第2章 机械振动 高考强化-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理选择性必修第一册同步课件（粤教版2019）

物理 选择性必修 第一册 YJ 1 2 第二章高考强化 刷真题 2 1.[山东2023·10] （多选）如图所示，沿水平方向做简谐振动的质点，依次通过相距的、 两 点.已知质点在点的位移大小为振幅的一半，点位移大小是点的倍，质点经过 点时开始计 时，时刻第二次经过 点，该振动的振幅和周期可能是( ) BC A.， B.， C.， D.， 考点1 简谐运动的描述 3 解析 设质点的振动方程为，根据题意，当 时，质点在A点的位移 ，质点到达B点的位移，由于从经过A点开始计时，则，当 时A、 B两点的位置如图甲所示，则，，解得振幅，周期 ，A错误， B正确；当时，A、B两点的位置如图乙所示，则， ，解得振幅 ，周期 ，C正确，D错误. 甲 乙 考点1 简谐运动的描述 4 2.[湖南2022·16（1）] （多选）下端附着重物的粗细均匀木棒，竖直浮在河面，在重力和浮力 作用下，沿竖直方向做频率为 的简谐运动；与此同时，木棒在水平方向上随河水做匀速直线 运动，如图（a）所示.以木棒所受浮力为纵轴，木棒水平位移为横轴建立直角坐标系，浮力 随水平位移的变化如图（b）所示.已知河水密度为 ，木棒横截面积为，重力加速度大小为 . 下列说法正确的是( ) ABD A.从到 的过程中，木棒的动能先增大后减小 B.从到 的过程中，木棒加速度方向竖直向下，大小逐 渐变小 C.和 时，木棒的速度大小相等，方向相反 D.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为 E.木棒的运动为向轴正方向传播的机械横波，波速为 考点2 简谐运动的图像 5 解析 由题图（b）可知，从到 的过程中，木棒受到的回复力先减小到零后反向增 大，故木棒在竖直方向的速度先增大到最大后逐渐减小，再根据速度的合成可知，合速度也是先 增大到最大，再逐渐减小，故木棒的动能先增大后减小，A正确；从到 的过程中， 木棒受到的浮力较小且逐渐变大，则受到的回复力竖直向下，加速度方向竖直向下，大小逐渐变 小，B正确；和 时，木棒所受浮力相等，则木棒所受回复力相等，木棒在 竖直方向的速度大小相等，方向相反，与水平方向速度合成后，木棒在两个位置的速度大小相等， 方向不同也不相反，C错误；木棒受到的最大浮力和最小浮力的差值为 ，等于两倍振幅长 度的木棒部分受到的浮力大小，即，解得 ，D正确；木棒的运动是质 点的运动，而不是机械振动的传播， 错误. 考点2 简谐运动的图像 6 3.[全国新课标2023·23] 一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验. （1）用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径.首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺 杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图（a）所示，该示 数为_______；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图（b）所示，该示数为________ ，则摆 球的直径为________ . 0.006 20.035 20.029 图（a） 图（b） 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 7 解析 根据螺旋测微器的读数规则可知，图（a）中读数为 ；图 （b）中读数为 ，则摆球直径为 . 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 8 （2）单摆实验的装置示意图如图（c）所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点 处，摆线在 角度盘上所指的示数为摆角的大小.若将角度盘固定在 点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为 时，实际摆角______ （填“大于”或“小于”）. 大于 图（c） 解析 作出角度盘上移之后的对比图，由图可知 当角度盘上数据一致时，上移之后的摆线角度大 于 . 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 9 （3）某次实验所用单摆的摆线长度为，则摆长为______ .实验中观测到从摆球第1次 经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为，则此单摆周期为______ ，该小组测得的 重力加速度大小为______.（结果均保留3位有效数字， 取9.870） 82.5 1.82 9.83 解析 摆长摆线长度摆球半径，则摆长 .摆球摆到最低点时计数1次，则当计数61 次时,周期 .根据单摆周期公式，可算得重力加速度为 . 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 10 图（a） 4.[湖南2023·11] 某同学探究弹簧振子振动周期与质量的关系，实验装置如图 （a）所示，轻质弹簧上端悬挂在铁架台上，下端挂有钩码，钩码下表面吸附一 个小磁铁，其正下方放置智能手机，手机中的磁传感器可以采集磁感应强度实时 变化的数据并输出图像，实验步骤如下： 考点4 探究弹簧振子振动周期与质量的关系 11 （1）测出钩码和小磁铁的总质量 ; （2）在弹簧下端挂上该钩码和小磁铁，使弹簧振子在竖直方向做简谐运动，打开手机的磁传感 器软件，此时磁传感器记录的磁感应强度变化周期等于弹簧振子振动周期; 图（b） （3）某次采集到的磁感应强度的大小随时间 变化的图像 如图（b） 所示，从图中可以算出弹簧振子振动周期 ___ （用“ ”表示）; 解析 由题图（b）可知 时间内完成了10次全振动，故振动 周期 . 考点4 探究弹簧振子振动周期与质量的关系 12 （4）改变钩码质量，重复上述步骤； （5）实验测得数据如下表所示，分析数据可知，弹簧振子振动周期的平方与质量的关系是 _________（填“线性的”或“非线性的”）； 0.015 2.43 0.243 0.059 0.025 3.14 0.314 0.099 0.035 3.72 0.372 0.138 0.045 4.22 0.422 0.178 0.055 4.66 0.466 0.217 线性的 解析 计算表中数据，得出弹簧振子振动周期的平方与质量 的比值在误差允许的情况下相等， 所以两者的关系是线性的. 考点4 探究弹簧振子振动周期与质量的关系 13 （6）设弹簧的劲度系数为 ，根据实验结果并结合物理量的单位关系，弹簧振子振动周期的表达 式可能是___（填正确答案标号）； A A. B. C. D. 解析 根据与呈线性关系可排除B选项，再根据周期的单位为，劲度系数的单位为 ， 即，质量的单位为 ，由单位制可判断出A正确. 考点4 探究弹簧振子振动周期与质量的关系 14 （7）除偶然误差外，写出一条本实验中可能产生误差的原因：________. 见解析 解析 弹簧自身的重力对弹簧振子在竖直方向上做简谐运动有影响，所以在测量周期时会有误差. 考点4 探究弹簧振子振动周期与质量的关系 15 2 第二章高考强化 刷原创 16 1.如图所示，一根轻弹簧一端与墙壁连接，另一端连接一个质量为 的物块，物块与水平地面间 的动摩擦因数为 ，用力将物块拉至某位置静止释放，物块向左最远运动到点，从 点向右运 动时恰好运动到中点，则在点释放时，弹簧的弹力为（重力加速度为 ）( ) B A. B. C. D. 17 解析 根据对称性，在A点，有，在B点，有 ，A、B中点为平衡位 置，有，从B向右运动的过程，根据对称性，在A、B中点有 ，可得 ，在B点，有，解得，，则 ，B正确. 18 2.某质点在轴原点两侧做振幅为的简谐运动， 时刻质点位于 轴正半轴，并向负半轴方向运动， 时质点位于平衡位置向负 方向运动，在这段时间内质点两次经过处的时间间隔为 ， 则质点的振动方程为( ) B A. B. C. D. 19 解析 根据题意画出振动图像，由图像可知，解得，则 ，A、 B错误；设质点振动方程为，当时， ，有 ，解得 或，又时，，则 ，则质点的振动方 程为 ，B正确. 20 $$