高考物理命题潜规则解密专项80机械振动Word下载.docx

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速度大小相等，动能相等，势能相等；

从某位置到达平衡位置的时间与从平衡位置到达对称点的时间相等。

高考对简谐运动的考查难度中等。

典例1.〔2018年全国理综第25题〕一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为K。

设地球的半径为R。

假定地球的密度均匀。

质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度D。

典例2、〔2017江苏物理第12题B（3）〕将一劲度系数为K的轻质弹簧竖直悬挂，下湍系上质量为M的物块，将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期。

请由单摆周期公式推算出物块做简谐运动的周期T。

典例3〔2017全国理综1第21题〕一简谐振子沿X轴振动，平衡位置在坐标原点。

T＝0时刻振子的位移X＝－0.1M；

T＝

S时刻X＝0.1M；

T＝4S时刻X＝0.1M。

该振子的振幅和周期可能为

A、0.1M，

SB、0.1M，8S

C、0.2M，

SD、0.2M，8S

典例4〔2017年天津卷第8题〕某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为X＝ASIN

，那么质点

A.第1S末与第3S末的位移相同

B.第1S末与第3S末的速度相同

C.3S末至5S末的位移方向都相同

D.3S末至5S末的速度方向都相同

考查方式二叠加体的简谐运动

【命题分析】叠加体的简谐运动时二物体具有相同的运动状态，可利用整体法分析整体受力情况和运动情况。

与外界没有力作用的物体做简谐运动的回复力由另一物体施加的摩擦力提供。

高考对叠加体的简谐运动考查为选择题，难度中等或偏难。

典例5、〔2017四川延考区理综〕光滑的水平面上叠放有质量分别为M和M／2的两个木块。

下方木块与一劲度系数为K的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如下图。

两木块之间的最大静摩擦力为F，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为

A、F／KB、2F／KC、3F／KD、4F／K

【解析】设系统的最大振幅为A，系统振动的最大加速度A＝

＝2KA／3M，对质量为M／2的木块，由牛顿运动定律得F＝M／2·

A，联立解得系统的最大振幅A＝3F／K，选项C正确。

【答案】C

【点评】两木块之间的最大静摩擦力提供上面木块简谐运动的最大加速度，对应最大振幅。

典例6〔2006年江苏物理〕如下图，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连。

在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上做往复运动〔不计空气阻力〕，并保持相对静止。

那么以下说法正确的选项是 

A、A和B均做简谐运动

B、作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比

C、B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静磨擦力对B不做功

D、B对A的静摩擦力始终对A做正功，而A对B的静摩擦力始终对B做负功

考查方式三简谐运动的图象

【命题分析】简谐运动的图象是正弦曲线，实质是简谐运动的质点位移随时间变化的图象。

由简谐运动图象可判断出任意时刻的位移大小和方向、加速度方向〔指向平衡位置——横轴〕、速度方向等。

高考对简谐运动图象的考查可能单独考查，可能和波动传播综合在一起考查，难度中等。

典例7.〔2018年北京理综第17题〕一个弹簧振子沿X轴做简谐运动，取平衡位置O为X轴坐标原点。

从某时刻开始计时，经过四分之一的周期，振子具有沿X轴正方向的最大加速度。

能正确反映振子位移X与时间关系的图像是

典例9〔2003广东物理〕一弹簧振子沿X轴振动，振幅为4CM。

振子的平衡位置位于X轴上的O点。

图1中的A、B、C、D为四个不同的振动状态：

黑点表示振子的位置，黑点上的箭头表示运动的方向。

图2给出的

四条振动图线，可用于表示振子的振动图线，

A.假设规定状态A时T＝0，那么图象为①

B.假设规定状态B时T＝0，那么图象为②

C.假设规定状态C时T＝0，那么图象为③

D.假设规定状态D时T＝0，那么图象为④

典例10.〔2004天津理综〕公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。

一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T。

取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即T＝0，其振动图象如下图，那么

A、T＝T／4时，货物对车厢底板的压力最大

B、T＝T／2时，货物对车厢底板的压力最小

