（衡水萬卷）高三物理二輪復習 作業(yè)卷十八 機械振動1（含解析）-人教版高三物理試題

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1、機械振動1 一 、單選題（本大題共4小題 。在每小題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的） 1.（2015天津高考真題）圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點的橫坐標分別為和，圖乙為質(zhì)點b從該時刻開始計時的振動圖象，下列說法正確的是 A、該波沿+x方向傳播，波速為1m/s B、質(zhì)點a經(jīng)過4s振動的路程為4m C、此時刻質(zhì)點a的速度沿+y方向 D、質(zhì)點a在t=2s時速度為零 2.（2015福建高考真題）簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v 。若某時刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點a、b相距為s，a、b之間只存在一個波谷，則從該時刻起，

2、下列四副波形中質(zhì)點a最早到達波谷的是（ ） 3.（2015北京高考真題）周期為2.0s的簡諧橫波沿x軸傳播，該波在某時刻的圖像如圖所示，此時質(zhì)點P沿y軸負方向運動，則該波（ ） A、沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s B、沿x軸正方向傳播，波速v=10m/s C、沿x軸負方向傳播，波速v=20m/s D、沿x軸負方向傳播，波速v=10m/s 4. 如圖所示為一個豎直放置的彈簧振子物體沿豎直方向在A、B之間做簡諧運動，O點為平衡位置，A點位置恰好為彈簧的原長。物體由C點運動到D點（C、D兩點未在圖上標出）的過程中，彈簧的彈性勢能增加了3.0J，重力勢

3、能減少了2.0J。對于這段過程有如下說法：? ①物體的動能增加1.0J ②C點的位置可能在平衡位置以上 ③D點的位置可能在平衡位置以上 ④物體經(jīng)過D點時的運動方向可能指向平衡位置 以上說法正確的是 A．②和④????B．②和③????C．①和③????D．只有④ 二 、多選題（本大題共3小題 ） 5.如圖所示，實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，質(zhì)點P恰在平衡位置，虛線是這列波在t=0.2s時刻的波形圖．已知該波的波速是0.8m/s，則下列說法正確的是（　?。? 　 A． 這列波可能是沿x軸正方向傳播的 　 B． t=0時，x=4cm處質(zhì)點P的

4、速度沿y軸負方向 　 C． 質(zhì)點P在0.6s時間內(nèi)經(jīng)過的路程為0.32m 　 D． 質(zhì)點P在0.4s時刻速度方向與加速度方向相同 6.（2015?金山區(qū)一模）如圖，一列簡諧橫波向右傳播，質(zhì)點a和b的平衡位置相距0.5m．某時刻質(zhì)點a運動到波峰位置時，質(zhì)點b剛好處于平衡位置向上運動．這列波的波長可能是（　?。? 　 A． 1m B． 2m C． 0.4m D． 0.5m 7.（2015?奉賢區(qū)一模）一列橫波在x軸上沿x軸正方向傳播，振幅為A，在t與t+0.4s兩時刻在x軸上﹣3m到3m的區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖同一條圖線所示，則正確的是（　?。? 　

5、A． 質(zhì)點振動的最大周期為0.4 s 　 B． 該波的最大波速為10 m/s 　 C． 從t時開始計時，x=2 m處的質(zhì)點比x=2.5 m處的質(zhì)點先回到平衡位置 　 D． 在t+0.2 s時，x=﹣2 m處的質(zhì)點位移一定為A 三 、簡答題（本大題共2小題 ） 8. 彈簧振子以O(shè)點為平衡位置在B.C兩點之間做簡諧運動.B.C相距20 cm.某時刻振子處于B點.經(jīng)過0.5 s，振子首次到達C點.求： （1）振動的周期和頻率； （2）振子在5 s內(nèi)通過的路程及位移大小； （3）振子在B點的加速度大小跟它距

6、O點4 cm處P點的加速度大小的比值. 9. (1)一簡諧振子沿x軸振動，平衡位置在坐標原點。時刻振子的位移；時刻；時刻。該振子的振幅和周期可能為（ ） A.0. 1 m， B.0.1 m, 8s C.0.2 m， D.0.2 m，8s (2) 如題圖所示，空氣中在一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°.半徑為R的扇形OAB，一束平行光平行于橫截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考慮首次入射到圓弧上的光，則上有光

7、透 出部分的弧長為多少？ 0.2016萬卷作業(yè)卷（十八）答案解析 一 、單選題 1. 【答案】D 【解析】質(zhì)點b開始振動的方向向上，根據(jù)前一質(zhì)點帶動后一質(zhì)點的原理，該波沿x軸負方向傳播，選項A錯誤；4s是半個周期，質(zhì)點a經(jīng)過半個周期振動的路程是兩個振幅，即1 m，選項B錯誤；質(zhì)點a、b振動方向相反，此時刻質(zhì)點a的速度沿一y方向，選項C錯誤；在t=2 s時，質(zhì)點a在波谷，速度為零，選項D正確。 2. 【答案】：D 【解析】由圖A知，波長λ=2s，周期，由圖知質(zhì)點a向上振動，經(jīng)T第一次到達波谷，用時，B圖對應波長λ=s，周期，由圖知質(zhì)點a向下振動，經(jīng)T第一次到

