高考物理三年真题高频考点精选：考点52 机械振动

1、考点52 机械振动【考点知识方法解读】1.做简谐运动的物体，其回复力F=-kx，在通过关于平衡位置对称的两个位置时的一些物理量具有对称性。如：相对于平衡位置对称的两个位置位移大小相等、方向相反；加速度大小相等、方向相反；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。2. 单摆是重要的简谐运动模型，单摆运动具有等时性(单摆简谐运动周期与振幅无关)。单摆周期公式：T=2，式中L为等效摆长，g为等效重力加速度。【最新三年高考物理精选解析】1. （2012北京理综）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

2、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1.【答案】：A【解析】经过四分之一的周期，振子运动到-x最大位移处，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A。【考点定位】此题考查简谐运动及其相关知识。2.（2012重庆理综）装有砂粒的试管竖直静浮于水面，如图所示。将试管竖直提起少许，然后由静止释放并开始计时，在一定时间内试管在竖直方向近似做简谐运动。若取竖直向上为正方向，则以下描述试管振动的图象中可能正确的是2.【答案】：D【解析】：t=0时试管处于正最大位移处，描述试管振动的图象中可能正确的是D。【考点定位】此题考查简谐振动及其图

3、象。3（2010全国理综1）一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。t0时刻振子的位移x；ts时刻x；t4s时刻x。该振子的振幅和周期可能为A，sB，8sC，s D，8s【答案】ADt1t2【解析】题述在t=s和t=4s两时刻振子的位移相同，这可能有两种情况。第一种情况是此时间差t2=4s-s=s是周期的整数倍，即s=nT，当n=1时T=s。在s的半个周期内振子的位移由负的最大变为正的最大，所以振幅是。选项A正确BC错误。第二种情况是此时间差不是周期的整数倍，由示意图可知，4（2009年天津卷）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为xAsin，则质点 A.第1 s末与第3 s末的位移相

4、同 B.第1s末与第3 s末的速度相同 C.3 s末至5 s末的位移方向都相同D.3 s末至5 s末的速度方向都相同【答案】AD-A4A8t/sx123567O【解析】由关系式xAsin可知=/4 rad/s，周期T=2/=8s。将t=1s和t=3s代入关系式xAsin中求得两时刻位移相同，选项A正确；画出对应的位移时间图象（振动图象），由位移时间图象斜率表示加速度可以看出，第1s末和第3s末的速度方向相反，选项B错；由图象可知，3s末至5s末的位移方向不同，而速度方向相同，故选项C错误D正确。【点评】此题考查运用位移随时间变化的关系式判断简谐运动情况的能力。5.(2012天津理综)某同学用实

5、验的方法探究影响单摆周期的因素。他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是 （填字母代号）A保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量得更加准确C需要改变摆长时便于调节D保证摆球在同一竖直平面内摆动 他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球直径为 mm，单摆摆长为 m. 下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin5=0.

6、087，sin15=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 （填字母代号）。5.【答案】AC 12.0 0.9930 A 6（8分）（2012上海物理）在“利用单摆测重力加速度”的实验中。（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到_。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，

7、分别取L和T的对数，所得到的lgT-lgL图线为_（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g=_。7.（2012全国理综）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。已知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。【答案】：d=(1-k2)R。【解析】：单摆在地面处的摆动周期T=2，g=GM/R2，M=R3.在某矿井底部摆动周期T=2，g=GM/(R-d)2, M=(R-d)3.T=k T.联立解得：d=(1-k2)R。【考点定位】考查单摆运动及其相关知识。8 （2011江苏物理）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。解析：单摆周期公式T=2，且kl=mg，解得T=2。9. （2011福建理综19题（1）某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为 cm。小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是 。（填选项前的字母）A.把单摆从平衡位置拉开30度的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球