（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 13 第十章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 1 第1節(jié) 機(jī)械振動(dòng)教學(xué)案

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1、第十章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 知識(shí)內(nèi)容 考試要求 真題統(tǒng)計(jì) 2016.10 2017.4 2017.11 2018.4 2018.11 2019.4 2020.1 1.簡諧運(yùn)動(dòng) b 21 2.簡諧運(yùn)動(dòng)的描述 c 16 16 16 3.簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和能量 b 4.單擺 c 21(2) 5.外力作用下的振動(dòng) b 6.波的形成和傳播 b 16 16 7.波的圖象 b 15 16

2、 8.波長、頻率和波速 c 15 16 9.波的衍射和干涉 b 15 16 10.多普勒效應(yīng) b 11.惠更斯原理 b 實(shí)驗(yàn)：探究單擺周期與擺長的關(guān)系 21(1) 第1節(jié)　機(jī)械振動(dòng) 【基礎(chǔ)梳理】 提示：x＝Asin(ωt＋φ)　平衡位置　運(yùn)動(dòng)　平衡位置 2π　固有頻率　固有頻率 【自我診斷】 判一判 (1)振幅就是簡諧運(yùn)動(dòng)物體的位移．(　　) (2)簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力可以是恒力．(　　) (3)簡諧運(yùn)動(dòng)的平衡位

3、置就是質(zhì)點(diǎn)所受合力為零的位置．(　　) (4)做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)先后通過同一點(diǎn)，回復(fù)力、速度、加速度、位移都是相同的．(　　) (5)做簡諧運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，速度增大時(shí)，其加速度一定減?。?　　) (6)簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象描述的是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡．(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× 做一做 某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝10·sin cm，則下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的說法中正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅為10 cm B．質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為4 s C．在t＝4 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大 D．在t＝4 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移最大 E．

4、t＝2 s時(shí)，位移最大，速度為0 提示：ACE 　簡諧運(yùn)動(dòng)的描述 【題組過關(guān)】 1．做簡諧運(yùn)動(dòng)的振子每次通過同一位置時(shí)，一定相同的物理量是(　　) A．速度 B．加速度 C．位移 D．動(dòng)能 解析：選BCD.振子通過同一位置時(shí)，位移、加速度的大小和方向、動(dòng)能都相同．速度的大小相同，但方向不一定相同，故選BCD. 2．(2020·寧波質(zhì)檢)如圖所示，一彈簧振子在一條直線上做簡諧運(yùn)動(dòng)，第一次先后經(jīng)過M、N兩點(diǎn)時(shí)速度v(v≠0)相同．那么，下列說法正確的是(　　) A．振子在M、N兩點(diǎn)所受彈簧彈力相同 B．振子在M、N兩點(diǎn)對(duì)平衡位置的位移相同 C．振子在M、N兩點(diǎn)加速度大

5、小相等 D．從M點(diǎn)到N點(diǎn)，振子先做勻加速運(yùn)動(dòng)，后做勻減速運(yùn)動(dòng) 解析：選C.由題意和簡諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性特點(diǎn)知：M、N兩點(diǎn)關(guān)于平衡位置O對(duì)稱．因位移、速度、加速度和力都是矢量，它們要相同，必須大小相等、方向相同．M、N兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱，振子所受彈力應(yīng)大小相等，方向相反，振子位移也是大小相等，方向相反，由此可知，A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤．振子在M、N兩點(diǎn)的加速度雖然方向相反，但大小相等，故C選項(xiàng)正確．振子由M到O速度越來越大，但加速度越來越小，振子做加速運(yùn)動(dòng)，但不是勻加速運(yùn)動(dòng)．振子由O到N速度越來越小，但加速度越來越大，振子做減速運(yùn)動(dòng)，但不是勻減速運(yùn)動(dòng)，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 3．(多選)(2020·1月浙江選考

