擺球的直徑比擺線長度短得多D.只要是單擺的運(yùn)動就是一種簡諧運(yùn)動解析單擺由擺線和擺球組成，擺線只計(jì)長度不計(jì)質(zhì)量，擺球只計(jì)質(zhì)量不計(jì)大小，且擺線不可伸縮。但把單擺作為簡諧運(yùn)動來處理是有條件的，只有

25、在擺角很小(5 )的情況下才能視單擺運(yùn)動為簡諧運(yùn)動。故正確答案為A、B、C。答案ABC3.(多選)鋪設(shè)鐵軌時，每兩根鋼軌接觸處都必須留有一定的間隙，做勻速運(yùn)動的列車每次經(jīng)過軌道接縫處，車輪就會受到一次沖擊。由于每一根鋼軌長度相等，所以這個沖擊力是周期性的，列車受到周期性的沖擊做受迫振動。普通鋼軌長為12.6 m，列車的固有周期為0.315 s，下列說法正確的是()A.列車的危險(xiǎn)速率為40 m/sB.列車過橋需減速，只是為了防止列車發(fā)生共振現(xiàn)象C.列車運(yùn)動的振動頻率和列車的固有頻率總是相等的D.鋼軌長度越長，對應(yīng)的危險(xiǎn)速度越大解析由共振條件：驅(qū)動力頻率等于系統(tǒng)的固有頻率，有T，可算得危險(xiǎn)車速是4

26、0 m/s，且l越大時v越大，A、D選項(xiàng)正確；列車過橋需減速，是為了防止橋與火車發(fā)生共振現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯誤；列車做受迫振動，其頻率由驅(qū)動力頻率決定，列車速度不同，則振動頻率不同，C選項(xiàng)錯誤。答案AD4.(多選)如圖2所示，彈簧下端懸掛一鋼球，上端固定，它們組成一個振動的系統(tǒng)。用手把鋼球向上托起一段距離，然后釋放，鋼球便上下振動起來，若以豎直向下為正方向，下列說法正確的是()圖2A.鋼球的最低處為平衡位置B.鋼球原來靜止時的位置為平衡位置C.鋼球振動到距原靜止位置下方3 cm處時位移為3 cmD.鋼球振動到距原靜止位置上方2 cm處時位移為2 cm解析振子的平衡位置為振子靜止時的位置，故A錯誤，B

27、正確；振動中的位移為從平衡位置指向某時刻振子所在位置的有向線段，據(jù)題意可判斷C正確，D錯誤。答案BC5.(多選)如圖3所示為某物體做簡諧運(yùn)動的圖象，下列說法中正確的是()圖3A.由PQ，位移在增大B.由PQ，速度在增大C.由MN，位移先減小后增大D.由MN，位移始終減小答案AC6.若單擺的擺長不變，擺球的質(zhì)量由20 g增加為40 g，擺球離開平衡位置時最大角度由4減為2，則單擺振動的()A.頻率不變，振幅不變 B.頻率不變，振幅改變C.頻率改變，振幅不變 D.頻率改變，振幅改變解析單擺的擺長不變時，單擺振動的周期T2不變，頻率f不變；擺長不變時，擺角越小，振幅越小，選項(xiàng)B正確。答案B7.兩個彈

28、簧振子，甲的固有頻率是100 Hz，乙的固有頻率是400 Hz，若它們均在頻率是300 Hz的驅(qū)動力作用下做受迫振動，則振動穩(wěn)定后()A.甲的振幅較大，振動頻率是100 HzB.乙的振幅較大，振動頻率是300 HzC.甲的振幅較大，振動頻率是300 HzD.乙的振幅較大，振動頻率是400 Hz解析振動穩(wěn)定后，受迫振動的頻率等于驅(qū)動力頻率，選項(xiàng)A、D錯誤；由于乙的固有頻率更接近驅(qū)動力頻率，所以乙的振幅較大，選項(xiàng)B正確，C錯誤。答案B8.一個質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，它的振動圖象如圖4所示，則()圖4A.圖中的曲線部分是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡 B.有向線段OA是質(zhì)點(diǎn)在t1時間內(nèi)的位移 C.有向線段OA在x軸的投影是

