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(教科版)

物理 选择性必修 第一册 JK 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 简谐运动的相关图像 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 简谐运动的相关图像 6 3.［北京2024·9］图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置.手机加速度传感器记录了手机在 竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度随时间 变化的曲线为正弦 曲线，如图乙所示.下列说法正确的是( ) D 甲 乙 A.时，弹簧弹力为0 B. 时，手机位于平衡位置上方 C.从至，手机的动能增大 D.随变化的关系式为 考点2 简谐运动的相关图像 7 解析 由题图乙知，时刻，手机的加速度为零，由牛顿第二定律知，弹簧弹力 ，A错 误；由题图乙知，时，手机的加速度为正，则手机位于平衡位置下方，B错误；从 到，手机的加速度增大，速度减小，手机的动能减小，C错误； ，则 随变化的关系式为 ，D正确. 考点2 简谐运动的相关图像 8 4.［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： 图（a） 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. 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. 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 9 （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 . （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 . 考点3 用单摆测量重力加速度的实验 10 （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 ）. 图（b） 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 11 （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 12 5.［广西2024·11］单摆可作为研究简谐运动的理想模型. （1）制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图甲方式的目的是要保持摆动中 ______不变； 摆长 甲 乙 解析 选择题图甲方式的目的是要保持单摆在摆动中摆长不变. 考点4 用单摆研究简谐运动 13 （2）用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为______ ； 1.16 丙 解析 由题图丙知，摆球直径为 . 考点4 用单摆研究简谐运动 14 （3）若将一个周期为的单摆，从平衡位置拉开 的角度释放，忽略空气阻力，摆球的振动可 看为简谐运动.当地重力加速度为，以释放时刻作为计时起点，则摆球偏离平衡位置的位移 与 时间 的关系为_ ____________________________________________. 或写为 解析 根据单摆的周期公式可得单摆的摆长为.从平衡位置拉开 的角度处释放 摆球，可得振幅为 或近似写为 ，以该位置为计时起点，根据简谐运动 规律可得摆球偏离平衡位置的位移与时间的关系为 或写为 . 考点4 用单摆研究简谐运动 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. 18 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 19 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. 20 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. 21 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. 22 $$