（浙江选考）2019届高考物理二轮复习 专题五 加试选择专题 提升训练17 机械振动与机械波.doc

1提升训练提升训练 1717 机械振动与机械波机械振动与机械波 1 1.摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同,其振动图象如图所示。选悬挂点所在水平面为重 力势能的参考面,由图可知( )A.甲、乙两单摆的摆长之比是4 9 B.ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等 C.tb时刻甲、乙两单摆的势能差最大 D.tc时刻甲、乙两单摆的速率相等 2 2.如图所示,曲轴上挂一个弹簧振子,转动摇把,曲轴可带动弹簧振子上下振动。开始时不转动摇把,让 振子自由振动,测得其频率为 2 Hz。现匀速转动摇把,转速为 240 r/min。则( )A.当振子稳定振动时,它的振动周期是 0.5 s B.当振子稳定振动时,它的振动频率是 4 Hz C.当转速增大时,弹簧振子的振幅增大 D.当转速减小时,弹簧振子的振幅增大 3 3.如图,a、b、c、d是均匀媒质中x轴上的四个质点,相邻两点的间距依次为 2 m、4 m 和 6 m。一 列简谐横波以 2 m/s 的波速沿x轴正向传播,在t=0 时刻到达质点a处,质点a由平衡位置开始竖 直向下运动,t=3 s 时a第一次到达最高点。下列说法正确的是( )A.在t=6 s 时刻波恰好传到质点d处 B.在t=5 s 时刻质点c恰好到达最高点 C.质点b开始振动后,其振动周期为 4 s D.在 4 s<t<6 s 的时间间隔内质点c向上运动 4 4.(2017 浙江湖州模拟)一根张紧的水平弹性长绳上的a、b两点,相距 14.0 m,b点在a点的右方, 如图所示。当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若a点的位移达到正向最大时,b点的位移恰为零,且 向下运动,经过 1.0 s 后,a点的位移为零,且向下运动,而b点的位移达到负向最大,则这列简谐横 波的波速可能等于( )A.4.67 m/sB.6 m/s C.10 m/sD.14 m/s 5 5.甲、乙两弹簧振子,振动图象如图所示,则可知( )A.两弹簧振子完全相同 B.两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲F乙=21 C.振子甲速度为零时,振子乙速度最大 D.两振子的振动频率之比f甲f乙=1226 6.如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0 时刻的波形图,P是平衡位置在x=2 m 的 质点,Q是平衡位置在x=4 m 的质点,此时平衡位置在x=6 m 的质点刚刚要开始振动。图乙是该简谐 波传播方向上的某一质点的振动图象(计时起点相同)。由此可知( )A.这列波的波长=2 m B.图乙可能是图甲中质点Q的振动图象 C.这列波的传播速度v=3 m/s D.这列波的波源起振方向为向下 7 7.(2017 年 10 月浙江选考,16)有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直 的平面波相遇发生干涉。如图所示,图中实线表示波峰,虚线表示波谷,a为波谷与波谷相遇点, b、c为波峰与波谷相遇点,d为波峰与波峰相遇点,e、g是a、d连线上的两点,其中e为连线的中 点,则( )A.a、d处的质点振动加强,b、c处的质点振动减弱 B.从图示时刻经过半个周期,e处的质点通过的路程为 4A C.从图示时刻经过半个周期,g处的质点加速向平衡位置运动 D.从图示时刻经过四分之一周期,d处的质点振幅恰好为零 8 8.有两个同学利用假期分别去参观位于天津市的“南开大学”和上海市的“复旦大学”,他们各自 在那里的物理实验室利用先进的 DIS 系统较准确地探究了单摆周期T和摆长L的关系。然后他们 通过互联网交流实验数据,并由计算机绘制了T2-L图象,如图甲所示。已知天津市比上海市的纬度 高。另外,去“复旦”做研究的同学还利用计算机绘制了他实验用的a、b两个摆球的振动图象,如 图乙所示。则下列说法正确的是( )A.甲图中“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是B B.甲图中图线的斜率表示所在位置的重力加速度 C.由乙图可知,a、b两摆球振动周期之比为 32 D.由乙图可知,a、b两单摆摆长之比为 49 9 9.(2017 年高考物理原创押题预测卷 02【新课标卷】)下列说法正确的是( ) A.机械波的传播过程也是传递能量的过程 B.