物理20分鐘專題突破（13）
機械振動與機械波（一）
w.w.w.k.s.5.u.c
1．有一彈簧振子做簡諧運動，則 （ ）
A．加速度最大時，速度最大 B．速度最大時，位移最大
C．位移最大時，回復力最大 D．回復力最大時，加速度最大
2．勁度系數(shù)為20N／cm的彈簧振子，它的振動圖象如圖所示，在圖中A點對應(yīng)的時刻 （ ）
A．振子所受的彈力大小為0.5N，方向指向x軸的負方向
B．振子的速度方向指向x軸的正方向
C．在0～4s內(nèi)振子作了1.75次全振動
D．在0～4s內(nèi)振子通過的路程為
3．擺長為L的單擺做簡諧振動，若從某時刻開始計時，（取作t=0），當振動至 
時，擺球具有負向最大速度，則單擺的振動圖象是圖中的（ ）
4．把一個篩子用四根彈簧支起來，篩子上裝一個電動偏心輪，它每轉(zhuǎn)一周，給篩子一個驅(qū)動力，這就做成了一個共振篩。不開電動機讓這個篩子自由振動時，完成20次全振動用15s；在某電壓下，電動偏心輪的轉(zhuǎn)速是88r/min。已知增大電動偏心輪的電壓可以使其轉(zhuǎn)速提高，而增加篩子的總質(zhì)量可以增大篩子的固有周期。為使共振篩的振幅增大，以下做法正確的是（ ）
A．降低輸入電壓 B．提高輸入電壓 C．增加篩子質(zhì)量 D．減小篩子質(zhì)量
解析：篩子的固有頻率為f固=4/3Hz，而當時的驅(qū)動力頻率為f驅(qū)=88/60Hz，即f固< f驅(qū)。為了達到振幅增大，應(yīng)該減小這兩個頻率差，所以應(yīng)該增大固有頻率或減小驅(qū)動力頻率。本題應(yīng)選AD。
5．如圖所示，在一根張緊的水平繩上，懸掛有 a、b、c、d、e五個單擺，讓a擺略偏離平衡位置后無初速釋放，在垂直紙面的平面內(nèi)振動；接著其余各擺也開始振動。下列說法中正確的有 （ ）
A．各擺的振動周期與a擺相同
B．各擺的振幅大小不同，c擺的振幅最大
C．各擺的振動周期不同，c擺的周期最長
D．各擺均做自由振動
6．如圖所示是一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知這列波沿x軸正方向傳播，波速為
A．只有① B．只有④ C．只有①④ D．只有②③
7．如圖實線是某時刻的波形圖象，虛線
是經(jīng)過0.2s時的波形圖象。求：
①波傳播的可能距離
②可能的周期（頻率）
③可能的波速
④若波速是
⑤若0.2s小于一個周期時，傳播的距離、周期（頻率）、波速。
8．如圖是一列向右傳播的簡諧橫波在t=0時刻（開始計時）的波形圖，已知在t=1s時，B點第三次達到波峰（在1s內(nèi)B點有三次達到波峰）。則：
①周期為
；
②波速為 ；
③D點起振的方向為______；
④在t=_ s時刻，此波傳到D點；在t=_ _s和t=_ s時
D點分別第二次達到波峰和波谷。
9．如圖所示，S1、S2是兩個相干波源，它們振動同步且振幅相同。實線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標的a、b、c、d四點，下列說法中正確的有 （ ）
A．該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c質(zhì)點振動最強，d質(zhì)點振動既不是最強也不是最弱
B．該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c、d質(zhì)點振動都最強
C．a(chǎn)質(zhì)點的振動始終是最弱的， b、c、d質(zhì)點的振動始終是最強的
D．再過T/4后的時刻a、b、c三個質(zhì)點都將處于各自的平衡位置，因此振動最弱
10．如圖所示表示兩列相干水波的疊加情況，圖中的實線表示波峰，虛線表示波谷。設(shè)兩列波的振幅均為
A．C、E兩點都保持靜止不動
B．圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為
C．圖示時刻C點正處于平衡位置且向水面上運動
D．從圖示的時刻起經(jīng)0.25s，B點通過的路程為
11．a(chǎn)為聲源，發(fā)出聲波；b為接收者，接收a發(fā)出的聲波。a、b若運動，只限于在沿兩者連線方向上，下列說法正確的是 （ ）
A．a(chǎn)靜止，b向a運動，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高
B．a(chǎn)、b向同一方向運動，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的高
C．a(chǎn)、b向同一方向運動，則b收到的聲頻一定比a發(fā)出的低
D．a(chǎn)、b都向相互背離的方向運動，則b收到的聲頻比a發(fā)出的高
立體幾何文科試題
專題(十二) 物理圖象、方法技巧、物理題型
一、物理圖象
（一）大綱解讀
高考考綱明確指出，必要時考生能運用幾何圖形、函數(shù)圖像進行表達、分析。由于圖象在中學物理的特點：能形象地表述物理規(guī)律；能直觀地描述物理過程；鮮明地表示物理量之間的相互關(guān)系及變化趨勢.所以有關(guān)以圖象及其運用為背景的命題，成為歷屆高考考查的熱點。圖象法要求學生能做到三會：（1）會識圖：認識圖象，理解圖象的物理意義；（2）會做圖：依據(jù)物理現(xiàn)象、物理過程、物理規(guī)律作出圖象，且能對圖象變形或轉(zhuǎn)換；（3）會用圖：能用圖象分析實驗，用圖象描述復雜的物理過程，用圖象法來解決物理問題.
