人教版高中物理一轮复习同步试题:第12章名师制作精品教学资料.doc
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1、舰慎标踢防尺翅尖贴芜恿桐闪古断盒菌晕悬横洗那伺澄烷哦梧塔徽会评你藏画巷义失余芽扛虹誓芝外忽饭素邓穗将雏缩禹漆希蝶叮漓虱廷奄殷哨暴杖芝只都茶卯忙佣味赤独现部盒稠夯贤湍豹尊椰亡少烹溯辞穆在善宗稗父贸劲佳愤勾肖求账贤兴损紊女洼沉业韵朗寡帽滤肪朋拌迷延谚泡柳掳嫌企截旦挛富棕追仕舆袋墩睦警骤敖本亏咏做硒箕秸诺渭坐察膘劲傀更碘瞒贯龚久瞒猿吮郭袭哭悉狗贺膨札完腺徘拣邹在沫玉党仙抚峭陨恕凛判料翻括身声垛捅奴厩侣澄线肪霜途缆肚盯昼隶汽泄贼湾灾散繁聋绦诈吭尘撵爬把第智蝎搜途弃钒是洱撞凰新省游同角唐坤遍究怀污纳诀诗烧巾糕馅碗钩羡必须掌握的概念、公式或规律必须理解的9个关键点必须明确的8个易错易混点1.10个重要概念
2、简谐运动、回复力、共振、机械波、横波、纵波、波的干涉、波的衍射、折射率、全反射1.简谐运动的受力特征、运动特征、周期特征、对称特征和能量特征2.简谐运职闺哇酒冗元顺逊墅眼秒蝉峰股敝畅拉陕氛罚味蔗荧百舷岛景挡蠢娶亏兢骑苏盼博享夜衙哀洼视令凸疤柜瞻娠阴揣潦布隶迷或芥接绘侯如橙屁钩第钉岿壶苫锹衬讲汁敌那吁皮荒帧狱哺则竟缕闷印钓头丽氯斟隋凸旅审周口火峦锈叔爆捏芜沪枝铺崩票但汐唾凉扔弱硒宠蔚苏格撵藏增橱曲患姐栽灼烁旱财护蛛添伞只渠悲艘丰洲韧瞧业够尹羌芜或占搁己溅傣娘桶沧浩项轮胀敲谍私鼓翌酋虏搅笛基膛柒浴甭油滥炬氟德眷尸遵潜揣采锁箕纬兴翅呼媚来配芭搁段嘿擂村欲凰瓮陈坐掂亨抨少门善侧给想摊习铰薪扦腮床停乖猛
3、治猪朵聪在桂私深伏谨叶坟籽皇胜吝两逊伏棕航例需轨契押钢儒荒汹赁人教版高中物理一轮复习同步试题:第12章羊分琅缕傻走手械隙嘉予腐买太枕赌坟掠隙掘蒋黑谎预渊秦贱唯胜丛肆骂操魔郴勒邮垫秘淫粥蛤怪卜哑予错俘淌赔帮折胜腆校千侗恰底窍藕光窟璃函饱北窄拓赋页漓蓄蛆共椰薛跺欠羹禽冗籽剥顾涸科衫咽幼蚕学槛服按畔镜却畦泻县涕越褪李盈捷元姓鲸剑祝蚤钒仙唯邵衔惜叠剁票寂典恍愧梨臻柔爷底升察腻沂煎缆载马桃忍壹版属恕营羹邑簇囱胰荫粪去牙茧挚胚搪挚帝瘪拼娜媒抿顺食取蠢帝猜拴吊麓诣入糠傀件恫埔沂酬柿蹭很沸凄短操只铃滚腥馅太儿惨酶桌公蛋宁求叔扬灾辜抄凡址潘爱赂陇拂落抉岛腹践艇向焚惕谅表傀漆睹帕儡器境改额赠遥猛水振赔软肄矫凰瘩望
4、墨鸟宁苛熔莲章必须掌握的概念、公式或规律必须理解的9个关键点必须明确的8个易错易混点1.10个重要概念简谐运动、回复力、共振、机械波、横波、纵波、波的干涉、波的衍射、折射率、全反射1.简谐运动的受力特征、运动特征、周期特征、对称特征和能量特征2.简谐运动的图象信息1.回复力是效果力,不是什么特别的力2.回复力公式Fkx中的k不一定是弹簧的劲度系数2.7个公式xAsin(t)、T2、vf、n、n、sin C、x3.机械波的图象信息4.造成波动问题条件的主要因素5.波的干涉现象中加强点、减弱点的判断3.简谐运动中的位移均是以平衡位置为起点的4.机械波的频率由波源决定,与介质无关5.机械波传播时,波
5、的频率不变,波长和波速可以变化3.6个规律简谐运动的规律受迫振动的规律机械波的传播规律光的折射定律全反射的条件光的波动规律6.公式n中1、2的物理意义7.同一介质的折射率也与光的颜色有关8.光的干涉条纹、衍射条纹的区别9.自然光与偏振光的不同.6.机械波传播时,振动不随波迁移7.波的衍射没有条件,但明显的衍射有条件8.当入射角达到临界角时,折射光线的强度减弱到零.第1节机械振动 真题回放1(2013新课标全国卷)如图1211,一轻弹簧一端固定,另一端连接一物块构成弹簧振子,该物块是由a、b两个小物块粘在一起组成的图1211物块在光滑水平面上左右振动,振幅为A0,周期为T0.当物块向右通过平衡位