做简谐振动的物体,经过同一位置时,加速度大小一定相等,方向可能不同 C.光的双缝干涉实验中,若仅将入射光从红光改为紫光,则相邻亮条纹间距一定变小 D.根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度 1010.P、Q是一列沿x轴传播的简谐横波中的两质点,水平间距为 x=40 cm,从某时刻开始计时,两 质点的振动图象如图所示,则下列说法正确的是( )3A.P点的振动方程是y=0.05cos50t m B.经过时间 0.03 s,质点P运动到Q位置 C.这列波遇到 5 m 的障碍物,也能发生很明显的衍射现象D.简谐横波的传播速度可能是 m/s40 11 1111.(2018 温州八校联考)如图所示,把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右 的匀强电场中,小球在O点时,弹簧处于原长,A、B为关于O对称的两个位置,现在使小球带上负电, 并让小球从B点静止释放,则下列说法不正确的是( )A.小球仍然能在A、B间做简谐运动,O点是其平衡位置 B.小球从B运动到A的过程中,动能一定先增大后减小 C.小球仍然能做简谐运动,但其平衡位置不在O点 D.小球不可能再做简谐运动 1212.如图甲所示,在水平面内,有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上,已知ab=6 m,ac=8 m。在t1=0 时刻a、b同时开始振动,振动图象均如图乙所示,所形成的机械波在水平面内传 播,在t2=4 s 时c点开始振动,则( )A.该机械波的传播速度大小为 2 m/s B.c点的振动频率先是与a点相同,两列波相遇后c点的振动频率增大 C.该列波的波长是 2 m D.两列波相遇后,c点振动加强 1313.如图所示,一简谐横波在t=0 时的波形是图中实线,在t1=0.2 s 时的波形是图中虚线,P为介质 中x=4 m 处的质点,则( )A.该波一定沿x轴正方向传播 B.该波的传播速度可能为 5 m/s C.从t=0 开始,质点P经过 0.2 s 沿x轴正方向运动 1 m D.t=0.4 s 时,质点P的位置y=4 cm4提升训练 1717 机械振动与机械波1 1.AC 解析 由题图可知,又因为T=2,所以摆长之比为 ,A 正确;由于两摆甲乙=8 ×2 38=2 3 4 9 线长度不同,在ta时刻离开平衡位置位移相等的位置,两个单摆的摆角不相等,B 错误;因为甲的摆 线短、摆幅大,所以甲上升的最大高度大于乙的,在tb时刻,乙在平衡位置(最低处),而甲在最高处, 因此两者的势能差是最大的,C 正确。由于甲偏离平衡位置高度差大于乙的,所以甲经过平衡位置时 的速率大于乙的,所以 D 错误。2 2.BD 解析 摇把匀速转动的频率f=n= Hz=4 Hz,周期T= =0.25 s,当振子稳定振动时,它240 601 的振动周期及频率均与驱动力的周期及频率相等,A 错误,B 正确。当转速减小时,其频率将更接近 振子的固有频率 2 Hz,弹簧振子的振幅将增大,C 错误,D 正确。 3 3.ACD 解析 由波的传播知t=6 s 时波传播的距离s=vt=2×6 m=12 m,即传到d点,选项 A 正确;t=0 时a由平衡位置开始向下振动,t=3 s 时第一次到达最高点,则T=3 s,得T=4 s;各质点振动3 4周期相同,选项 C 正确;波传到c点所需时间t= s=3 s,此时c点由平衡位置开始向下振动,1 =6 2 s 后到达最低点,所以 4 s<t<6 s 内质点c向上运动,选项 D 正确;5 s 时c点正在平衡位置,选项 B 错误。 4 4.AC 解析 由于波向右传播,据“a点位移达到正向最大时,b点的位移恰为零,且向下运动”,可 画出此时a、b间的最简波形,如图所示。因未明确a、b距离与波长的约束关系,故a、b间的距离存在“周期性”。即n1+=lab=14 3 4m(n1=0,1,2,) 因所给定时间与周期的关系未知,故运动时间也存在“周期性”。即 T=t=1.0 s(n2=0,1,2,)来源:学 科 网(2+14) 因此可能的波速为v= m/s =14(42+ 1)41+ 3当n2=0,n1=0 时,v4.67 m/s; 当n2=0,n1=1 时,v=2 m/s; (n2=0,v随n1增大将减小) 当n2=1,n1=0 时,v23.3 m/s;(n1=0,v随n2的增大而增大) 当n2=1,n1=1 时,v=10 m/s; 据以上计算数据,不可能出现 B 和 D 选项的结果,故选项 A、C 正确。 