29、質(zhì)點(diǎn)在t1時間內(nèi)的位移 D.有向線段OA的斜率是質(zhì)點(diǎn)在t1時刻的瞬時速率 解析圖中的曲線是質(zhì)點(diǎn)位移與時間的對應(yīng)關(guān)系，不是運(yùn)動軌跡，A錯誤；質(zhì)點(diǎn)在t1時間內(nèi)的位移，應(yīng)是曲線在t1時刻的縱坐標(biāo)，故B錯誤，C正確；質(zhì)點(diǎn)在t1時刻的瞬時速率應(yīng)是曲線在t1時刻所對應(yīng)的曲線切線的斜率，D錯誤。答案C9.彈簧振子的質(zhì)量是2 kg，當(dāng)它運(yùn)動到平衡位置左側(cè)2 cm 時，受到的回復(fù)力是4 N，當(dāng)它運(yùn)動到平衡位置右側(cè)4 cm 時，它的加速度是()A.2 m/s2，向右 B.2 m/s2，向左C.4 m/s2，向右 D.4 m/s2，向左解析由振動的對稱性知右側(cè)4 cm處回復(fù)力為8 N，由a知a4 m/s2，方向向左

30、。答案DB組能力提升10.如圖5甲所示，彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動，取向右為正方向，振子的位移x隨時間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是()圖5A.t0.8 s時，振子的速度方向向左B.t0.2 s時，振子在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處C.t0.4 s和t1.2 s時，振子的加速度完全相同D.t0.4 s到t0.8 s的時間內(nèi)，振子的速度逐漸減小解析從t0.8 s起，再過一段微小時間，振子的位移為負(fù)值，因?yàn)槿∠蛴覟檎较颍蕋0.8 s時，速度方向向左，A正確；由圖象得振子的位移x12sint(cm)，故t0.2 s時，x6 cm，故B錯誤；t0.4 s和t1.2 s時，振子

31、的位移方向相反，由a知，加速度方向相反，C錯誤；t0.4 s到t0.8 s的時間內(nèi)，振子的位移逐漸減小，故振子逐漸靠近平衡位置，其速度逐漸增大，故D錯誤。答案A11.(多選)一彈簧振子A的位移x隨時間t變化的關(guān)系式為x0.1sin(2.5t)，位移x的單位為m，時間t的單位為s。則()A.彈簧振子的振幅為0.2 mB.彈簧振子的周期為1.25 sC.在t0.2 s時，振子的運(yùn)動速度為零D.質(zhì)點(diǎn)在0.1 s末與0.3 s末的位移相同解析由振動方程為y0.1sin 2.5t，可讀出振幅A0.1 m，圓頻率2.5，故周期T s0.8 s，故A、B錯誤；在t0.2 s時，振子的位移最大，故速度最小，為

32、零，故C正確；表達(dá)式對應(yīng)的振動圖象如圖所示。根據(jù)圖象的對稱性，質(zhì)點(diǎn)在0.1 s末與0.3 s末的位移相等，故D正確。答案CD12.(多選)如圖6所示，兩單擺的擺長相同，平衡時兩擺球剛好接觸，現(xiàn)將擺球A在兩擺線所在平面內(nèi)向左拉開一小角度后釋放，碰撞后，兩擺球分開各自做簡諧運(yùn)動，以mA、mB分別表示擺球A、B的質(zhì)量，則()圖6A.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置右側(cè)B.如果mAmB，下一次碰撞將發(fā)生在平衡位置左側(cè)C.無論兩球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置右側(cè)D.無論兩球質(zhì)量之比是多少，下一次碰撞都不可能在平衡位置左側(cè)解析單擺做簡諧運(yùn)動的周期T2與擺球的質(zhì)量無關(guān)，因此兩單擺周期相同。碰后經(jīng)過T都將回到最低點(diǎn)再次發(fā)生碰撞，下一次碰撞一定發(fā)生在平衡位置，不可能在平衡位置左側(cè)或右側(cè)，故C、D正確。解答本題的關(guān)鍵在于正確理解單擺的等時性。答案CD