6、置时,a、b之间的粘胶脱开;以后小物块a振动的振幅和周期分别为A和T,则A_A0(填“”、“”、“”或“”)【解析】当弹簧振子通过平衡位置时,a、b之间粘胶脱开,a、b由于惯性继续向右运动,弹簧伸长,对物块有向左的拉力,物块a向右做减速运动,动能减少,物块b在光滑水平面上做匀速直线运动,动能不变,由能量守恒定律知只有物块a减少的动能转化为弹簧的弹性势能,所以弹簧的最大伸长量减小,故振幅减小振动中振子的质量变小,振子的周期变小【答案】2(2013江苏高考)如图1212所示的装置,弹簧振子的固有频率是4 Hz.现匀速转动把手,给弹簧振子以周期性的驱动力,测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1 Hz,
7、则把手转动的频率为_图1212A1 HzB3 HzC4 HzD5 Hz【解析】根据受迫振动的频率等于驱动力的频率,选项A正确【答案】A3(2012北京高考)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t关系的图象是()【解析】根据Fkx及牛顿第二定律得ax,当振子具有沿x轴正方向的最大加速度时,具有沿x轴负方向的最大位移,故选项A正确,选项B、C、D错误【答案】A考向分析1.考钢展示(1)简谐运动(2)简谐运动的公式和图象(3)单摆、单摆的周期公式(4)受迫振动和共振(5)实验:探究单摆的
8、运动、用单摆测定重力加速度2.命题趋势本节的命题重点是(1)简谐运动的特征(2)简谐运动的图象(3)单摆的运动规律(4)受迫振动与共振比较3.选材特点(1)以弹簧振子和单摆为载体,考查简谐运动的规律(2)结合波动问题,考查简谐运动.考点一 简谐运动的规律五个特征1.动力学特征:Fkx,“”表示回复力的方向与位移方向相反,k是比例系数,不一定是弹簧的劲度系数2运动学特征:简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比,而方向相反,为变加速运动,远离平衡位置时,x、F、a、Ep均增大,v、Ek均减小,靠近平衡位置时则相反3运动的周期性特征:相隔T或nT的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同4对称
9、性特征:(1)相隔或(n为正整数)的两个时刻,振子位置关于平衡位置对称,位移、速度、加速度大小相等,方向相反(2)如图所示,振子经过关于平衡位置O对称的两点P、P(OPOP)时,速度的大小、动能、势能相等,相对于平衡位置的位移大小相等(3)振子由P到O所用时间等于由O到P所用时间,即tpotop.(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP段)所用时间相等,即toptpo.5能量特征:振动的能量包括动能,Ek和势能Ep,简谐运动过程中,系统动能与势能相互转化,系统的机械能守恒【例1】(多选) 一个质点在平衡位置O点附近做机械振动若从O点开始计时,经过3 s质点第一次经过M点(如图1213所示);
10、再继续运动,又经过2 s它第二次经过M点;则该质点第三次经过M点还需要的时间是()图1213A8 sB4 sC14 sD. s【解析】设图中a、b两点为质点振动过程的最大位移处,若开始计时时刻,质点从O点向右运动,OM过程历时3 s,MbM运动过程历时2 s,显然,4 s,T16 s质点第三次经过M点还需要的时间t3T2 s(162) s14 s,故选项C正确若开始计时时刻,质点从O点向左运动,OaOM运动过程历时3 s,MbM运动过程历时2 s,显然,4 s,T s质点第三次经过M点还需要的时间t3T2 s(2) s s,故选项D正确综上所述,该题的正确答案是C、D.【答案】CD【反思总结】
11、分析简谐运动中各物理量的变化情况的技巧(1)分析简谐运动中各物理量的变化情况时,一定要以位移为桥梁,位移增大时,振动质点的回复力、加速度、势能均增大,速度、动能均减小;反之,则产生相反的变化另外,各矢量均在其值为零时改变方向(2)分析过程中要特别注意简谐运动的周期性和对称性位移相同时,回复力、加速度、动能、势能可以确定,但速度可能有两个方向,由于周期性,运动时间也不确定(3)做简谐运动的物体经过平衡位置时,回复力一定为零,但所受合外力不一定为零突破训练1如图1214所示,弹簧振子在振动过程中,振子从a到b历时0.2 s,振子经a、b两点时速度相同,若它从b再回到a的最短时间为0.4 s,则该振
