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1、选考导航知识内容考试要求历次选考统计2016/042016/102017/042017/112018/042018/11机械振动简谐运动b15简谐运动的描述c1515简谐运动的回复力和能量b15单摆c152121外力作用下的振动b机械波波的形成和传播b16波的图象b151516波长、频率和波速c1415151616波的衍射和干涉b1515多普勒效应b惠更斯原理b光光的反射与折射c1414全反射c1414光的干涉c1416光的衍射b14光的偏振b光的颜色、色散b激光a皿波电磁波的发现a电磁振荡c电磁波的发射和接收b电磁波与信息化社会a电磁波谱a实验14探究单摆周期与摆长的关系21实验15测定玻璃
2、的折射21率实验16用双缝干涉测量 光的波长(同时练习使用游 标型测量头)2111基过关察孤数材白主斑實知识排查厂出门简谐运动1. 概念：如果质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象是一条正弦曲线，这样的振动叫做简谐运动。2. 描述简谐运动的物理量(1) 位移x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段，是矢量。_(2) 振幅A振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱。 周期T和频率f :做简谐运动的物体完成一次全振动所需的时间叫周期；而频率则等于单位时间内完成全振动的次数。它们均是表示振动快慢的物理量，二者互为倒数。3. 简谐运动的表达式(1) 动力学表达式：F
3、=- kx, F指回复力，回复力大小总是与它偏离平衡位置的位移大小成 正比，并且总是指向平衡位置。运动学表达式：x= Asin ( t + 0 )，其中A代表振幅，角速度 3= 2 n f , ( t+0 ) 表示简谐运动的相位，0叫做初相位。4. 简谐运动的图象(1) 简谐运动的图象：是一条正弦曲线，表示做简谐运动的质点位移随时间变化的规律。 图象的应用：医院里的心电图、地震仪中绘制地震曲线的装置。I川简谐运动的回复力和能量1. 回复力项目内容定义振动质点受到的总能使其回到平衡位置的力方向指向平衡位置表达式F=- kx2. 简谐运动的动力学特征如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比
4、， 并且总是指向平衡位置， 质点的运 动就是简谐运动。3. 振动系统(弹簧振子)的状态与能量的对应关系弹簧振子运动的过程就是动能和势能互相转化的过程。 在最大位移处，势能最大，动能为零。 在平衡位置处，动能最大，势能最小。4. 简谐运动的能量特点在简谐运动中，振动系统的机械能守恒，而在实际运动中都有一定的能量损耗，因此简谐运动是一种理想化的模型。U 单摆1. 定义：用细线悬挂一小球，上端固定，如果悬挂小球的细线的形变和质量可以忽略，线长又比球的直径大得多，这样的装置叫单摆。单摆是实际摆的理想化模型。2. 单摆的回复力：回复力为球重力沿切线方向的分力,单摆做简谐运动的条件是最大摆角小 _于5。3
5、. 周期公式：T=注、g,是荷兰物理学家惠更斯发现的；单摆的等时性是指周期与振幅 _ 无关。厂止 11受迫振动与共振1. 受迫振动：振动系统在周期性驱动力作用下的振动。2. 受迫振动的特点：受迫振动稳定时，系统的振动频率等于驱动力的频率,跟振动系统的固有频率无关。3. 共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者 相等时，振幅达到最大，这就是共振现象。小题速练1. 思考判断(1) 简谐运动的平衡位置就是质点所受合力为零的位置()做简谐运动的质点先后通过同一点，回复力、速度、加速度、位移都是相同的()(3) 做简谐运动的质点，速度增大时，其加速度一定减小()(4
6、) 简谐运动的回复力肯定不是恒力()(5) 弹簧振子每次经过平衡位置时，位移为零，动能为零()(6) 物体做受迫振动时，其振动频率与固有频率无关()发生共振时，驱动力可能对系统做正功，也可能对系统做负功()答案 (1) X (2) X (3) V V (5) X V (7) X2. 关于简谐运动的位移、加速度和速度的关系，下列说法中正确的是()A. 位移减小时，加速度减小，速度也减小B. 位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向相同C. 物体的运动方向指向平衡位置，速度方向与位移方向相反；背离平衡位置时，速度方向与位移方向相同D. 物体向负方向运动时，加速度方向与速度方向相同；向正方向运动时，
7、 加速度方向与速度方向相反解析 位移减小时，加速度减小，速度增大，A错误；位移方向总是与加速度方向相反，与速度方向有时相同，有时相反，B、D错误，C正确。答案 C3. (多选)下列说法正确的是()A. 在同一地点，单摆做简谐振动的周期的平方与其摆长成正比B. 弹簧振子做简谐振动时，振动系统的势能与动能之和保持不变C. 在同一地点，当摆长不变时，摆球质量越大，单摆做简谐振动的周期越小D. 已知弹簧振子初始时刻的位置及其振动周期，就可知振子在任意时刻运动速度的方向解析 根据单摆周期公式 T= 2冗可以知道，在同一地点，重力加速度g为定值，故周期的平方与其摆长成正比，故选项A正确；弹簧振子做简谐振动
