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1、提升訓練17 機械振動與機械波
1.擺球質量相等的甲、乙兩單擺懸掛點高度相同,其振動圖象如圖所示。選懸掛點所在水平面為重力勢能的參考面,由圖可知( )
A.甲、乙兩單擺的擺長之比是
B.ta時刻甲、乙兩單擺的擺角相等
C.tb時刻甲、乙兩單擺的勢能差最大
D.tc時刻甲、乙兩單擺的速率相等
2.如圖所示,曲軸上掛一個彈簧振子,轉動搖把,曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉動搖把,讓振子自由振動,測得其頻率為2 Hz?，F(xiàn)勻速轉動搖把,轉速為240 r/min。則( )
A.當振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期是0.5 s
B.當振子穩(wěn)定振動時,它的振動頻率是4 Hz
C
2、.當轉速增大時,彈簧振子的振幅增大
D.當轉速減小時,彈簧振子的振幅增大
3.如圖,a、b、c、d是均勻媒質中x軸上的四個質點,相鄰兩點的間距依次為2 m、4 m和6 m。一列簡諧橫波以2 m/s 的波速沿x軸正向傳播,在t=0時刻到達質點a處,質點a由平衡位置開始豎直向下運動,t=3 s時a第一次到達最高點。下列說法正確的是( )
A.在t=6 s時刻波恰好傳到質點d處
B.在t=5 s時刻質點c恰好到達最高點
C.質點b開始振動后,其振動周期為4 s
D.在4 s
3、距14.0 m,b點在a點的右方,如圖所示。當一列簡諧橫波沿此長繩向右傳播時,若a點的位移達到正向最大時,b點的位移恰為零,且向下運動,經(jīng)過1.0 s后,a點的位移為零,且向下運動,而b點的位移達到負向最大,則這列簡諧橫波的波速可能等于( )
A.4.67 m/s B.6 m/s
C.10 m/s D.14 m/s
5.甲、乙兩彈簧振子,振動圖象如圖所示,則可知( )
A.兩彈簧振子完全相同
B.兩彈簧振子所受回復力最大值之比F甲∶F乙=2∶1
C.振子甲速度為零時,振子乙速度最大
D.兩振子的振動頻率之比f甲∶f乙=1∶2
6.如圖甲所示是一列沿x軸正方向傳播的簡
4、諧橫波在t=0時刻的波形圖,P是平衡位置在x=2 m的質點,Q是平衡位置在x=4 m的質點,此時平衡位置在x=6 m的質點剛剛要開始振動。圖乙是該簡諧波傳播方向上的某一質點的振動圖象(計時起點相同)。由此可知 ( )
A.這列波的波長λ=2 m
B.圖乙可能是圖甲中質點Q的振動圖象
C.這列波的傳播速度v=3 m/s
D.這列波的波源起振方向為向下
7.(2017年10月浙江選考,16)有兩列頻率相同、振動方向相同、振幅均為A、傳播方向互相垂直的平面波相遇發(fā)生干涉。如圖所示,圖中實線表示波峰,虛線表示波谷,a為波谷與波谷相遇點,b、c為波峰與波谷相遇點,d為波峰與波峰相遇點,e
5、、g是a、d連線上的兩點,其中e為連線的中點,則( )
A.a、d處的質點振動加強,b、c處的質點振動減弱
B.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,e處的質點通過的路程為4A
C.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,g處的質點加速向平衡位置運動
D.從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期,d處的質點振幅恰好為零
8.有兩個同學利用假期分別去參觀位于天津市的“南開大學”和上海市的“復旦大學”,他們各自在那里的物理實驗室利用先進的DIS系統(tǒng)較準確地探究了單擺周期T和擺長L的關系。然后他們通過互聯(lián)網(wǎng)交流實驗數(shù)據(jù),并由計算機繪制了T2-L圖象,如圖甲所示。已知天津市比上海市的緯度高。另外,去“復旦”做研究的同學還利用計算
6、機繪制了他實驗用的a、b兩個擺球的振動圖象,如圖乙所示。則下列說法正確的是( )
A.甲圖中“南開”的同學所測得的實驗結果對應的圖象是B
B.甲圖中圖線的斜率表示所在位置的重力加速度
C.由乙圖可知,a、b兩擺球振動周期之比為3∶2
D.由乙圖可知,a、b兩單擺擺長之比為4∶9
9.(2017年高考物理原創(chuàng)押題預測卷02【新課標Ⅰ卷】)下列說法正確的是( )
A.機械波的傳播過程也是傳遞能量的過程
B.做簡諧振動的物體,經(jīng)過同一位置時,加速度大小一定相等,方向可能不同