6、)如圖所示，波源O垂直于紙面做簡諧運(yùn)動(dòng)，所激發(fā)的橫波在均勻介質(zhì)中向四周傳播，圖中虛線表示兩個(gè)波面．t＝0時(shí)，離O點(diǎn)5 m的A點(diǎn)開始振動(dòng)；t＝1 s時(shí)，離O點(diǎn)10 m的B點(diǎn)也開始振動(dòng)，此時(shí)A點(diǎn)第五次回到平衡位置，則(　　) A．波的周期為0.4 s B．波的波長為2 m C．波速為5 m/s D．t＝1 s時(shí)AB連線上有4個(gè)點(diǎn)處于最大位移 答案：AB 簡諧運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)重要特征 受力 特征 回復(fù)力F＝－kx，F(xiàn)(或a)的大小與x的大小成正比，方向相反 運(yùn)動(dòng) 特征 靠近平衡位置時(shí)，a、F、x都減小，v增大；遠(yuǎn)離平衡位置時(shí)，a、F、x都增大，v減小 能量 特征 振幅

7、越大，能量越大．在運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒 周期性 特征 質(zhì)點(diǎn)的位移、回復(fù)力、加速度、速度隨時(shí)間做周期性變化，變化周期就是簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T；動(dòng)能和勢(shì)能也隨時(shí)間做周期性變化，其變化周期為 對(duì)稱性 特征 關(guān)于平衡位置O對(duì)稱的兩點(diǎn)，速度的大小、動(dòng)能、勢(shì)能相等；相對(duì)平衡位置的位移大小相等；由對(duì)稱點(diǎn)到O用時(shí)相等 　簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象問題 【知識(shí)提煉】 1．簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象 圖象 橫軸 表示振動(dòng)時(shí)間 縱軸 表示某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位移 物理意義 表示振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間的變化規(guī)律 2.由振動(dòng)圖象可確定的信息 (1)確定振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位移，如圖所示，

8、對(duì)應(yīng)t1、t2時(shí)刻的位移分別為x1＝7 cm，x2＝－5 cm. (2)確定振動(dòng)的振幅，圖象中最大位移的值就是振幅，如圖所示，振動(dòng)的振幅是10 cm. (3)確定振動(dòng)的周期和頻率，振動(dòng)圖象上一個(gè)完整的正弦(或余弦)圖形在時(shí)間軸上拉開的“長度”表示周期．由圖可知，OD、AE、BF的間隔都等于振動(dòng)周期，T＝0.2 s，頻率f＝＝5 Hz. (4)確定各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，例如圖中的t1時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)正遠(yuǎn)離平衡位置向正方向運(yùn)動(dòng)；在t3時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)正向著平衡位置運(yùn)動(dòng)． (5)比較各時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)加速度的大小和方向．例如在圖中t1時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移x1為正，則加速度a1為負(fù)，t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位移x2為負(fù)，則加速度a2為正

9、，又因?yàn)閨x1|＞|x2|，所以|a1|＞|a2|. 【典題例析】 　(2020·湖州調(diào)研)如圖所示為一彈簧振子的振動(dòng)圖象，試完成以下問題： (1)寫出該振子簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式； (2)在第2 s末到第3 s末這段時(shí)間內(nèi)，彈簧振子的加速度、速度、動(dòng)能和彈性勢(shì)能各是怎樣變化的？ (3)該振子在前100 s的總位移是多少？路程是多少？ [解析]　(1)由振動(dòng)圖象可得A＝5 cm，T＝4 s，φ＝0 則ω＝＝ rad/s 故該振子簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為x＝5sin t cm. (2)由題圖可知，在t＝2 s時(shí)，振子恰好通過平衡位置，此時(shí)加速度為零，隨著時(shí)間的延續(xù)，位移不斷變大，加速度也變