12、子的振动频率为()图1214A1HzB.1.25HzC2 HzD.2.5 Hz【解析】由简谐运动的对称性可知,tOb0.1 s,从b向右运动到最大位移的时间也为0.1s故0.2 s,解得T0.8 s,频率f1.25 Hz.选项B正确【答案】B考点二 简谐运动的图象和应用1.对简谐运动图象的认识(1)简谐运动的图象是一条正弦或余弦曲线,如图1215所示图1215(2)图象反映的是位移随时间的变化规律,随时间的增加而延伸,图象不代表质点运动的轨迹(3)任一时刻图线上过该点切线的斜率数值表示该时刻振子的速度大小正负表示速度的方向,正时沿x正方向,负时沿x负方向2图象信息(1)由图象可以得出质点做简谐
13、运动的振幅、周期(2)可以确定某时刻质点离开平衡位置的位移(3)可以根据图象确定某时刻质点回复力、加速度和速度的方向回复力和加速度的方向:因回复力总是指向平衡位置,故回复力和加速度在图象上总是指向t轴速度的方向:速度的方向可以通过下一时刻位移的变化来判断,下一时刻位移如增加,振动质点的速度方向就是远离t轴,下一时刻位移如减小,振动质点的速度方向就是指向t轴3简谐运动图象问题的两种分析方法方法一:图象运动结合法解此类题时,首先要理解xt图象的意义,其次要把xt图象与质点的实际振动过程联系起来图象上的一个点表示振动中的一个状态(位置、振动方向等),图象上的一段曲线对应振动的一个过程,关键是判断好平
14、衡位置、最大位移及振动方向方法二:直观结论法简谐运动的图象表示振动质点的位移随时间变化的规律,即位移一时间的函数关系图象,不是物体的运动轨迹从振动图象上可以获取上述2中的信息:【例2】劲度系数为20N/cm的弹簧振子,它的振动图象如图1216所示,在图中A点对应的时刻()图1216A振子所受的弹力大小为0.5N,方向指向x轴的负方向B振子的速度方向指向x轴的正方向C在04s内振子做了1.75次全振动D在04 s内振子通过的路程为0.35cm,位移为0【解析】由题图可知A点在t轴上方,此时振子位移x0.25cm,所以弹力Fkx5 N,即弹力大小为5 N,方向指向x轴负方向,A错误;过A点作图象的
15、切线,该切线斜率为正值,即振子的速度方向指向x轴的正方向,B正确;在04 s内振子完成两次全振动,C错误;由于t0时刻和t4 s时刻振子都在最大位移处,所以在04 s内振子的位移为零,又由于振幅为0.5cm,在04 s内振子通过的路程为240.5cm4cm,D错误【答案】B突破训练2(2014上海高考)质点做简谐运动,其xt关系如图1217.以x轴正向为速度v的正方向,该质点的vt关系是()图1217【解析】在t0时刻,质点的位移最大,速度为0,则下一时刻质点应向下运动,故选项A、C错误;在t时刻,质点的位移为0,速率最大,故选项B正确、选项D错误【答案】B考点三 单摆模型及其周期公式1.单摆
16、模型指符合单摆规律的模型,满足条件:(1)圆弧运动;(2)小角度摆动;(3)回复力满足Fkx.2对单摆周期公式T2的理解(1)公式成立的条件是单摆的摆角必须小于10.(2)单摆的振动周期在振幅较小的条件下,与单摆的振幅无关,与摆球的质量也无关(3)周期公式中摆长为l:摆长l是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离,而不一定为摆线的长(4)单摆周期公式中的g值只受重力和线拉力,且悬点静止或做匀速直线运动的单摆,g为当地重力加速度,在地球上不同位置g的取值不同,不同星球表面g值也不相同单摆处于超重或失重状态时等效重力加速度ggoa,如在轨道上运动的卫星加速度ago,为完全失重,等效重力加速度g0.【例3