C.光的雙縫干涉實驗中,若僅將入射光從紅光改為紫光,則相鄰亮條紋間距一定變小
D.根據(jù)多普勒效應可以
7、判斷遙遠天體相對于地球的運動速度
10.P、Q是一列沿x軸傳播的簡諧橫波中的兩質點,水平間距為Δx=40 cm,從某時刻開始計時,兩質點的振動圖象如圖所示,則下列說法正確的是( )
A.P點的振動方程是y=0.05cos50πt m
B.經(jīng)過時間0.03 s,質點P運動到Q位置
C.這列波遇到5 m的障礙物,也能發(fā)生很明顯的衍射現(xiàn)象
D.簡諧橫波的傳播速度可能是 m/s
11.(2018溫州八校聯(lián)考)如圖所示,把能在絕緣光滑水平面上做簡諧運動的彈簧振子放在水平向右的勻強電場中,小球在O點時,彈簧處于原長,A、B為關于O對稱的兩個位置,現(xiàn)在使小球帶上負電,并讓小球從B點靜止釋放
8、,則下列說法不正確的是( )
A.小球仍然能在A、B間做簡諧運動,O點是其平衡位置
B.小球從B運動到A的過程中,動能一定先增大后減小
C.小球仍然能做簡諧運動,但其平衡位置不在O點
D.小球不可能再做簡諧運動
12.如圖甲所示,在水平面內,有三個質點a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上,已知ab=6 m,ac=8 m。在t1=0時刻a、b同時開始振動,振動圖象均如圖乙所示,所形成的機械波在水平面內傳播,在t2=4 s時c點開始振動,則( )
A.該機械波的傳播速度大小為2 m/s
B.c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率增大
C.該列波的波
9、長是2 m
D.兩列波相遇后,c點振動加強
13.如圖所示,一簡諧橫波在t=0時的波形是圖中實線,在t1=0.2 s時的波形是圖中虛線,P為介質中x=4 m處的質點,則( )
A.該波一定沿x軸正方向傳播
B.該波的傳播速度可能為5 m/s
C.從t=0開始,質點P經(jīng)過0.2 s沿x軸正方向運動1 m
D.t=0.4 s時,質點P的位置y=4 cm
提升訓練17 機械振動與機械波
1.AC 解析 由題圖可知,又因為T=2π,所以擺長之比為,A正確;由于兩擺線長度不同,在ta時刻離開平衡位置位移相等的位置,兩個單擺的擺角不相等,B錯誤;因為甲的擺線短、擺幅大,所以甲上升
10、的最大高度大于乙的,在tb時刻,乙在平衡位置(最低處),而甲在最高處,因此兩者的勢能差是最大的,C正確。由于甲偏離平衡位置高度差大于乙的,所以甲經(jīng)過平衡位置時的速率大于乙的,所以D錯誤。
2.BD 解析 搖把勻速轉動的頻率f=n= Hz=4 Hz,周期T==0.25 s,當振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期及頻率均與驅動力的周期及頻率相等,A錯誤,B正確。當轉速減小時,其頻率將更接近振子的固有頻率2 Hz,彈簧振子的振幅將增大,C錯誤,D正確。
3.ACD 解析 由波的傳播知t=6 s時波傳播的距離s=vt=2×6 m=12 m,即傳到d點,選項A正確;t=0時a由平衡位置開始向下振動,t=3
11、s時第一次到達最高點,則T=3 s,得T=4 s;各質點振動周期相同,選項C正確;波傳到c點所需時間t= s=3 s,此時c點由平衡位置開始向下振動,1 s后到達最低點,所以4 s
12、=1.0 s(n2=0,1,2,…)
因此可能的波速為
v= m/s
當n2=0,n1=0時,v≈4.67 m/s;
當n2=0,n1=1時,v=2 m/s;
(n2=0,v隨n1增大將減小)
當n2=1,n1=0時,v≈23.3 m/s;(n1=0,v隨n2的增大而增大)
當n2=1,n1=1時,v=10 m/s;
據(jù)以上計算數(shù)據(jù),不可能出現(xiàn)B和D選項的結果,故選項A、C正確。
5.CD 解析 從圖象中可以看出,兩彈簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1,得頻率之比f甲∶f乙=1∶2,D選項正確;彈簧振子周期與振子質量、彈簧勁度系數(shù)k有關,周期不同,說明兩彈簧振子不同,A錯誤;由
13、于彈簧的勁度系數(shù)k不一定相同,所以兩振子所受回復力(F=-kx)的最大值之比F甲∶F乙不一定為2∶1,所以B錯誤;由簡諧運動的特點可知,在振子到達平衡位置時位移為零,速度最大;在振子到達最大位移處時,速度為零,從圖象中可以看出,在振子甲到達最大位移處時,振子乙恰好到達平衡位置,所以C正確。
