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2018学年高考物理第十二章第1单元机械振动 精品

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2018-2018学年第二学期专题检测物理学科 选修3-4 第十二章
第1单元 机械振动
1．(2018·泉州模拟)(1)蜘蛛虽有8只眼睛，但视力很差，完全靠感觉来捕
食和生活，它的腿能敏捷地感觉到丝网的振动，当丝网的振动频率为f＝200 Hz
左右时，网的振幅最大．对于落在网上的昆虫，当其翅膀振动的频率为________
Hz左右时，蜘蛛能立即捕捉到它．

(2)如果该丝网共振时的最大振幅为0.5 cm，试定性画出其共振曲线．
解析：(1)当驱动力的频率等于物体的固有频率时物体发生共振，物体的振
幅最大，故昆虫翅膀的振动频率应为200 Hz左右．

(2)共振曲线如图所示．

答案：(1)200 (2)见解析图
2．(2018·广东高考)大海中航行的轮船，受到大风大浪冲击时，为了防止
倾覆，应当改变航行方向和________，使风浪冲击力的频率远离轮船摇摆的
________．

解析：风浪冲击力的频率要远离轮船摇摆的频率才不会使轮船发生共振，才
能防止倾覆．

答案：速度 频率
3．弹簧振子以O点为平衡位置在B、C两点之间做简谐运动，B、C相距20 cm.
某时刻振子处于B点，经过0.5 s，振子首次到达C点，求：

(1)振动的周期和频率；
(2)振子在5 s内通过的路程及5 s末的位移大小；
(3)振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处P点的加速度大小的比值．
解析：(1)由题意可知，振子由B→C经过半个周期，
1 Hz.
(2)振子经过1个周期通过的路程s1＝0.4 m．振子5 s内振动了五个周期，
回到B点，通过的路程：s＝5s1＝2 m.位移x＝10 cm＝0.1 m

(3)由F＝－kx可知：在B点时 FB＝－k×0.1在P点时FP＝－

k
×0.18

答案：(1)1.0 s 1.0 Hz (2)2 m 0.1 m (3)5∶2
4．有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的高度．已知该单摆在
海平面处的周期是T0.当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T.求该气球此
时离海平面的高度h.(把地球看做质量均匀分布的半径为R的球体)

解析：根据单摆周期公式得其中l是单摆长
度，g0和g分别是两地点的重力加速度．根据万有引力定律公式可得

由以上各式可解得

5.如图12－1－6所示，一个光滑的圆弧形槽半径为R，放在水平地面上，
圆弧所对的圆心角小于5°.AD的长为x，今有一小球m1以沿AD方向的初速度
v
从A点开始运动，要使小球m1可以与固定在D点的小球m2相碰撞，那么小球
m
1

的速度v应满足什么条件？

解析：把m1的运动分成两个分运动，其一是沿AD方向的匀速运动，其二是
沿AB圆弧的运动，实际相当于摆长等于圆弧槽半径的单摆运动．

在AD方向上：x＝
vt
①

在AB弧上运动，等效成单摆运动：t＝
nT
②

6．如图12－1－7所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的
振动图线．从三个图线可知，这三个物体振动的共同特点是具有________；三个
物体中，最简单的振动是________的振动；图中心脏跳动的图线是某人的心电图，
方格纸每个小方格的宽度是0.5 cm，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8
cm/s，则此人的心率是________次/分．
图12－1－7
答案：周期性 弹簧振子 67.5
7．如图12－1－8所示是某同学设计的测量物体质量的装置，其中P是光滑
水平面，N是质量为M的带夹子的金属盒，金属盒两端分别连接轻质弹簧；Q是
固定于盒子上的遮光片，利用它和光电计时器能测量金属盒振动时的频率．已知

弹簧振子做简谐运动时的周期其中m是振子的质量，k 是常
数．当空盒振动时，测得振动频率为f1；把一物体夹在盒中，并使其振动时，测
得频率为f2.你认为这套装置能测量物体的质量吗？如果不能，请说明理由；若
能，请求出被测物体的质量．

解析：由弹簧振子的周期公式可知，其周期是振子质量的函数，只要知道夹
入物体前、后振子的周期，就可求出物体的质量．

空盒时，

答案：见解析
8．如图12－1－9甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、
C
是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙所示是这个单
摆的振动图象．根据图象回答：(取π2＝10)

图12－1－9
(1)单摆振动的频率是多大？
(2)开始时刻摆球在何位置？
(3)若当地的重力加速度为10 m/s2，试求这个摆的摆长是多少？

解析：(1)由图乙可知T＝0.8 s则
(2)由图乙知，开始时刻摆球在负向最大位移处，因向右为正方向，所以开
始时摆球应在B点．

答案：(1)1.25 Hz (2)B点 (3)0.16 m
9．如图12－1－10所示，A、B两物体的质量都为m，拉A物体的细线与水
平方向的夹角为30°时处于静止状态，不考虑摩擦力，设弹簧的劲度系数为k.
若悬线突然断开后，A在水平面上做周期为T的简谐运动，当B落地时，A恰好
将弹簧压缩到最短，求：
(1)A振动时的振幅；
(2)B落地时的速度．
解析：(1)线断前，线的拉力F＝mg，

