第五板块 微专题(一) 机械振动和机械波（课件PPT）-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏北京专用）

第五板块 机械振动和机波 光学 热学 原子物理 师说高考 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、放射性元素的衰变、核反应方程和核能的计算等。计算题的命题点主要集中在：机械波的传播及图像、气体实验定律及热力学定律、光的折射与全反射等。试题难度中等偏下。 机械振动和机械波 微专题 (一) 01 02 03 目 录 命题视角(一)　机械振动 命题视角(二)　机械波 命题视角(三)　实验：探究单摆的运动、 用单摆测定重力加速度 4 01 命题视角(一)　机械振动 题点1　简谐运动的特点 [例1]　用弹簧将一物块悬挂于天花板上，使物块在竖直方向做简谐运动，其振动图像如图所示，则(　 ) A．该简谐运动的周期为1.0 s B．t＝1.0 s时刻，系统机械能达到最小值 C．t＝1.0 s和t＝2.0 s两时刻，物块动能相等 D．t＝0.5 s和t＝1.5 s两时刻，弹簧的弹性势能相等 [答案]　C [解析]　由题图读出周期为T＝2.0 s，故A错误； 物块做简谐运动的过程中系统的机械能守恒，各时刻的机械能都是相等的，故B错误； 由题图可知t＝1.0 s和t＝2.0 s两时刻，物块都在平衡位置，则两个时刻的动能相等且为最大值，故C正确； 由题图看出，t＝0.5 s时物块位于正的最大位移处，t＝1.5 s时物块位于负的最大位移处，两时刻物块的位移大小相等、方向相反；由于物块在平衡位置时，弹簧处于拉长状态，所以在t＝0.5 s和t＝1.5 s两时刻，弹簧的弹性势能不相等，故D错误。 [例2]　如图所示，一轻弹簧上端与质量为m的物体A相 连，下端与地面上质量为2m的物体B相连，开始时A和B均 处于静止状态，现对A施加一向上的恒力F而使A从静止开始 向上运动，弹簧始终处在弹性限度以内，重力加速度取g。 为了保证运动中B始终不离开地面，则F最大不超过(　 ) [答案]　B [微点拨] 分析简谐运动中各物理量的变化情况的技巧 (1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时，一定要以位移为桥梁，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，则产生相反的变化，另外，各矢量均在其值为零时改变方向。 (2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性。位移相同时，回复力、加速度、动能、势能可以确定，但速度可能有两个方向，由于周期性，运动时间也不确定。 (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。　　 题点2　简谐运动的图像 [例3]　(2023·启东高三模拟)如图甲所示，单摆在B、C两点之间做简谐运动，O点为平衡位置，单摆的振动图像如图乙所示(向右为正方向)，重力加速度g取π2 m/s2，下列说法正确的是(　 ) A．单摆的振幅为8 cm B．单摆的摆动频率为1.25 Hz C．t＝2 s时，摆球在B点 D．单摆的摆长为0.8 m [答案]　B [答案]　A [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x －t图像与质点的实际振动过程联系起来，图像上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等)，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。 (2)直观结论法 ①由振动图像可以判定质点在任意时刻的回复力方向和加速度方向，二者都指向时间轴。 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速度方向为负。　　 题点3　受迫振动与共振 [例5]　如图所示为一个单摆在地面上做受迫振动时的共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)，则(　 ) A．此单摆的固有周期约为2 s B．此单摆的摆长约为3 m C．若摆长增大，单摆的固有频率增大 D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移 [答案]　A [微点拨] 受迫振动问题的三点提醒 (1)受迫振动的频率等于驱动力的频率。 (2)受迫振动的振幅最大时，振动频率与固有频率相等。 (3)受迫振动系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换。　　 1．(2023·江阴高三模拟)将一台智能手机水平粘在秋千的座椅上，使手机边缘与座椅边缘平行(如图甲所示)，让秋千以小摆角(小于5°)自由摆动，此时秋千可看作一个理想的单摆，摆长为L。从手机传感器中得到了其垂直手机平面方向的a－t关系图如图乙所示。则以下说法正确的是(　 ) [自测自评] 答案：C　 2．如图甲所示，弹簧一端固定，另一端与物块B相连，B上放一个物块A，AB一起以O点为平衡位置，沿光滑水平面在M、N两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向，物块的位移x与时间t的关系图像如图乙所示，下列描述正确的是(