（二）高考預測
物理圖象圖型是數(shù)與形結(jié)合的產(chǎn)物，是具體與抽象相結(jié)合的體現(xiàn)，它能夠直觀、形象、簡潔、生動地展現(xiàn)兩個物理量之間的關(guān)系，清楚地表達物理過程和物理規(guī)律，是分析物理問題的方法之一，具有其它表達方法所不能比擬的優(yōu)點，又能夠考查學生對所學過的物理規(guī)律理解和應(yīng)用的熟練程度，因此它在近幾年高考在出現(xiàn)的頻率較高，單獨考查的較少，常與其它知識有機地柔和的一起，是近幾年高考命題中的熱點，大約占總分的13％，在復習時不容忽視，預測也是2009年高考命題點。
（三）圖象問題解題思路
物理圖象圖型是描述和解決物理問題的重要手段之一，若巧妙運用, 可快速解決實際問題，有些題目用常規(guī)方法來解，相當繁瑣，若能結(jié)合圖象圖型，往往能起到化難為易的奇效。下面是圖象問題解題思路：
1.從圖象中獲取有效信息，把握物理量間的依賴關(guān)系。
2.由圖象展現(xiàn)物理情境，找準各段圖線對應(yīng)的物理過程，挖掘“起點、終點、拐點”等隱含條件。如由s-t圖象和v-t圖象判斷物體的運動情況。
3.由提供的物理情境畫相應(yīng)的圖象，利用物理圖象，增強對物理過程的理解，再對物理過程進行定性分析。
4.對圖像進行轉(zhuǎn)換。
（四）典型例題
1.判斷物體的運動情況
%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image002.jpg)
例1：如圖所示，是從一輛在水平公路上行駛著的汽車后方拍攝的汽車后輪照片。從照片來看，汽車此時正在 ( )
A．直線前進 B．向右轉(zhuǎn)彎
C．向左轉(zhuǎn)彎 D．不能判斷
本題簡介：本題是考查學生知識和能力的一道好題，體現(xiàn)新課改大背景下，物理高考的命題方向，是高考的熱點。
解析：從汽車后方拍攝的后輪照片從圖2上可以看到汽車的后輪發(fā)生變形，汽車不是正在直線前進，而是正在轉(zhuǎn)彎，根據(jù)慣性、圓周運動和摩擦力知識，可判斷出地面給車輪的靜摩擦力水平向左，所以汽車此時正在向左轉(zhuǎn)彎，應(yīng)選擇答案C。
點撥：本題是注重知識與能力的雙重體現(xiàn)，是“起點高而落點低”的應(yīng)用型試題，預測今后高考在這方面會有突破。
2.F－t圖像
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例2（2008年天津）一個靜止的質(zhì)點，在0～4s時間內(nèi)受到力F的作用，力的方向始終在同一直線上，力F隨時間t的變化如圖所示，則質(zhì)點在（ ）
A．第2s末速度改變方向
B．第2s末位移改變方向
C．第4s末回到原出發(fā)點
D．第4s末運動速度為零
答案：D
解析：這是一個物體的受力和時間關(guān)系的圖像，從圖像可以看出在前兩秒力的方向和運動的方向相同，物體經(jīng)歷了一個加速度逐漸增大的加速運動和加速度逐漸減小的加速運動，2少末速度達到最大，從2秒末開始到4秒末運動的方向沒有發(fā)生改變而力的方向發(fā)生了改變與運動的方向相反，物體又經(jīng)歷了一個加速度逐漸增大的減速運動和加速度逐漸減小的減速的和前2秒運動相反的運動情況，4秒末速度為零，物體的位移達到最大，所以D正確。
3.V－t圖像問題問題
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例3（2008年廣東）某人騎自行車在平直道路上行進，圖中的實線記錄了自行車開始一段時間內(nèi)的v-t圖象，某同學為了簡化計算，用虛線作近似處理，下列說法正確的是（ ）
A．在t1時刻，虛線反映的加速度比實際的大
B．在0－t1時間內(nèi)，由虛線計算出的平均速度比實際的大
C．在t1-t-2時間內(nèi)，由虛線計算出的平均速度比實際的大
D．在t3-t-4時間內(nèi)，虛線反映的是勻速運動
答案：BD
解析：在v-t圖線中，圖線上某點的斜率反映的是該點加速度的大小，t1時刻虛線的斜率較小，實線的斜率較大。而v-t圖線中所圍成的“面積”就是對應(yīng)那個過程的位移，求出了位移的大小也就知道了平均速度的大小，選項BD是正確的。
誤區(qū)警示：在分析圖線時一定要注意觀察縱橫坐標的物理意義，不能就看圖線的模樣，分析圖線斜率、截距、面積所代表的物理意義。
4.判斷物理量的變化
例4、在輕繩的兩端各栓一個小球，一人用手拿者上端的小球站在5層樓陽臺上，放手后讓小球自由下落，兩小球相繼落地的時間差為T，如果站在6層樓的陽臺上，同樣放手讓小球自由下落，則兩小球相繼落地時間差將（ ）