8、達波谷，用時，C圖對應波長λ=s，周期由圖知質(zhì)點a向上振動，經(jīng)T第一次到達波谷，用時，D圖對應波長λ=s，由圖知質(zhì)點a向下振動，經(jīng)T到達波谷，用時，所以D正確。 3. 【答案】B 【解析】根據(jù)前一質(zhì)點帶動后一質(zhì)點振動的原理，該波沿x軸正方向傳播；根據(jù)圖像，這列波的波長為20 m，所以波速v==10m／s，選項B正確。 4. 【答案】A 解：①由于系統(tǒng)機械能守恒，由彈簧的彈性勢能增加了3.0J，重力勢能減少了2.0J，則可知動能減少1.0J，故①錯誤。 ②由于到D點的時候動能已經(jīng)減少了，故D之前到達了平衡位置，C也在D之前，故C可能在平衡位置以上，故②正確。 ③由②的

9、分析知，D不能在平衡位置以上，故③錯誤。 ④由于只知道D位置是在平衡位置以下，但是可能是速度減小到零，返回來又經(jīng)過D位置，故物體經(jīng)過D點的運動方向可能指向平衡位置，故④正確。 故選A. 二 、多選題 5. 【答案】BC 考點： 波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象． 專題： 波的多解性． 分析： 由圖讀出波長λ，由v=求出周期T，由時間t=0.2s與T的關(guān)系，根據(jù)波形的平移，判斷波的傳播方向，即可判斷t=0時，x=4cm處質(zhì)點P的速度方向．由時間與周期的關(guān)系，求解質(zhì)點P在0.6s時間內(nèi)經(jīng)過的路程，確定出質(zhì)點P在0.4s時刻的位置，分析速度方向與加速度方向的關(guān)系

10、． 解答： 解：A、由圖讀出波長λ=12cm，由v=得周期T==，t=0.2s=T，由圖看出，實線到虛線，波形向右平移了9cm﹣1cm=8cm=，向左平移了13cm﹣9cm=4cm=．故得知，波形應向左平移，波沿x軸負方向傳播．故A錯誤． B、波沿x軸負方向傳播，t=0時，x=4 cm處質(zhì)點P的速度沿y軸負方向．故B正確． C、時間t=0.6s=4T，而每個周期內(nèi)質(zhì)點通過的路程是4A，則質(zhì)點P在0.6s時間內(nèi)經(jīng)過的路程為S=4×4A=0.32m．故C正確． D、質(zhì)點P在0.4s時刻與0.1s時刻狀態(tài)相同，而t=0.1s=，質(zhì)點P正從平衡位置向波谷運動，速度方向向下，而加速度方向向上，

11、故D錯誤． 故選BC 點評： 本題關(guān)鍵是時間t=0.2s與T的關(guān)系，利用波形的平移法判斷波的傳播方向．根據(jù)時間與周期的關(guān)系，分析質(zhì)點的運動狀態(tài)． 6.【答案】BC 考點： 波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象． 分析： a質(zhì)點經(jīng)過平衡位置速度方向可能向上，也可能向下，結(jié)合波的周期性，得到波長的通項，再得到特殊值． 解答： 解：據(jù)題質(zhì)點a運動到波峰位置時，質(zhì)點b剛好處于平衡位置向上運動，則ab間距離與波長的關(guān)系為：xab=（n+）λ，n=0，1，2，3… 則得 λ===m 當n=0時，λ=2m； 當n=1時，λ=0.4m； 故選：BC． 點評： 本題關(guān)鍵抓住波的

12、空間周期性，得到波長的通項，考查運用數(shù)學知識解決物理問題的能力和分析波動形成過程的能力． 7.【答案】AC 考點： 波長、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象． 分析： 根據(jù)波形圖的周期性，重復性，可列出在0.4秒內(nèi)的經(jīng)過N個周期，從而得出波速的通項式，并由此確定周期的最大值和波速的最小值．根據(jù)時間與周期的關(guān)系分析質(zhì)點的位移．由波的傳播方向來確定質(zhì)點的振動方向，判斷回到平衡位置的先后． 解答： 解：A、B、由題意可知，t=0時刻與t=0.4s時刻在x軸上﹣3m至﹣3m區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖中同一條圖線所示，則有 0.4s=NT（N=1，2，3…），所以當N=1時，周期最大，為T=0.4s

13、，根據(jù)v=，當N=1時，波速最小為lOm/s，故A正確，B錯誤； C、橫波沿x軸正方向傳播，t=0時刻，x=2m處的質(zhì)點向下運動，x=2.5m處的質(zhì)點先向上運動再回到平衡位置，所以從t=0開始計時，x=2 m處的質(zhì)點比x=2.5m處的質(zhì)點先回到平衡位置，C正確； D、在t+0.2 s時，x=﹣2 m處的質(zhì)點位移為零．D錯誤； 故選：AC． 點評： 此題關(guān)鍵要理解波的傳播周期性與重復性，列出周期的通項，掌握波速、頻率與波長的關(guān)系，理解質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向． 三 、簡答題 8.（1）設(shè)振幅為A，由題意BC＝2A＝20 cm，所以A＝10 cm. 振子從B到C所用時間

14、t＝0.5 s，為周期T的一半，所以T=1.0 s；f==1.0 Hz. （2）振子在1個周期內(nèi)通過的路程為4A，故在t′=5 s=5T內(nèi)通過的路程s=×4A=200 cm. 5 s內(nèi)振子振動了5個周期，5 s末振子仍處在B點，所以它偏離平衡位置的位移大小為10 cm. （3）振子加速度a=-x,a∝x.所以aB∶aP=xB∶xP=10∶4=5∶2. 9. (1) 【答案】AD 【解析】若振幅為0.1m,則，當n=0時，解得,故選項A正確.B錯誤；若振幅為0.2m, 則,當n=0時解得，T=8s,所以選項C錯誤.D正確。 (2)【答案】【解析】光路圖如圖所示，由光的折射定律可知；，解得；又，利用幾何關(guān)系可以求出透光的區(qū)域所對的圓心角是。