第五板块 微专题(一)机械振动和机械波（讲义）-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏专用）

⊙把脉高考 第五板块 本板块在高考命题中较为分散，选择题的命题点主要集中在： 机械振动和机械波、分子动理论、光电效应、原子结构与能级跃迁、 机械振动和机械波 放射性元素的衰变，核反应方程和核能的计算等。计算题的 光学热学原子物理 命题点主要集中在：机械波的传播及图像、气体实验定律及热力学 定律、光的折射与全反射。试题难度中等偏下。 ----- 微专题（一） 机械振动和机械波 1·命题视角（一） 机械振动 题点1简谐运动的特点 (2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称 [例1](2022·浙江6月选考)如图所示，一根固： 性。位移相同时，回复力、加速度、动能、势能可以确 定在墙上的水平光滑杆，两端分别固定着相同的轻弹 定，但速度可能有两个方向，由于周期性，运动时间 簧，两弹簧自由端相距x。 也不确定。 套在杆上的小球从中点以。4 (3)做简谐运动的物体经过平衡位置时，回复力一定为 零，但所受合外力不一定为零。 初速度”向右运动，小球将做周期为T的往复运 题点2简谐运动的图像 动，则 ( A.小球做简谐运动 [例3](2022·天锡高三模拟)如图1所示，左 端固定的轻弹簧与穿过光滑水平杆的小球拴接，静 B.小球动能的变化周期为2 ! 止在O点。现将小球向左移动一段距离到A点由 C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T : 静止释放，并开始计时，小球做简谐运动，其振动图 像如图2所示。小球在A点的加速度为a1,经过 D.小球的初速度为号时，其运动周期为2T 0.25s,小球向右移动的距离为s,此时小球的加速 [尝试解题] 度为a2,则 () [例2]如图所示，一轻弹簧上端与质 F ↑x/Tn 量为m的物体A相连，下端与地面上质量 www A 为2的物体B相连，开始时A和B均处于 图1 图2 静止状态，现对A施加一向上的恒力F而使 B A从静止开始向上运动，弹簧始终处在弹性 A.a1:a2=2:1 B.a1:a2=√2：1 限度以内，重力加速度取g。为了保证运动中B始终 C.s=2 cm D.s>2 cm 不离开地面，则F最大不超过 [尝试解题] [例4](2022·河北高考)一列简谐横波沿x轴正 A.mg 3 B.mg 方向传播。波速为10m/s。在 ↑y/cm C.m D.3mg 传播方向上有PQ两质点，坐 标分别为xp=1m,xQ=6m。 0.1 0.2/s [尝试解题] 波传播到P点开始计时，该点的 [微点拨] 振动图像如图所示，则简谐波的波长为 m,经 分析简谐运动中各物理量的变化情况的技巧 必 s,Q点第一次到达正向最大位移处。 (1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以 「尝试解题 位移为桥梁，位移增大时，振动质点的回复力、加速 度、势能均增大，速度、动能均减小；反之，则产生相 反的交化，另外，各矢量均在其值为零时改变方向。 铺了95 高考专题辅导与测试·物理 [微点拨] 简谐运动图像问题的两种分析方法 (1)图像运动结合法 要把xt图像与质点的实际振动过程联系起来，图 O A 像上的一个点表示振动中的一个状态（位置、振动 R 方向等)，图像上的一段曲线对应振动的一个过程， 关键是判断好平衡位置、最大位移及振动方向。 A.甲图中的小球将保持静止 (2)直观结论法 B.甲图中的小球仍将来回振动 ①由振动图像可以判定质点在任意时刻的回复力 C.乙图中的小球仍将来回摆动 方向和加速度方向，二者都指向时间轴。 D.乙图中的小球将做匀速圆周运动 ②可以知道质点在任意时刻的速度方向。该点的 斜率为正值时速度方向为正，该点的斜率为负值时 2.(2022·常州模拟)用弹簧将一 x/m 2.0 速度方向为负。 物块悬挂于天花板上，使物块 1.5 题点3受迫振动与共振 在竖直方向做简谐运动，其振 0.51.0\ 2.0t/s -2.0 [例5]如图所示为一个单 ↑A/n 动图像如图所示，则() 摆在地面上做受迫振动时的共振 A.该简谐振动的周期为1.0s 曲线（振幅A与驱动力频率f的 B.t=1.0s时刻系统能量达到最小值 关系)，则 () C.t=1.0s和t=2.0s两个时刻物块动能相等 A.此单摆的固有周期约为1s 0.250.50.75f/12 B.此单摆的摆长约为1m D.t=0.5s和t=1.5s两个时刻弹簧的弹性势能相等 C.若摆长增大，单摆的固有频率增大 3.(2022·镇江调研)如图甲所示为一弹簧振子自由振 D.若摆长增大，共振曲线的峰将向右移 动（做简谐运动）时的位移随时间变化的图像，图 [尝试解题] 乙为该弹簧振子在某外力作用下做受迫振动时 [微点拨] 受迫振动问题的三点提醒 的位移随时间变化的图像，则下列说法中正确 (1)受迫振动的频率等于驱动力的频率 的是 () (2)受迫振动的振幅最大时，振动频率