专题十五 机械振动和机械波(2022高考物理)全国版.doc
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1、专题十五 机械振动和机械波考点1简谐运动规律和图像描述单摆测重力加速度高考帮揭秘热点考向1.2018天津,8,6分,多选一振子沿x轴做简谐运动,平衡位置在坐标原点.t=0时振子的位移为-0.1 m,t=1 s时位移为0.1 m,则()A.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 sB.若振幅为0.1 m,振子的周期可能为 sC.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为4 sD.若振幅为0.2 m,振子的周期可能为6 s2.2019全国,34(1),5分如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O点正下方l的O处有一固定细铁钉.将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为
2、2)后由静止释放,并从释放时开始计时.当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡.设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正.下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x-t关系的是()AB C D拓展变式1.新题型与教材相联系2020江苏徐州检测如图所示,一劲度系数为k的轻弹簧的上端固定,下端与小球相连接,小球的质量为m,小球静止于O点.现将小球拉到O点下方距离为A的位置,由静止释放,此后运动过程中始终未超过弹簧的弹性限度.规定平衡位置处为重力势能和弹簧弹性势能的零点.以平衡位置O为坐标原点建立如图所示的竖直向下的一维坐标系Ox.忽略空气阻力的影响. (1)从运动与相互作用观点出发,解决
3、以下问题:a.求小球处于平衡状态时,弹簧相对原长的伸长量s;b.证明小球做简谐运动.(2)从教科书中我们明白了由v-t图像求直线运动位移的思想和方法;从机械能的学习中,我们理解了重力做功的特点进而引入重力势能,由此可以得到重力做功与重力势能变化量之间的关系.图像法和比较法是研究物理问题的重要方法,请你借鉴此方法,从功与能量的观点出发,解决以下问题:a.小球运动过程中,小球相对平衡位置的位移为x(x始终在弹性限度内)时,证明系统具有的重力势能EpG和弹性势能Ep弹的总和Ep的表达式为Ep=kx2;b.求小球在振动过程中,运动到平衡位置O点下方距离为时的动能Ek.并根据小球运动过程中速度v与相对平
4、衡位置的位移x的关系式,画出小球运动的全过程中速度随振动位移变化的v-x图像.2.多选甲、乙两弹簧振子,振动图像如图所示,则可知()A.两弹簧振子完全相同B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲F乙=21C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大D.两振子的振动频率之比f甲f乙=123.2020北京海淀二模某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程,即用在同一张底片上多次曝光的方法,在远处从与单摆摆动平面垂直的视角拍摄单摆在摆动过程中的多个位置的照片.从摆球离开左侧最高点A开始,每隔相同时间曝光一次,得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片,如图所示,其中摆球运动到最低点O时摆线被一把
5、刻度尺挡住.对照片进行分析可知()A.A和B位置等高,说明摆球在运动过程中机械能守恒B.摆球在A点所受合力的大小大于在B点的合力C.摆球经过O点前后瞬间加速度大小不变D.摆球经过O点前后角速度大小不变E.在O点附近摆球相邻位置的间隔较大,说明其在O点附近相邻位置间的运动时间较长F.小球在A点受绳的拉力大小小于其在B点受绳的拉力大小4.2015天津,9(2),6分某同学利用单摆测量重力加速度.(1)为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是.A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大(2)如图所
6、示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆.实验时,由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样的方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上的两标记点之间的距离L.用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=.5.如图所示,质量分别为m、2m的A、B两物块用一段细绳连接后悬挂在劲度系数为k的轻弹簧的下端,弹簧的上端连接在质量为3m的箱子C(轻放在地面上,不固定)的顶板上.剪
7、断细线后A做简谐运动,B迅速掉落到C的底板上并被粘住,重力加速度为g,不计空气阻力,求A做简谐运动一段时间后,地面对C的支持力的最大值和最小值.考点2机械波的形成与传播高考帮揭秘热点考向1.2020天津,4,5分一列简谐横波沿x轴正方向传播,周期为T,t=0时的波形如图所示.t=时()A.质点a速度方向沿y轴负方向B.质点b沿x轴正方向迁移了1 mC.质点c的加速度为零D.质点d的位移为-5 cm2.2019全国,34(1),5分,多选一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=时刻,该波的波形图如图(a)所示,P、Q是介质中的两个质点.图(b)表示介质中某质点的振动图像.下列说法正确的是()A.质点Q
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