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2018高考物理一轮总复习达标训练课件：第十二章 振动和波 光 相对论选修3-4 实验14 精品

2018高考物理一轮总复习达标训练课件：第十二章 振动和波 光 相对论选修3-4 实验14 精品


• 三、实验器材
• 木板、白纸、玻璃砖、大头针、图钉、量角 器、三角板、铅笔．
• 四、实验步骤
• 1．用图钉把白纸固定在木板上．
• 2．在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一 点O为入射点，作过O的法线NN′.
• 3．画出线段AO作为入射光线，并在AO上插 上P1、P2两根大头针．
• 4．在白纸上放上玻璃砖，使玻璃砖的一个长 边与直线aa′对齐，并画出另一条长边的对齐
• 六、误差分析
• 1．入射光线、出射光线确定的准确性造成误 差，故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距 应大一些．
• 2．入射角和折射角的测量造成误差，故入射 角应适当大些，以减小测量的相对误差．
• 七、注意事项
• 1．实验时，应尽可能将大头针竖直插在纸上， 且P1和P2之间、P3和P4之间、P2与O、P3与O′ 之间距离要稍大一些．
• 2．入射角θ1不宜太大(接近90°)，也不宜太 小(接近0°)．太大：反射光较强，出射光较 弱；太小：入射角、折射角测量的பைடு நூலகம்对误差 较大．
• 3．操作时，手不能触摸玻璃砖的光洁光学面， 更不能把玻璃砖界面当尺子画界线．
• 4．实验过程中，玻璃砖与白纸的相对位置不 能改变．
•核心考点 ·分层突破
(2)连接 O 点与光线在 AB 上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如上图中 i、 r 所示．
(3)图象的斜率 k＝ssiinn ri，由图乙可知斜率为 1.5，即该玻璃砖的折射率为 1.5.
• 答案：(1)见解析图 (2)如解析图中i、r所示
• 考点2 数据处理和误差分析
• [例2]在用插针法测定玻璃砖折射率的实验中， 甲、乙、丙三位同学在纸上画出的界面aa′、 bb′与玻璃砖位置的关系分别如图①、②和③ 所示，其中甲、丙两同学用的是矩形玻璃砖， 乙同学用的是梯形玻璃砖．他们的其他操作 均正确，且均以aa′、bb′为界面画光路图，则
2018版高三物理一轮复习 专题12 机械振动与机械波(含2015年高考真题)

2018版高三物理一轮复习 专题12 机械振动与机械波(含2015年高考真题)

专题12 机械振动与机械波1.（15北京卷）周期为2.0S 的简谐横波沿X 轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波沿X 轴正方向传播，波速m 20=υ沿X 轴正方向传播，波速s m 10=υ沿X 轴负方向传播，波速m 20=υ沿X 轴负方向传播，波速s m 10=υ答案：B解析：根据机械波的速度公式v=T λ,由图可知波长为 20m ，再结合周期为2.0s ，可以得出波速为 10m/s.应用“上下坡法”方法判断波沿 x 轴正方向传播.故答案为 B 选项.2.（15海南卷）一列沿x 轴正方向传播的简谱横波在t =0时刻的波形如图所示，质点P 的x坐标为3m.已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s.下列说法正确的是A. 波速为4m/sB. 波的频率为1.25HzC. x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波谷D. x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰E. 当质点P 位于波峰时，x 坐标为17m 的质点恰好位于波谷答案：BDE解析：任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s ，则10.42T s =，解得0.8T s =,从图像中可知4m λ=，所以根据公式45/0.8v m s T λ===，故A 错误；根据公式1f T=可得波的频率为1.25Hz ，B 正确；x 坐标为15m 的质点和x 坐标为3m 的质点相隔12m ，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x 坐标为3m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期振动到平衡位置，所以x 坐标为15m 的质点在t =0.2s 时振动到平衡位置，C 错误；x 的坐标为22m的质点和x 的坐标为2m 的质点为同相点，x 的坐标为2m 的质点经过t =0.2s 即四分之一周期恰好位于波峰，故x 的坐标为22m 的质点在t =0.2s 时恰好位于波峰，D 正确；当质点P 位于波峰时，经过了半个周期，而x 坐标为17m 的质点和x 坐标为1m 的质点为同相点，经过半个周期x 坐标为1m 的质点恰好位于波谷，E 正确；3.（15重庆卷）题11图2为一列沿x 轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P 的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P 点此时的振动方向.答案： 2.5/v m s =；P 点沿y 轴正向振动解析： 由波形图可知 1.0m λ= 距 2.5/v m s T λ==波沿x 轴正方向，由同侧法可知P 点沿y 轴正向振动.4.（15新课标2卷）平衡位置位于原点O 的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x 轴传播，P 、Q 为x 轴上的两个点（均位于x 轴正向），P 与Q 的距离为35cm ，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T =1s ，振幅A =5cm.当波传到P 点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s ，平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置，求：（ⅰ）P 、Q 之间的距离（ⅱ）从t =0开始到平衡位置在Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程.解析：（1）由题意，O 、P 两点的距离与波长满足：λ45=OP 波速与波长的关系为：T v λ=在t =5s 时间间隔内波传播的路程为vt ，由题意有：4λ+=PQ vt综上解得：PQ =133cm（2）Q 处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：T t t 451+= 波源由平衡位置开始运动，每经过4T ，波源运动的路程为A ，由题意可知：T t 41251⨯= 故t 1时间内，波源运动的路程为s =25A =125cm。