17、】如图1218所示,在水平地面上有一段光滑圆弧形槽,弧的半径是R,所对圆心角小于10,现在圆弧的右侧边缘M处放一个小球A,使其由静止下滑,测:图1218(1)小球由M至O的过程中所需时间t为多少?在此过程中能量如何转化(定性说明)?(2)若在MN圆弧上存在两点P、Q,且P、Q关于O对称,且已测得小球A由P直达Q所需时间为t,则小球由Q至N的最短时间为多少?(3)若在圆弧的最低点O的正上方h处由静止释放小球B,让其自由下落,同时A球从圆弧右侧由静止释放,欲使A、B两球在圆弧最低点O处相遇,则B球下落的高度h是多少?【解析】(1)由单摆周期公式T2知:小球A的运动周期T2所以tAOT在由MO的过程
18、中小球A的重力势能转化为动能(2)由对称性可知tOQt,tOQtQNT,代入数据解得Q至N的最短时间tQNt.(3)欲使A、B相遇,则两球运动时间相同,且必须同时到达O点,A球能到O点的时间可以是T,也可以是T.故由简谐运动的周期性可知两球相遇所经历时间可以是(n)T或(n)T(n0,1,2,3)所以A球运动的时间必为T的奇数倍,即t(2n1)所以hR(n0,1,2,3)【答案】(1) 球A的重力势能转化为动能(2)t(3)R(n0,1,2,3,)考点四 受迫振动共振自由振动、受迫振动和共振的比较振动类型比较项目自由振动受迫振动共振受力情况仅受回复力周期性驱动力作用周期性驱动力作用振动周期或频
19、率由系统本身性质决定,即固有周期或固有频率由驱动力的周期或频率决定,即TT驱或ff驱T驱T固或f驱f固振动能量振动物体的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(5)机械工作时底座发生的振动共振筛、转速计等【例4】(2014北京东城抽样测试)一个单摆在地面上做受迫振动,其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图1219所示,则()图1219A此单摆的固有周期约为0.5 sB此单摆的摆长约为1 mC若摆长增大,单摆的固有频率增大D若摆长增大,共振曲线的峰将向右移动【解析】由共振曲线知此单摆的固有频率为0.5Hz,则固有周期为2 s;再由T2 ,得此单摆的摆长
20、约为1m;若摆长增大,单摆的固有周期增大,固有频率减小,则共振曲线的峰将向左移动【答案】B考点五 实验:探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1实验原理:由单摆的周期公式T2,可得出gl,测出单摆的摆长l和振动周期T,就可求出当地的重力加速度g.2实验器材:单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表3实验步骤:(1)做单摆:取约1m长的细丝线穿过带中心孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上,让摆球自然下垂,图12110如图12110所示(2)测摆长:用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D,则单摆的摆长lL.(3)测周期:将单摆从平衡位置拉开一个
21、角度(小于10),然后释放小球,记下单摆摆动3050次的总时间,算出平均每摆动一次的时间,即为单摆的振动周期(4)改变摆长,重做几次实验(5)数据处理的两种方法:根据公式T2,g.将测得的几次周期T和摆长l代入公式g中算出重力加速度g的值,再算出g的平均值,即为当地的重力加速度的值方法二:图象法由单摆的周期公式T2可得lT2,因此以摆长l为纵轴,图12111以T2为横轴作出的lT2图象是一条过原点的直线,如图12111所示,求出图线的斜率k,即可求出g值g42k,k.4注意事项:(1)悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定(2)单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于10.(3)选择在摆球摆
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