6.BD 解析 由題圖甲讀出波長λ=4 m,由題圖乙讀出周期T=2 s,波速v==2 m/s,A、C錯誤;由題圖乙看出,t=0時刻,質點經(jīng)過平衡位置向上振動,而題圖甲中,Q點也經(jīng)過平衡位置向上運動,B正確;波源的起振方向與x=6 m的質點在t=0時刻的振動方向相同,簡諧波沿x軸正方向傳播,則知x=6 m的
14、質點在t=0時刻的振動方向向下,則波源的起振方向向下,D正確。
7.ABC 解析 由題意可知兩列波滿足發(fā)生干涉的條件,a、d兩點分別為波谷波谷疊加和波峰波峰疊加,屬于振動加強點,而b、c兩點為波峰與波谷疊加,屬于振動減弱點,選項A正確。在e處,兩列波都處于平衡位置,且下一時刻都向下運動,該點屬于振動加強點,振幅為2A,故B正確。在g處,該時刻兩列波都在平衡位置上方向下運動,則半個周期后,兩列波都在平衡位置下方向上運動,g處的質點為加速向平衡位置運動,所以C正確。振動加強點質點振動的振幅為偏離平衡位置最大距離,是一定值,不會發(fā)生變化,所以d點的振幅為2A,選項D錯誤。
8.AD 解析 根據(jù)單
15、擺的周期公式T=2π,即題圖甲中圖象的斜率為,緯度越高,重力加速度越大,斜率越小,所以“南開”的同學所測得的實驗結果對應的圖象是B,選項A正確。斜率不是重力加速度而是,選項B錯誤。由題圖乙可知,a、b兩擺球振動周期之比為2∶3,選項C錯誤。由于都在同一地點,重力加速度相等,根據(jù)可判斷周期平方與擺長成正比,所以擺長之比為4∶9,選項D正確。
9.ACD 解析 機械波的傳播過程也是傳遞能量的過程,故A正確;做簡諧振動的物體,每次經(jīng)過同一位置時,加速度大小和方向一定相同,故B錯誤;根據(jù)公式Δx=λ,入射光的波長減小,相鄰亮條紋間距一定變小,故C正確;根據(jù)多普勒效應,遙遠天體相對于地球遠離,地球接收
16、到的該天體的光譜將紅移,反之將紫移,而其接收頻率與相對速度有關,故D正確。
10.AD 解析 從題干振動圖象可知,振幅A=0.05 m,周期T=0.04 s,結合t=0時Q在平衡位置向下振動,對質點P點,y=Acosωt=0.05cos50πt,故A正確;在波的傳播過程中,質點不會隨波運動,故B錯誤;根據(jù)振動圖象,若波由P傳到Q那么Δx=(n+)λ,解得波長λ=,傳播速度v=,當n=2時,波速v= m/s,故D正確;不管波由P傳到Q,還是由Q傳到P,障礙物的尺寸都比波長大得多,不會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故C錯誤。
11.ABD 解析 小球在勻強電場中受到水平向左的電場力,設該電場力大小為F0
17、,小球合力為零的位置應該在O點左側,設為O1,設O1、O點的間距為x0,彈簧勁度系數(shù)為k,則F0=kx0;取水平向右為正方向,當小球從O1點向右運動的位移為x時,回復力F=-F0+k(x0-x)=-kx,所以小球會以O1點為平衡位置做簡諧運動,選項A、D錯誤,C正確;因為不知道A點與平衡位置O1點的位置關系,所以不能確定小球從B運動到A的過程中,動能如何變化,選項B錯誤。
12.ACD 解析 因為經(jīng)過4 s,振動由a點傳到c點,則波的傳播速度v= m/s=2 m/s,選項A正確;c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率仍然是不變的,選項B錯誤;該波的波長為λ=vT=2×1 m
18、=2 m,選項C正確;因為bc-ac=2 m=λ,故兩列波相遇后,c點振動加強,選項D正確。
13.B 解析 當波向左傳播時,傳播的距離x=nλ+λ=(4n+3) m,0.2 s=nT+T,波速v=(20n+15) m/s,T=(n=0,1,2,3,…)。當波向右傳播時,傳播的距離x=nλ+λ=4n+1,0.2 s=nT+T,波速v=(20n+5) m/s,T=(n=0,1,2,3,…)。由于波傳播方向的不確定性,所以據(jù)波形圖與時間無法判斷該波的傳播方向,故A錯誤;據(jù)以上分析可知,當波向右傳播時,該波的波速可能為5 m/s,故B正確;據(jù)波傳播特點可知,各質點并不隨波遷移,而是在平衡位置附近做簡諧運動,故C錯誤;據(jù)波的圖象可知,t=0.4 s時,質點P的位置y=0,故D錯誤。
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（浙江選考）2019屆高考物理二輪復習 專題五 加試選擇專題 提升訓練17 機械振動與機械波