10、大，速度不斷變小，動(dòng)能不斷減小，彈性勢(shì)能逐漸增大，當(dāng)t＝3 s時(shí)，加速度達(dá)到最大值，速度等于零，動(dòng)能等于零，彈性勢(shì)能達(dá)到最大值． (3)振子經(jīng)過一個(gè)周期位移為零，路程為4×5 cm＝20 cm，前100 s剛好經(jīng)過了25個(gè)周期，所以前100 s振子的位移x＝0，振子的路程s＝25×20 cm＝500 cm＝5 m. [答案]　見解析 【題組過關(guān)】 考向1　圖象信息分析 1. 如圖所示，彈簧振子在M、N之間做簡諧運(yùn)動(dòng)．以平衡位置O為原點(diǎn)，建立Ox軸，向右為x軸正方向．若振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則其振動(dòng)圖象為(　　) 解析：選A.由題意，向右為x軸的正方向，振子位于N點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)

11、，因此t＝0時(shí)，振子的位移為正的最大值，振動(dòng)圖象為余弦函數(shù)，A項(xiàng)正確． 考向2　兩圖線的對(duì)比分析 2．(2020·溫州選考適應(yīng)性測(cè)試)如圖甲所示為一彈簧振子自由振動(dòng)(即做簡諧運(yùn)動(dòng))時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，圖乙為該彈簧振子在某外力的作用下做受迫振動(dòng)時(shí)的位移隨時(shí)間變化的圖象，則下列說法中正確的是(　　) A．由圖甲可知該彈簧振子的固有周期為4 s B．由圖乙可知彈簧振子的固有周期為8 s C．由圖乙可知外力的周期為8 s D．如果改變外力的周期，在接近4 s的附近該彈簧振子的振幅較大 解析：選ACD.圖甲是彈簧振子自由振動(dòng)時(shí)的圖象，由圖甲可知，其振動(dòng)的固有周期為4 s，A正確

12、，B錯(cuò)誤；圖乙是彈簧振子在驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)圖象，彈簧振子的振動(dòng)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即8 s，C正確；當(dāng)固有周期與驅(qū)動(dòng)力的周期相等時(shí)，其振幅最大，驅(qū)動(dòng)力的周期越接近固有周期，彈簧振子的振幅越大，D正確． 　受迫振動(dòng)和共振的應(yīng)用 【知識(shí)提煉】 自由振動(dòng)、受迫振動(dòng)和共振的關(guān)系比較 自由振動(dòng) 受迫振動(dòng) 共振 受力情況 僅受回復(fù)力 受驅(qū)動(dòng)力作用 受驅(qū)動(dòng)力作用 振動(dòng)周期或頻率 由系統(tǒng)本身性質(zhì)決定，即固有周期T0或固有頻率f0 由驅(qū)動(dòng)力的周期或頻率決定，即T＝T驅(qū)或f＝f驅(qū) T驅(qū)＝T0 或f驅(qū)＝f0振動(dòng)能量 振動(dòng)物體的機(jī)械能不變 由產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的物體提供 振動(dòng)物

13、體獲得的能量最大 常見例子 彈簧振子或單擺(θ<5°) 機(jī)械工作時(shí)底座發(fā)生的振動(dòng) 共振篩、聲音的共鳴等 【題組過關(guān)】 1.一個(gè)單擺在地面上做受迫振動(dòng)，其共振曲線(振幅A與驅(qū)動(dòng)力頻率f的關(guān)系)如圖所示，則(　　) A．此單擺的固有周期約為0.5 s B．此單擺的擺長約為1 m C．若擺長增大，單擺的固有頻率增大 D．若擺長增大，共振曲線的峰將向右移動(dòng) 解析：選B.由共振曲線知此單擺的固有頻率為0.5 Hz，固有周期為2 s；再由T＝2π，得此單擺的擺長約為1 m；若擺長增大，單擺的固有周期增大，固有頻率減小，則共振曲線的峰將向左移動(dòng)． 2．(2020·嘉興月考)如圖所示，