5 5.CD 解析 从图象中可以看出,两弹簧振子周期之比T甲T乙=21,得频率之比f甲f乙 =12,D 选项正确;弹簧振子周期与振子质量、弹簧劲度系数k有关,周期不同,说明两弹簧振子不 同,A 错误;由于弹簧的劲度系数k不一定相同,所以两振子所受回复力(F=-kx)的最大值之比F甲 F乙不一定为 21,所以 B 错误;由简谐运动的特点可知,在振子到达平衡位置时位移为零,速度最大;在 振子到达最大位移处时,速度为零,从图象中可以看出,在振子甲到达最大位移处时,振子乙恰好到 达平衡位置,所以 C 正确。6 6.BD 解析 由题图甲读出波长=4 m,由题图乙读出周期T=2 s,波速v= =2 m/s,A、C 错误; 由题图乙看出,t=0 时刻,质点经过平衡位置向上振动,而题图甲中,Q点也经过平衡位置向上运动,B5正确;波源的起振方向与x=6 m 的质点在t=0 时刻的振动方向相同,简谐波沿x轴正方向传播,则知 x=6 m 的质点在t=0 时刻的振动方向向下,则波源的起振方向向下,D 正确。 7 7.ABC 解析 由题意可知两列波满足发生干涉的条件,a、d两点分别为波谷波谷叠加和波峰波 峰叠加,属于振动加强点,而b、c两点为波峰与波谷叠加,属于振动减弱点,选项 A 正确。在e处, 两列波都处于平衡位置,且下一时刻都向下运动,该点属于振动加强点,振幅为 2A,故 B 正确。在g 处,该时刻两列波都在平衡位置上方向下运动,则半个周期后,两列波都在平衡位置下方向上运动,g 处的质点为加速向平衡位置运动,所以 C 正确。振动加强点质点振动的振幅为偏离平衡位置最大距 离,是一定值,不会发生变化,所以d点的振幅为 2A,选项 D 错误。8 8.AD 解析 根据单摆的周期公式T=2,即题图甲中图象的斜率为,纬度越高, ,2 =42 42 重力加速度越大,斜率越小,所以“南开”的同学所测得的实验结果对应的图象是 B,选项 A 正确。斜率不是重力加速度而是,选项 B 错误。由题图乙可知,a、b两摆球振动周期之比为 23,选项42 C 错误。由于都在同一地点,重力加速度相等,根据可判断周期平方与摆长成正比,所以摆2 =42 长之比为 49,选项 D 正确。 9 9.ACD 解析 机械波的传播过程也是传递能量的过程,故 A 正确;做简谐振动的物体,每次经过同一位置时,加速度大小和方向一定相同,故 B 错误;根据公式 x= ,入射光的波长减小,相邻亮 条纹间距一定变小,故 C 正确;根据多普勒效应,遥远天体相对于地球远离,地球接收到的该天体的 光谱将红移,反之将紫移,而其接收频率与相对速度有关,故 D 正确。 1010.AD 解析 从题干振动图象可知,振幅A=0.05 m,周期T=0.04 s,结合t=0 时Q在平衡位置 向下振动,对质点P点,y=Acost=0.05cos50t,故 A 正确;在波的传播过程中,质点不会随波运动,故B 错误;根据振动图象,若波由P传到Q那么x=(n+),解得波长=,传播速度v=3 44 4 + 3,当n=2 时,波速v= m/s,故 D 正确;不管波由P传到Q,还是由Q传到P,障碍物的 =4(4 + 3)40 11 尺寸都比波长大得多,不会发生明显的衍射现象,故 C 错误。 1111.ABD 解析 小球在匀强电场中受到水平向左的电场力,设该电场力大小为F0,小球合力为零 的位置应该在O点左侧,设为O1,设O1、O点的间距为x0,弹簧劲度系数为k,则F0=kx0;取水平向右 为正方向,当小球从O1点向右运动的位移为x时,回复力F=-F0+k(x0-x)=-kx,所以小球会以O1点为 平衡位置做简谐运动,选项 A、D 错误,C 正确;因为不知道A点与平衡位置O1点的位置关系,所以不 能确定小球从B运动到A的过程中,动能如何变化,选项 B 错误。1212.ACD 解析 因为经过 4 s,振动由a点传到c点,则波的传播速度v= m/s=2 m/s,选项 A 正8 4 确;c点的振动频率先是与a点相同,两列波相遇后c点的振动频率仍然是不变的,选项 B 错误;该波 的波长为=vT=2×1 m=2 m,选项 C 正确;因为bc-ac=2 m=,故两列波相遇后,c点振动加强,选项 D 正确。1313.B 解析 当波向左传播时,传播的距离x=n+ =(4n+3) m,0.2 s=nT+ T,波速v=(20n+15) 3 43 4m/s,T=(n=0,1,2,3,)。当波向右传播时,传播的距离x=n+ =4n+1,0.2 s=nT+ T,波速0.84 + 31 41 4v=(20n+5) m/s,T=(n=0,1,2,3,)。由于波传播方向的不确定性,所以据波形图与时间无法0.84 + 1 判断该波的传播方向,故 A 错误;据以上分析可知,当波向右传播时,该波的波速可能为 5 m/s,故 B 正确;据波传播特点可知,各质点并不随波迁移,而是在平衡位置附近做简谐运动,故 C 错误;据波的 图象可知,t=0.4 s 时,质点P的位置y=0,故 D 错误。