8、时，只有动能和势能参与转化，根据机械能守恒条件可以知道，振动系统的势能与动能之和保持不变，故选项B正确;根据单摆周期公式 T= 2冗、可以知道，单摆的周期与质量无关，故选项 C错误；若弹簧 振子初始时刻的位置在平衡位置，知道周期后，可以确定任意时刻运动速度的方向，若弹簧振子初始时刻的位置不在平衡位置，则无法确定，故选项D错误。答案 AB考盍突瞒览冠皐：血心出五峯.l虫咚MLiiLKi闽述麻三:研透希点屋犠卜突破考点H简谐运动的规律简谐运动的五个特征1. 受力特征简谐运动的回复力满足 F=- kx,位移x与回复力的方向相反。由牛顿第二定律知，加速度 a与位移的大小成正比，方向相反。2. 运动特征
9、(1) 当v、a同向(即v、F同向，也就是v、x反向)时，v 一定增大。(2) 当v、a反向(即v、F反向，也就是v、x同向)时，v 一定减小。(3) 当物体靠近平衡位置时，a、F、x都减小，v增大。(4) 当物体远离平衡位置时，a、F、x都增大，v减小。3. 能量特征对弹簧振子和单摆来说，振幅越大，能量越大，在振动过程中，动能和势能相互转化，机械能守恒。4. 周期性特征物体做简谐运动时，其位移、回复力、加速度、速度等矢量都随时间做周期性的变化，它们2的周期就是简谐运动的周期T。物体的动能和势能也随时间做周期性的变化，其周期为5. 对称性特征（1）速率的对称性：物体在关于平衡位置对称的两位置具
10、有相等的速率。（2）时间的对称性：物体通过关于平衡位置对称的两段位移的时间相等。在振动过程中，物 体通过任意两点 A B的时间与逆向通过这两点的时间相等。（3）加速度的对称性：物体在关于平衡位置对称的两位置具有等大、反向的加速度。【典例】一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是（）A. 若位移为负值，则速度一定为正值B. 振子通过平衡位置时，速度为零C. 振子每次通过平衡位置时，速度相同A错误；振子每次B C错误，D正F随时间t变化的图象D. 振子每次通过同一位置时，速度不一定相同 解析 在简谐运动中，速度方向可能与位移方向相同，也可能相反，选项 通过平衡位置时，速度都最大，但速度方向可能相同，
11、也可能相反，选项 确。答案 DI跟进题组多埔练透1. （2018 宁波模拟）（多选）一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力 为正弦曲线，如图1所示，下列说法正确的是（）J7X111.707fij： 图1A. 在t从0到2 s时间内，弹簧振子做减速运动B. 在t1 = 3 s和t2= 5 s时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C. 在t2 = 5 s和13= 7 s时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D. 在t从0到4 s时间内，t = 2 s时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大解析 在t从0到2s时间内，弹簧振子所受的回复力增大，说明位移在增大，振子做减速 运动，选项A正确；从题图中可以看出，在
12、 t1= 3 s和t2= 5 s时，振子所受的回复力大小相等，振子的速度大小相等，速度方向相同，选项B错误；从题图中可以看出，在t2 = 5 s和t3 = 7 s时，回复力大小相等，方向相同，则有弹簧振子的位移大小相等，方向相同，选 项C正确；从题图中可以看出，t =2 s时刻弹簧振子所受的回复力最大，振子的速度为零,则回复力做功的功率为零，选项D错误。答案 AC2. 如图2甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以0点为平衡位置，在 a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示。由振动图象可以得知（）图2#A. 振子的振动周期等于 tiB. 在t = 0时刻，振子的位置在 a点C. 在t
13、= ti时刻，振子的速度为零D. 从ti到t2,振子从0点运动到b点解析 由题图乙可知，振子的振动周期等于2ti，故A错误；在t = 0时刻，振子的位置在 0点，故B错误；在t = ti时刻，振子在平衡位置，其速度最大，故C错误；由题图乙可看出，从ti到t2,振子从0点运动到b点，故D正确。答案 D3. （多选）如图3是一弹簧振子，0为平衡位置，则振子从 a0运动的过程中，下列说法正确的是（）A.位移不断减小C.加速度不断减小B.速度不断减小D.弹簧的弹性势能不断增大解析 振子从 厂0运动的过程是靠近平衡位置，故位移减小，速度增大，加速度减小，弹性势能减小；故 B、D错误，A C正确。答案 AC考点13简谐运动的描述i. 简谐运动的数学表达式x= Asin（ 3t +0 ）2. 根据简谐运动图象可获取的信息（i）确定振动的振幅 A和周期T。（如图4 所示）（2）可以确定振动物体在任一时刻的位移。 确定各时刻质点的振动方向。判断方法：振动方向可以根据下一时刻位移的变化来判定。下一时刻位移若增加， 质点