14、A球振動(dòng)后，通過水平細(xì)繩迫使B、C振動(dòng)，振動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，下列說法中正確的是(　　) A．只有A、C的振動(dòng)周期相等 B．C的振幅比B的振幅小 C．C的振幅比B的振幅大 D．A、B、C的振動(dòng)周期相等 解析：選CD.A振動(dòng)后，水平細(xì)繩上驅(qū)動(dòng)力的周期TA＝2π，迫使B、C做受迫振動(dòng)，受迫振動(dòng)的頻率等于A施加的驅(qū)動(dòng)力的頻率，所以TA＝TB＝TC，而TC固＝2π＝TA，TB固＝2π＞TA，故C共振，B不共振，C的振幅比B的振幅大，所以選項(xiàng)C、D正確． [隨堂檢測(cè)] 1．彈簧振子在水平方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，下列說法中不正確的是(　　) A．振子在平衡位置，動(dòng)能最大，勢(shì)能最小 B．振子在最大位

15、移處，勢(shì)能最大，動(dòng)能最小 C．振子在向平衡位置振動(dòng)時(shí)，由于振子振幅減小，故總機(jī)械能減小 D．在任意時(shí)刻，動(dòng)能與勢(shì)能之和保持不變 解析：選C.振子在平衡位置兩側(cè)往復(fù)振動(dòng)，在最大位移處速度為零，動(dòng)能為零，此時(shí)彈簧的形變最大，勢(shì)能最大，所以B正確；在任意時(shí)刻只有彈簧的彈力做功，所以機(jī)械能守恒，D正確；到平衡位置處速度最大，動(dòng)能最大，勢(shì)能最小，所以A正確；根據(jù)振幅的大小與振子的位置無關(guān)，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 2.(2020·舟山質(zhì)檢)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)頻率是4 Hz B．在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20 cm C．第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度是零

16、 D．在t＝1 s和t＝3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相同 解析：選B.讀圖可知，該簡諧運(yùn)動(dòng)的周期為4 s，頻率為0.25 Hz，在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是2.5×4A＝20 cm.第4 s末的速度最大．在t＝1 s和t＝3 s兩時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相反． 3．在飛機(jī)的發(fā)展史中有一個(gè)階段，飛機(jī)上天后不久，飛機(jī)的機(jī)翼很快就抖動(dòng)起來，而且越抖越厲害，后來人們經(jīng)過了艱苦的探索，利用在飛機(jī)機(jī)翼前緣處裝置一個(gè)配重桿的方法，解決了這一問題．在飛機(jī)機(jī)翼前裝置配重桿的主要目的是(　　) A．加大飛機(jī)的慣性 B．使機(jī)體更加平衡 C．使機(jī)翼更加牢固 D．改變機(jī)翼的固有頻率 解析：選D.當(dāng)

17、驅(qū)動(dòng)力的頻率與物體的固有頻率相等時(shí)，振幅較大，因此要減弱機(jī)翼的振動(dòng)，必須改變機(jī)翼的固有頻率，選D. 4．(2016·4月浙江選考)擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點(diǎn)高度相同，其振動(dòng)圖象如圖所示．選懸掛點(diǎn)所在水平面為重力勢(shì)能的參考面，由圖可知(　　) A．甲、乙兩單擺的擺長之比是 B．ta時(shí)刻甲、乙兩單擺的擺角相等 C．tb時(shí)刻甲、乙兩單擺的勢(shì)能差最大 D．tc時(shí)刻甲、乙兩單擺的速率相等 解析：選AC.由圖可知甲、乙單擺的周期之比＝，根據(jù)T＝2π得L＝∝T2，所以＝＝，選項(xiàng)A正確；ta時(shí)刻甲、乙兩單擺偏離平衡位置的位移相等，由于擺長不等，所以偏角不等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；tb時(shí)刻甲擺球偏離