第十二章第1讲机械振动-2025年高考物理一轮复习PPT课件

第十二章第1讲机械振动-2025年高考物理一轮复习PPT课件


高考一轮总复习•物理
2．图像 (1)从_平__衡__位__置__处开始计时，函数表达式为 x＝Asin ωt，图像如图甲所示． (2)从_最__大__位__移__处开始计时，函数表达式为 x＝Acos ωt，图像如图乙所示．
第10页
高考一轮总复习•物理
四、受迫振动和共振
固有频率 固有频率
最大
第11页
动条件
(2)无摩擦等阻力． (3)在弹簧弹性限度内
(1)摆线为不可伸缩的轻细 线． (2)无空气等阻力． (3)最大偏角小于 5°
高考一轮总复习•物理
第8页
模型 回复力 平衡位置 周期
能量转化
弹簧振子 弹簧的___弹__力____提供
弹簧处于___原__长____处 与振幅无关
弹性势能与动能的相互 转化，机械能守恒
答案
高考一轮总复习•物理
第25页
解析：由题分析可得振子振动图像的一种可能情况如图所示，振子在 t＝0 时位于最大位 移处，速度为零，t＝10 s 时，振子在平衡位置，速度最大，故 A 错误；在 t＝4 s 时，振子位 于最大位移处，加速度最大，t＝14 s 时，振子处于平衡位置处，此时振子的加速度为零，故 B 错误；在 t＝6 s 和 t＝14 s 时，振子均处于平衡位置，此时动能最大，势能最小，故 C 正确； 由振子的振动周期 T＝2π mk 可知，振动周期与振子的振幅无关，故只改变振子的振幅，振 子的周期不变，只增加振子质量，振子的周期增大，故 D 正确．
12A＝Asin φa， 23A＝Asin φb，解得 φa＝－π6或 φa＝－56π(由题图中运动方向舍去)，φb＝π3或 φb ＝23π，当第二次经过 B 点时 φb＝23π，则23π－2π－π6T＝t，解得 T＝152t，此时位移关系为 23A ＋12A＝L，解得 A＝ 32＋L 1，C 正确，D 错误．故选 BC．
2018高考总复习物理江苏专用课件：第十二章第二节

2018高考总复习物理江苏专用课件：第十二章第二节


3．多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内 接收到的完全波的个数．当波以速度 v 通过观察者时，时间 t 内通过的完全波的个数为 N＝vλt，因而单位时间内通过观察 者的完全波的个数，即接收频率． (2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大， 当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小．
(2014·高考四川卷)如图所示，甲为 t＝1 s 时某横波的 波形图象，乙为该波传播方向上某一质点的振动图象，距该 质点Δx ＝ 0.5 m 处质点的振动图象可能是( A )
[解析]根据波形图象可得波长λ＝2 m，根据振动图象可得 周期 T＝2 s．两质点之间的距离Δx＝0.5 m＝14λ.根据振动
λ
若Δr＝(2n＋1) 2 (n＝0，1，2，…)，则振动减弱． (2)当两波源振动步调相反时
λ
若Δr＝(2n＋1) 2 (n＝0，1，2，…)，则振动加强； 若Δr＝nλ(n＝0，1，2，…)，则振动减弱．
2．波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产 生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波 长相差不大或者小于波长．
移 (4)各时刻速度、加速度的 方向
(1)波长、振幅 (2)任意一质点在该时刻 的位移
(3)任意一质点在该时刻 的加速度方向
(4)传播方向、振动方向 的互判
图象变化
随时间推移，图象延续， 但已有形状不变
一完整曲 线占横坐 标的距离
表示一个周期
随时间推移，波形沿 传播方向平移
表示一个波长
由波动图象确定质点振动图象
第十二章 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论
第二节 机械波
一、机械波
1．形成条件 (1)有发生机械振动的___波__源______． (2)有传播_____介__质________，如空气、水等．