A .不變 B. 變大 C. 變小 D .無法判斷
本題簡介：v-t圖象是高中物理是的II要求，是解決物理方法之一，是高考的熱點。
解析：正確選項應(yīng)是C。兩小球都是自由落體運動，可在v-t圖象中作出速度隨時間的關(guān)系曲線，如圖所示，設(shè)人在5樓陽臺上釋放小球后，兩球落地時間差為△t1，圖中陰影部分面積為△h，若人在6樓陽臺上釋放小球后，兩球落地時間差△t2，要保證陰影部分面積也是△h；從圖中可以看出一定有△t2〈△t1。所以，兩小球相繼落地時間差將變小。
%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image008.jpg)
5.分子運動問題
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例5甲分子固定在坐標原點O，乙分子位于x軸上，若選無限遠為分子勢能的零點，分子勢能與兩分子間距離的關(guān)系如圖中的曲線所示，a、b、c、d為x軸上四個特定的位置，現(xiàn)將乙分子從a點處由靜止釋放（Oa間距稍小于10r%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image012.gif)
），則（ ）
A．乙分子從a到b做加速運動，由b到c做減速運動
B．乙分子從a到c做加速運動，到c時速度最大
C．乙分子由a到b的過程中，兩分子間的作用力表現(xiàn)為引力
D．乙分子由a到c的過程中，兩分子間的作用力表現(xiàn)為引力
本題簡介：帶電粒子在電場中的運動是高考的重點內(nèi)容，是高考的重點和熱點。
解析：乙分子從a處由靜止釋放運動到b，分子勢能減小，分子間作用力表現(xiàn)為引力作用，在b時分子力為零，分子勢能最小，從a到b乙分子做加速增大的做加速運動；同理乙分子從b到c，分子勢能增加，分子間作用力表現(xiàn)為斥力，乙分子做加速增大的減速運動，故本題答案應(yīng)該選AC
點撥：分子力和分子勢能是熱學的難點，也是高考的熱點，復習時應(yīng)重視
6.新式游標卡尺測量長度問題
例6有一種新式游標卡尺，游標尺的刻度與傳統(tǒng)的舊式游標尺明顯不同，新式游標尺的刻度有10分度、20分度、50分度三種規(guī)格，新式游標卡尺也有相應(yīng)的三種，但刻度卻是：19ｍｍ等分成10份、39ｍｍ等分成20份、99ｍｍ等分成50份。
①以“39ｍｍ等分成20份”的新式游標卡尺為例，它的精度是 ｍｍ。
②用新式游標卡尺測量某一物體的厚度，測量時游標的示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)是 ｍｍ。
%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image014.jpg)
本題簡介：用新式游標卡尺測量長度，能較好考查學生活學活用，是今后高考的命題趨勢。
解析：新式游標卡尺的測量原理和傳統(tǒng)的游標卡尺相同，新式20分度游標卡尺其游標尺上20個分度只有%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image016.gif)
，用它測得物體厚度為：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image018.gif)
注意：使用游標卡尺測量長度不能估讀
點撥：靈活應(yīng)用所學知識去解決測量物體長度實際問題，培養(yǎng)學生能力，是本題的出發(fā)點。
7．以紙帶為紐帶測物體速度和加速度的問題
例7.在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，某同學得到一條用電火花計時器打下的紙帶如圖1所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G 7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點圖中沒有畫出，電火花計時器接220V、 50Hz交流電源．他經(jīng)過測量并計算得到電火花計時器在打B、C、D、E、F各點時物體的瞬時速度如下表：
%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image020.jpg)
（1）設(shè)電火花計時器的周期為T，計算vF的公式為vF＝___________；