18、平衡位置的位移最大，位置最高，乙擺球偏離平衡位置的位移為零，位置最低，由于甲的擺長短且懸掛點(diǎn)等高，此時(shí)兩擺球的高度差最大，兩單擺的勢(shì)能差最大，選項(xiàng)C正確；甲的擺長短但甲的振幅大，甲、乙從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)下落的高度差不一定相等，在tc時(shí)刻甲、乙兩單擺的速率不一定相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5.(2020·湖州調(diào)研)如圖所示是彈簧振子的振動(dòng)圖象，請(qǐng)回答下列問題． (1)振子的振幅、周期、頻率分別為多少？ (2)求振子在5 s內(nèi)通過的路程； (3)根據(jù)振動(dòng)圖象寫出該簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式． 解析：(1)由圖象可知，振幅A＝2 cm， 周期T＝0.8 s； 頻率f＝＝1.25 Hz. (2)在5 s內(nèi)

19、通過的路程 s＝×4A＝×4×2 cm＝50 cm. (3)由圖象可知，振子的初相為0，ω＝2πf＝2.5π rad/s，表達(dá)式為x＝2sin(2.5πt) cm. 答案：見解析 [課后達(dá)標(biāo)] 不定項(xiàng)選擇題 1.(2018·11月浙江選考)如圖所示，兩種不同材料的彈性細(xì)繩在O處連接，M、O和N是該繩上的三個(gè)點(diǎn)，OM間距離為7.0 m，ON間距離為5.0 m，O點(diǎn)上下振動(dòng)，則形成以O(shè)點(diǎn)為波源向左和向右傳播的簡諧橫波Ⅰ和Ⅱ，其中波Ⅱ的波速為1.0 m/s，t＝0時(shí)刻O點(diǎn)處在波谷位置，觀察發(fā)現(xiàn)5 s后此波谷傳到M點(diǎn)，此時(shí)O點(diǎn)正通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，OM間還有一個(gè)波谷，則(　　) A．

20、波Ⅰ的波長為4 m B．N點(diǎn)的振動(dòng)周期為4 s C．t＝3 s時(shí)，N點(diǎn)恰好處于波谷 D．當(dāng)M點(diǎn)處于波峰時(shí)，N點(diǎn)也一定處于波峰 答案：BD 2．下表記錄了某受迫振動(dòng)的振幅隨驅(qū)動(dòng)力頻率變化的關(guān)系，若該振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f固，則(　　) 驅(qū)動(dòng)力頻率/Hz 30 40 50 60 70 80 受迫振動(dòng)振幅/cm 10.2 16.8 27.2 28.1 16.5 8.3 A.f固＝60 Hz B．60 Hz＜f固＜70 Hz C．50 Hz＜f固＜60 Hz D．以上三個(gè)都不對(duì) 答案：C 3.(2020·杭州質(zhì)檢)一個(gè)在y方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)的物體，其

21、振動(dòng)圖象如圖所示．下列關(guān)于圖甲～丁的判斷正確的是(選項(xiàng)中v、F、a分別表示物體的速度、受到的回復(fù)力和加速度) (　　) A．圖甲可作為該物體的v－t圖象 B．圖乙可作為該物體的F－t圖象 C．圖丙可作為該物體的F－t圖象 D．圖丁可作為該物體的a－t圖象 答案：C 4．?dāng)[長為L的單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)，若從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)(取t＝0)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)至t＝時(shí)，擺球具有負(fù)向最大速度，則單擺的振動(dòng)圖象為(　　) 解析：選D.t＝為T，說明此時(shí)擺球在平衡位置，且具有負(fù)向最大速度，故選項(xiàng)D正確． 5.(2020·湖州調(diào)研)如圖所示，物體A和B用輕繩相連，掛在輕彈簧下靜止不動(dòng)，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)

