第二章 机械振动 高考强化-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理选择性必修1同步课件(粤教版)

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,质点在点的位移 ,质 点到达点的位移,由于从经过点开始计时,则,当时、 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,、 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.［福建2024·2］如图（a），装有砂粒的试管竖直静浮于水中，将其提起一小段距离后释放， 一段时间内试管在竖直方向的振动可视为简谐运动.取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点， 试管振动图像如图（b）所示，则试管( ) B 图（a） 图（b） A.振幅为 B.振动频率为 C.在时速度为零 D.在 时加速度方向竖直向下 考点2 简谐运动的图像 5 解析 根据题图（b）知,试管做简谐运动的振幅为,周期为 ,则频率为 ,A错误,B正确；根据题图（b）知, 时试管处于平衡位置,速度最大, C错误；根据题图（b）知, 时试管处于负向最大位移处,加速度方向竖直向上,D错误. 考点2 简谐运动的图像 6 3.［湖北2024·12］某同学设计了一个测量重力加速度大小的实验方案，所用器材有： 砝码 若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等. 具体步骤如下： ①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如 图（a）所示. 图（a） 图（b） 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 7 ②用米尺测量平衡时弹簧的长度 ，并安装光电门. ③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动. ④用数字计时器记录30次全振动所用时间 . ⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作. 该同学将振动系统理想化为弹簧振子.已知弹簧振子的振动周期，其中 为弹簧的劲度系 数， 为振子的质量. （1）由步骤④，可知振动周期 ___. 解析 30次全振动时间为,则振动周期 . 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 8 （2）设弹簧的原长为，则与、、的关系式为 ___________. 解析 设托盘与砝码的总质量为,静止时有,又,联立解得 . （3）由实验数据作出的图线如图（b）所示，可得______ （保留三位有效数字， 取 ）. 9.61 解析 图像斜率为,解得 . 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 9 （4）本实验的误差来源包括_____（双选，填标号）. AB A.空气阻力 B.弹簧质量不为零 C.光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置 解析 弹簧振子为理想化模型,不计阻力与弹簧质量,因此空气阻力和弹簧质量都会引起测量误差, 而光电门位置不影响周期的测量,A、B正确. 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 10 4.［湖南2024·12］在太空，物体完全失重，用天平无法测量质量.如图（a），某同学设计了一 个动力学方法测量物体质量的实验方案，主要实验仪器包括：气垫导轨、滑块、轻弹簧、标准砝 码、光电计时器和待测物体，主要步骤如下： 图（a） （1）调平气垫导轨，将弹簧左端连接气垫导轨左端，右端连接滑块； （2）将滑块拉至离平衡位置 处由静止释放，滑块第1次经过平衡位置处开始计时，第21次 经过平衡位置时停止计时，由此测得弹簧振子的振动周期 ； （3）将质量为 的砝码固定在滑块上，重复步骤（2）； 考点4 创新性实验 11 图（b） （4）依次增加砝码质量，测出对应的周期 ，实验数据如下表所示，在图 （b）中绘制 关系图线； 考点4 创新性实验 12 0.000 0.632 0.399 0.050 0.775 0.601 0.100 0.893 0.797 0.150 1.001 1.002 0.200 1.105 1.221 0.250 1.175 1.381 考点4 创新性实验 [答案] 见解析 解析 描点连线如图所示. 考点4 创新性实验 14 （5）由 图像可知，弹簧振子振动周期的平方与砝码质量的关系是________（填“线性的” 或“非线性的”）； 线性的 解析 图线是一条倾斜的直线,说明弹簧振子振动周期的平方与砝码质量为线性关系. （6）取下砝码后，将待测物体固定在滑块上，测量周期并得到 ，则待测物体质量 是_______ （保留3位有效数字）； 0.120 解析 在图线上寻找的点,对应横坐标为 . （7）若换一个质量较小的滑块重做上述实验，所得 图线与原图线相比将沿纵轴________ 移动（填“正方向”“负方向”或“不”）. 负方向 解析 换一个质量较小的滑块做实验,滑块和砝码总质量较原来偏小,要得到相同的周期,应放质量 更大的砝码,对应纵坐标点应右移,则所得图线与原图线相比下移,即沿纵轴负方向移动. 考点4 创新性实验 15 一题多解 公式法：弹簧振子的周期表达式为,是小球质量,是弹簧的劲度系数,变小,则 变小,相较原来放相同质量砝码而言,周期变小,图线下移. 考点4 创新性实验 16 2 第二章高考强化 刷原创 17 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. 18 解析 根据对称性,在点,有,在点,有, 中点为平衡位置,有 ,物块从向右运动的过程,根据对称性,在中点有,可得 ,在 点,有,解得,,则 ,B正确. 19 2.如图所示，假设沿地球直径凿通一条隧道，一小球从地面 点由静止释放，到达隧道另一端所 用时间为，小球在隧道内受到地球的引力与它距离 点（地心）的位移大小成正比，方向始终 指向点.则小球从静止释放开始到第一次到达 中点所用的时间为( ) C A. B. C. D.条件不足，无法求解 20 解析 小球在隧道内受到地球的引力与它距离点的位移大小成正比,方向始终指向 点,所以小球 以点为平衡位置做简谐运动,根据简谐运动规律可知小球的振幅等于地球的半径, 点为最大位移 处,根据振动方程,,,,小球第一次到达 中点时,位移大小 ,代入数据可得小球从静止释放开始到第一次到达中点所用的时间为 ,故C正确. 21 3.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. 22 解析 根据题意画出振动图像,由图像可知,解得,则 ,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. 23 $$