C、T＝3T／4时，货物对车厢底板的压力最大

D、T＝3T／4时，货物对车厢底板的压力最小

考查方式四受迫振动、共振

【命题分析】做受迫振动的物体稳定振动时其振动频率等于驱动力的频率，与物体固有频率无关。

受迫振动物体的振幅与驱动力的频率和物体固有频率之差有关。

驱动力的频率和物体固有频率之差越小，振幅越大；

当驱动力的频率接近或等于物体的固有频率时，受迫振动物体的振幅显著增大，发生共振现象。

高考对受迫振动和共振的考查难度中等。

典例11.〔2006全国理综1〕一砝码和一轻弹簧构成弹簧振子，图1所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动。

匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动。

把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期。

假设保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图线如图2所示。

当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达到稳定时，砝码的振动图线如图3所示。

假设用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，那么

A.由图线可知T0＝4SB.由图线可知T0＝8S

C.当T在4S附近时，Y显著增大；

当T比4S小得多或大得多时，Y很小

D.当T在8S附近时，Y显著增大；

当T比8S小得多或大得多时，Y很小

【2018模拟题精选训练题】

1、〔2018北京西城期末〕如下图，长度为L的轻绳上端固定在O点，下端系一小球〔小球可以看成质点〕。

在O点正下方，距O点

处的P点固定一颗小钉子。

现将小球拉到点A处，轻绳被拉直，然后由静止释放小球。

点B是小球运动的最低位置，点C〔图中未标出〕是小球能够到达的左方最高位置。

点A与点B之间的高度差为H，H

L。

A、B、P、O在同一竖直平面内。

当地的重力加速度为G，不计空气阻力。

以下说法正确的选项是

A、点C与点B高度差小于H

B、点C与点B高度差等于H

C、小球摆动的周期等于

D、小球摆动的周期等于

2、〔2018上海虹口期末〕在上海走时准确的摆钟，随考察队带到珠穆朗玛峰的顶端，那么这个摆钟〔〕

3.（6分）（湖北八市2018年3月联考）以下有关振动、波动和相对论内容的假设干表达中正确的选项是

A、在“用单摆测定重力加速度”实验中，必须从最大位移处开始计时

B、光速不变原理是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的

C、两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，其位移始终保持最大；

振动减弱区域的质点，其位移始终保持最小

D、光的偏振现象说明光波是横波

E、用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为△X，如果只增大双缝到光屏之间的距离，△X将增大

.答案：

BDE解析：

在“用单摆测定重力加速度”实验中，必须从最低位置开始计时，选项A错误；

光速不变原理是真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，选项B正确；

两列波相叠加产生干涉现象，在干涉图样中，振动加强区域的质点，振幅相加，其位移可能某时为零，选项C错误；

光的偏振现象说明光波是横波，选项D正确；

用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出明、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为△X，根据条纹间隔公式可知，如果只增大双缝到光屏之间的距离，△X将增大，选项E正确。

4.〔2018年3月江苏三校联考〕以下说法中正确的选项是〔〕

A、眼睛直接观察全息照片不能看到立体图象

B、电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象

C、驱动力频率等于系统固有频率时，受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。

D、在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最高点时开始计时

5.〔6分〕〔2018山西太原期末〕某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移X随时间T变化的关系为X＝ASINωT，振动图象如下图，以下说法正确的选项是〔填入正确选项前的字母〕

6〔5分〕〔2018江西重点中学协作体第二次联考〕如下图。

曲轴上挂一个弹簧振子，转动摇把，曲轴可带动弹簧振子上下振动。

开始时不转动摇把，让振子自由振动，测得其频率为2HZ。

现匀速转动摇把，转速为240R／MIN。

那么：

〔〕

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