22、量為M，彈簧的勁度系數(shù)為k.當(dāng)連接A、B的繩突然斷開后，物體A將在豎直方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，則A振動(dòng)的振幅為(　　) A.　　　B.　　　C.　　　D. 解析：選A.在物體A振動(dòng)的平衡位置處，彈簧彈力和A物體重力相等．物體B將A拉至平衡位置以下最大位移Δx＝處，故物體A振動(dòng)的振幅為，A正確． 6.如圖所示是彈簧振子的振動(dòng)圖象，由此圖象可得，該彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)的公式是(　　) A．x＝2sin B．x＝2sin C．x＝sin D．x＝2sin 2.5πt 解析：選D.由圖象可知：A＝2 cm，ω＝＝＝2.5π，φ＝0.所以x＝2sin 2.5πt，D正確． 7.(202

23、0·麗水測(cè)試)某同學(xué)看到一只鳥落在樹枝上的P處，樹枝在10 s 內(nèi)上下振動(dòng)了6次，鳥飛走后，他把50 g的砝碼掛在P處，發(fā)現(xiàn)樹枝在10 s內(nèi)上下振動(dòng)了12次；將50 g的砝碼換成500 g砝碼后，他發(fā)現(xiàn)樹枝在15 s內(nèi)上下振動(dòng)了6次，你估計(jì)鳥的質(zhì)量最接近(　　) A．50 g B．200 g C．500 g D．550 g 解析：選B.由題意，掛50 g砝碼時(shí)，樹枝在10 s 內(nèi)上下振動(dòng)12次；掛500 g砝碼時(shí)，樹枝在15 s 內(nèi)上下振動(dòng)6次，也即10 s內(nèi)上下振動(dòng)4次；而當(dāng)鳥落在樹枝上時(shí)，樹枝在10 s內(nèi)上下振動(dòng)了6次．由上面的數(shù)據(jù)對(duì)比可知，小鳥的質(zhì)量應(yīng)該在50 g到500 g之間，

24、這樣它在10 s內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)才會(huì)介于4次到12次之間．故選項(xiàng)B符合要求． 8．(2020·衢州高二期中)在上海走時(shí)準(zhǔn)確的擺鐘，隨考察隊(duì)帶到珠穆朗瑪峰的頂端，則這個(gè)擺鐘(　　) A．變慢了，重新校準(zhǔn)應(yīng)減小擺長 B．變慢了，重新校準(zhǔn)應(yīng)增大擺長 C．變快了，重新校準(zhǔn)應(yīng)減小擺長 D．變快了，重新校準(zhǔn)應(yīng)增大擺長 解析：選A.擺鐘隨考察隊(duì)帶到珠穆朗瑪峰的頂端，重力加速度減小，擺動(dòng)周期增大，擺鐘變慢了，重新校準(zhǔn)應(yīng)減小擺長，選項(xiàng)A正確． 9.(2020·寧波調(diào)研)勁度系數(shù)為20 N/cm的彈簧振子，它的振動(dòng)圖象如圖所示，在圖中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻(　　) A．振子所受的彈力大小為0.5 N，方向指向

25、x軸的負(fù)方向 B．振子的速度方向指向x軸的正方向 C．在0～4 s內(nèi)振子做了1.75次全振動(dòng) D．在0～4 s內(nèi)振子通過的路程為0.35 cm，位移為0 解析：選B.由題圖可知A在t軸上方，位移x＝0.25 cm，所以彈力F＝－kx＝－5 N，即彈力大小為5 N，方向指向x軸負(fù)方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過A點(diǎn)作圖象的切線，該切線與x軸的正方向的夾角小于90°，切線斜率為正值，即振子的速度方向指向x軸的正方向，故選項(xiàng)B正確；t＝0、t＝4 s時(shí)刻振子的位移都是最大，且都在t軸的上方，在0～4 s內(nèi)完成兩次全振動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于t＝0時(shí)刻和t＝4 s時(shí)刻振子都在最大位移處，所以在0～4 s內(nèi)振子

