《高考物理一轮复习压轴题剖析（力学部分）》专题10 机械振动（解析版）

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专题 10 机械振动 压轴题
一、单选题
1.图像法具有自己独特的优势，它能把复杂的物理过程直观形象清楚地展现出来，同时也能够形象地描述
两个物理量之间的关系，如图所示，若 x轴表示一个物理量，y轴表示一个物理量，其中在实验数据处理
时，会发现图像与两个坐标轴的交点（称为截距）具有特殊的物理意义。对该交点的物理意义，下列说
法不正确的是（　　）
A.在测电源电动势和电源内阻时，若 x轴表示流过电源的电流，y轴表示闭合电路电源两端的电压，则该
图像与 x轴的交点的物理意义是短路电流
B.在利用自由落体法验证机械能守恒实验时，若 x轴表示重锤下落到某点时速度的平方，y轴表示重锤落
到该点的距离，则该图像与 x轴交点的物理意义是重锤下落时的初速度
C.在用单摆测重力加速度的实验中，若 x轴表示摆线长度，y轴表示单摆周期的平方，则该图像与 x轴交
点绝对值的物理意义是该单摆摆球的半径
D.在研究光电效应的实验中，若 x轴表示入射光的频率，y轴表示光电子的最大初动能，则该图像与 x轴
的交点物理意义是该金属的极限频率
【答案】B
【解析】A.根据闭合电路欧姆定律 可知，当 时，电源的短路电流为
A正确；
B.根据机械能守恒定律
变形得
可知 图像与横轴截距的物理意义为初速度的平方，B错误；
1
C.根据单摆的周期公式 变形得
可知 图像与横轴交点绝对值的物理意义为摆球半径，C正确；
D.根据光电效应方程变形得
图像与横轴的交点满足
此时频率 即为该金属的极限频率，D正确。
本题选择不正确的，故选 B。
二、多选题
2.在星球 M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体 P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的
加速度 a与弹簧的压缩量 x间的关系如图中实线所示.在另一星球 N上用完全相同的弹簧，改用物体 Q完
成同样的过程，其 a–x 关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体.已知星球 M的半径是
星球 N的3倍，则（ ）
A.M与N的密度相等
B.Q的质量是 P的3倍
C.Q下落过程中的最大动能是 P的4倍
D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是 P的4倍
【答案】AC
【解析】A、由 a-x 图象可知，加速度沿竖直向下方向为正方向，根据牛顿第二定律有： ，
2
变形式为： ，该图象的斜率为 ，纵轴截距为重力加速度 .根据图象的纵轴截距可知，
两星球表面的重力加速度之比为： ；又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引力
相等，即： ，即该星球的质量 .又因为： ，联立得 .故两
星球的密度之比为： ，故 A正确；
B、当物体在弹簧上运动过程中，加速度为 0的一瞬间，其所受弹力和重力二力平衡， ，即：
；结合 a-x 图象可知，当物体 P和物体 Q分别处于平衡位置时，弹簧的压缩量之比为：
，故物体 P和物体 Q的质量之比为： ，故 B错误；
C、物体 P和物体 Q分别处于各自的平衡位置（a=0）时，它们的动能最大；根据 ，结合 a-x 图
象面积的物理意义可知：物体 P的最大速度满足 ，物体 Q的最大速度满足：
，则两物体的最大动能之比： ，C正确；
D、物体 P和物体 Q分别在弹簧上做简谐运动，由平衡位置（a=0）可知，物体 P和Q振动的振幅 A分别
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