猜想01 机械振动和机械波（13大题型）【考题猜想】-2023-2024学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）

猜想01 机械振动和机械波（52题） 备注：本猜想所有题均选自去年全国各地名校的期末考试好题，每个题型均有4道题。本节内容共13种题型，共52题 01简谐运动的定义和描述 2 02简谐运动的弹簧振子 3 03简谐运动的单摆模型 5 04单摆的周期 7 05等效摆场问题 8 06受迫振动和共振 10 07机械振动与力学的综合问题 12 08波的形成与传播 14 09机械波的描述 15 10振动图像和波动图像的结合 17 11波的多解问题 18 12波的叠加 20 13波的干涉和衍射图样判断 22 01简谐运动的定义和描述 1．（22-23高二上·广东深圳·期末）一游乐场的造浪池中，水面波平稳地以的速率向岸边传播。某同学在原地漂浮时，发现从第1个波峰到第10个波峰通过身下的时间间隔为，不考虑波在传播过程中的能量损失。 （1）求该波的频率； （2）求该波的波长； （3）若波浪的最高点比静水平面高，该同学会随着波浪上下浮动（可视为如图示的简谐运动），从第1个波峰通过开始计时，写出其位移随时间变化的表达式。 2．（22-23高二上·河南·期末）如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为的小球，小球静止时弹簧伸长量为。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移随时间变化的规律如图乙所示，重力加速度取。 （1）写出小球相对平衡位置的位移随时间的变化关系式； （2）小球运动到最高点时的加速度的大小是多少？ 3．（19-20高二下·北京·期末）如图甲所示，质量为m的小球悬挂在一根劲度系数为k的轻质弹簧下端，静止后小球所在的位置为O点。取O点为坐标原点，竖直向下为x轴正方向建立坐标系。现将小球从O点向下拉一小段距离A，然后释放。已知重力加速度为g，小球在运动过程中弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力。 (1)请证明：小球做简谐运动。 (2)从小球在位移A处释放开始计时，请在图乙坐标系中定性画出小球在一个周期内的位移-时间图像。 (3)求小球在做简谐运动过程中的加速度a与位移x的表达式，并在图丙中画出小球的a-x图像。 4．（22-23高二下·四川遂宁·期末）如图所示，质量均为m=0.1kg的物块a、b用劲度系数为k=100N/m的轻弹簧固定拴接，竖直静止在水平地面上物块a正上方有一个质量也为m的物块c，将c由静止释放，与a碰撞后立即粘在一起，碰撞时间极短，之后的运动过程中物块b恰好没有脱离地面。忽略空气阻力，轻弹簧足够长且始终在弹性限度内，重力加速度g取，求： （1）整个过程中轻弹簧的最大弹力； （2）c与a粘合后做简谐运动的振幅； （3）刚开始释放物块c时，c离a的高度    02简谐运动的弹簧振子 5．（22-23高二下·江西九江·期末）如图甲所示，一个质量为m的小球在竖直方向上做简谐运动，取竖直向上为位移的正方向，其振动图像如图乙所示。已知小球振动过程中弹簧始终处于伸长状态，不计空气阻力，重力加速度为g。则（　　）    A．时刻弹簧的弹性势能正在减小 B．时刻弹簧的弹性势能大于时刻弹簧的弹性势能 C．时间内弹簧弹性势能改变量大于 D．时刻小球受到的弹力一定小于 6．（22-23高二下·云南保山·期末）某一弹簧振子的振动图像如图所示，则由图像判断下列说法正确的是（　　）    A．振子偏离平衡位置的最大距离为20cm B．从第1s末到第2s末的时间内振子向平衡位置运动 C．在第2s末和第4s末振子的位移相等，速度也相同 D．振子在4s末向平衡位置运动 7．（22-23高二下·陕西宝鸡·期末）如图所示，小球穿过粗糙的竖直杆，轻质弹性绳的左端与小球相连，右端固定在墙上N点，弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，O为竖直杆上的一点，O、M、N在同一水平线上，弹性绳的自然长度和MN间距离相同.小球从O点静止释放，到达最低点P后又继续向上运动，Q为OP中点.绳中弹力始终遵从胡克定律，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小球（    ）    A．从O运动至P的过程中，受到摩擦力变大 B．第一次运动至Q点上方某点时，速度最大 C．从P点返回的过程中，速度最大的位置在Q点下方 D．最终可以停在Q点上方的某一位置 8．（22-23高二下·四川雅安·期末）如图所示，一弹簧振子可沿竖直方向做简谐运动，振子静止时位于O点。现将振子从O点向下拉一段距离后由静止释放，振子在M、N间振动。振子由M第一次运动到N的时间为0.2s。则（　　）    A．振子振动的振幅为 B．振子振动的周期为0.2s C．从释放振子开始计时，振子在10s内通过的路程为10m D．从释放振子开始计时，振子在10s末偏离平衡位置的位移大小为 03简谐运动的单摆模型 9．（22-23高二下·黑龙江哈尔滨·期末）某同学在学校实验室分别用甲、乙两个单摆做简谐运动的实验，