26、的位移為零，又由于振幅為0.5 cm，在0～4 s內(nèi)振子完成了2次全振動(dòng)，所以在這段時(shí)間內(nèi)振子通過的路程為2×4×0.5 cm＝4 cm，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 10.如圖，輕彈簧上端固定，下端連接一小物塊，物塊沿豎直方向做簡諧運(yùn)動(dòng)．以豎直向上為正方向，物塊簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式為y＝0.1sin (2.5πt) m．t＝0時(shí)刻，一小球從距物塊h高處自由落下；t＝0.6 s時(shí)，小球恰好與物塊處于同一高度．取重力加速度的大小g＝10 m/s2.以下判斷正確的是(　　) A．h＝1.7 m B．簡諧運(yùn)動(dòng)的周期是0.8 s C．0.6 s內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的路程為0.2 m D．t＝0.4 s時(shí)，物塊與小球運(yùn)動(dòng)

27、方向相反 解析：選AB.由物塊簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)＝0.1sin (2.5πt) m知，ω＝2.5π rad/s，T＝＝ s＝0.8 s，選項(xiàng)B正確；t＝0.6 s時(shí)，y＝－0.1 m，對(duì)小球：h＋|y|＝gt2，解得h＝1.7 m，選項(xiàng)A正確；物塊0.6 s內(nèi)路程為0.3 m，t＝0.4 s時(shí)，物塊經(jīng)過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)，與小球運(yùn)動(dòng)方向相同．故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤． 11.(2020·紹興調(diào)研)某彈簧振子在水平方向上做簡諧運(yùn)動(dòng)，其位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系為x＝Asin ωt，振動(dòng)圖象如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．彈簧在第1 s末與第3 s末的長度相同 B．簡諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率是 rad/

28、s C．第3 s末振子的位移大小為A D．從第3 s末到第5 s末，振子的速度方向發(fā)生變化 解析：選ABC.由振動(dòng)圖象可知，彈簧在第1 s末與第3 s末的位移相同，彈簧長度相同，選項(xiàng)A正確；由振動(dòng)圖象可知，振動(dòng)周期為8 s，簡諧運(yùn)動(dòng)的圓頻率是ω＝＝ rad/s，選項(xiàng)B正確；第3 s末振子的位移大小為x＝Asin ωt＝Asin＝A，選項(xiàng)C正確；從第3 s末到第5 s末，振子的速度方向不發(fā)生變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 12.甲、乙兩彈簧振子，振動(dòng)圖象如圖所示，則可知(　　) A．兩彈簧振子完全相同 B．兩彈簧振子所受回復(fù)力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1 C．振子甲速度為零時(shí)，振子乙速度最大

29、 D．兩振子的振動(dòng)頻率之比f甲∶f乙＝1∶2 解析：選CD.從題圖中可以看出，兩彈簧振子振動(dòng)周期之比T甲∶T乙＝2∶1，得頻率之比f甲∶f乙＝1∶2，D選項(xiàng)正確；彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān)，周期不同，說明兩彈簧振子不同，A錯(cuò)誤；由于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同，所以兩振子所受回復(fù)力(F＝－kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1，所以B錯(cuò)誤；由簡諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，在振子到達(dá)平衡位置時(shí)位移為零，速度最大；在振子到達(dá)最大位移處時(shí)，速度為零，從題圖中可以看出，在振子甲到達(dá)最大位移處時(shí)，振子乙恰好到達(dá)平衡位置，所以C正確． 13.(2020·金華質(zhì)檢)質(zhì)量為m的帶電荷量為＋q的可視