（2）根據(jù)（1）中得到的數(shù)據(jù)，以A點對應(yīng)的時刻為t＝0，試在圖2所示的坐標系中合理選擇好標度，作出v－t圖象，利用該圖象求物體的加速度a＝ m/s2；
（3）當時電網(wǎng)中交變電流的頻率變?yōu)?0Hz電壓變?yōu)?10V，那么做實驗的這個同學測得的物體加速度的測量值與實際值相比 ___（選填：“偏大”、“偏小”或“不變”）。
本題簡介：本題是以紙帶為紐帶測物體速度和加速度的問題，近幾年高考中不斷出現(xiàn)，預測是2009年高考的熱點。
%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image022.jpg)
解析：（1）根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律，F(xiàn)點的速度應(yīng)等于E、G間的平均速度，所以得：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image024.gif)
．
（2）通過描點作出如圖所示的v－t圖象，圖線的斜率表示物體的加速度，大小是：
%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image026.gif)
m/s2．
（3）由實驗原理知，如果當時電網(wǎng)中交變電流的電壓變成210V，但因頻率不變，周期不變，即便做實驗的同學不知道，那么加速度的測量值沒有影響．
點撥：這道題主要考查對勻變速直線運動的理解，勻變速直線運動的規(guī)律是高考的熱點，在今后的高考中，出現(xiàn)的幾率較大，應(yīng)重視。在復習過程中，應(yīng)著重視實驗，重視概念、規(guī)律形成過程的理解，搞清知識的來龍去脈，弄清其實質(zhì)，對這類問題就可迎而解。
8．用單擺測重力加速度問題
例8（2008年上海）在“用單擺測重力加速度”的實驗中:
（1）某同學的操作步驟為：a．取一根細線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端固定在鐵架臺上。b．用米尺量得細線長度lc．在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球。d．用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t，得到周期T＝t/n。 e．用公式%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image028.gif)
計算重力加速度。
按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比＿＿＿（選填“偏大”、“相同”或“偏小”）。
%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image030.jpg)
（2）已知單擺在任意擺角θ時的周期公式可近似為%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image032.gif)
，式中T0為擺角趨近于0°時的周期，a為常數(shù)。為了用圖像法驗證該關(guān)系式，需要測量的物理量有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；若某同學在實驗中得到了如圖所示的圖線，則圖像中的橫軸表示＿＿＿＿＿＿。
本題簡介：本題綜合考查了實驗的全過程，要求學生綜合性理解實驗過程的基礎(chǔ)上進行了實驗結(jié)果的分析，進一步深化了目的，將理想化的單擺模型向?qū)嶋H轉(zhuǎn)化，將要求學生以物理規(guī)律為核心，設(shè)計實驗過程，得到實驗測得量，運用科學探究的理念，進而與圖表信息轉(zhuǎn)化，得到規(guī)律的體現(xiàn)。
解析：（1）由于在計算擺長時，只記了擺線長，沒有記擺球半徑，所以結(jié)果偏小。（2）從物理關(guān)系可以看出，需要測的物理量有T′（或t、n）、θ。圖中的函數(shù)關(guān)系應(yīng)為：%20物理圖象、方法技巧、物理題型.files/image034.gif)
，所以橫軸為T′。
點撥：單擺周期公式的理解是解題的基礎(chǔ)，物理關(guān)系與圖表信息的相互轉(zhuǎn)化是解題的關(guān)鍵。
專題(十一) 物理實驗
專題（十）熱學、光學、近代物理初步
專題(九) 電磁學與電磁感應(yīng)綜合
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