30、為質(zhì)點(diǎn)的小球與一個(gè)絕緣輕彈簧右側(cè)相連，彈簧左側(cè)固定在墻壁上，小球靜止在光滑絕緣水平面上，位于水平向右的x坐標(biāo)軸原點(diǎn)O.當(dāng)加入如圖所示水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后，小球向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)處為x＝x0，空氣阻力不計(jì)，下列說法正確的是(　　) A．彈簧的勁度系數(shù)k＝ B．小球在x＝0處與在x＝x0處加速度相同 C．小球運(yùn)動(dòng)速度的最大值為 D．運(yùn)動(dòng)過程中，小球的電勢(shì)能、動(dòng)能互相轉(zhuǎn)化，且總量保持不變 解析：選C.加上電場(chǎng)后小球受力開始做簡諧運(yùn)動(dòng)，平衡點(diǎn)的位置在O到x0的中點(diǎn)處，此時(shí)電場(chǎng)力等于彈簧彈力，故彈簧勁度系數(shù)k＝＝，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)在x＝0處與在x＝x0處加速度大小相等，但方向相反，B錯(cuò)誤；根據(jù)功能

31、關(guān)系可知，小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)有qE×x0＝Ek＋Ep，到達(dá)x0處時(shí)有qEx0＝E′p，由彈簧彈性勢(shì)能與形變量的關(guān)系得Ep＝kx2，E′p＝4Ep，聯(lián)立以上三式解得Ek＝qEx0，又Ek＝mv2，故v＝，C正確；因?yàn)閰⑴c能量轉(zhuǎn)化的還有彈簧的彈性勢(shì)能，所以D錯(cuò)誤． 14.如圖所示，彈簧下面掛一質(zhì)量為m的物體，物體在豎直方向上做振幅為A的簡諧運(yùn)動(dòng)，物體振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧正好為原長．則物體在振動(dòng)過程中(　　) A．物體的最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA B．彈簧的彈性勢(shì)能和物體的動(dòng)能總和不變 C．彈簧的最大彈性勢(shì)能等于2mgA D．物體在最低點(diǎn)時(shí)受到的彈力大小應(yīng)為2mg 解析：選CD.物體振動(dòng)到最

32、高點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長，彈簧的彈性勢(shì)能為零，從最高點(diǎn)到平衡位置，重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增加，重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能，一部分轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，物體的最大動(dòng)能小于重力勢(shì)能的減少量mgA，A錯(cuò)誤；物體在振動(dòng)過程中，物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能保持不變，彈簧的彈性勢(shì)能和物體動(dòng)能之和在不斷變化，B錯(cuò)誤；物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的伸長量最大，彈簧的彈性勢(shì)能最大，物體的動(dòng)能為零，從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，物體重力勢(shì)能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量，彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm＝mg×2A＝2mgA，C正確；在最高點(diǎn)物體所受的回復(fù)力大小為Fm＝mg，在最低點(diǎn)物體所受的回復(fù)力大小等于在 最高點(diǎn)所受的回復(fù)力

33、大小，即Fm′＝Fm＝mg，方向豎直向上，物體在最低點(diǎn)受到兩個(gè)力的作用，回復(fù)力為Fm′＝F彈－mg，解得：F彈＝2mg，D正確． 15．(2020·溫州質(zhì)檢)如圖甲所示，彈簧振子以點(diǎn)O為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)之間做簡諧運(yùn)動(dòng)，取向右為正方向，振子的位移x隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，下列說法正確的是(　　) A．t＝0.8 s時(shí)，振子的速度方向向左 B．t＝0.2 s時(shí)，振子在O點(diǎn)右側(cè)6 cm處 C．t＝0.4 s和t＝1.2 s時(shí)，振子的加速度完全相同 D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子的速度逐漸增大 解析：選AD.由題圖乙知t＝0.8 s時(shí)，振子在平衡位置向負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，所以速度方向向左，A正確；t＝0.2 s時(shí)，振子遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度逐漸減小，應(yīng)在O點(diǎn)右側(cè)大于6 cm處，B錯(cuò)誤；t＝0.4 s和t＝1.2 s時(shí)，振子的加速度大小相同，方向相反，C錯(cuò)誤；t＝0.4 s到t＝0.8 s的時(shí)間內(nèi)，振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)，速度逐漸增大，D正確． 15