《2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練36 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波(含解析).doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 全程訓(xùn)練計(jì)劃 課練36 機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波(含解析).doc(16頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
機(jī)械振動(dòng) 機(jī)械波
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1.[2019山西省重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考](5選3)下列關(guān)于簡(jiǎn)諧振動(dòng)以及做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體完成一次全振動(dòng)的意義,以下說(shuō)法正確的是( )
A.位移減小時(shí),加速度減小,速度增大
B.位移的方向總跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同
C.動(dòng)能或勢(shì)能第一次恢復(fù)為原來(lái)的大小所經(jīng)歷的過(guò)程為一次全振動(dòng)
D.速度和加速度第一次同時(shí)恢復(fù)為原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程為一次全振動(dòng)
E.物體運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí),速度的方向與位移的方向相反;背離平衡位置時(shí),速度方向與位移方向相同
答案:ADE
解析:當(dāng)位移減小時(shí),回復(fù)力減小,則加速度在減小,物體正在返回平衡位置;故速度在增大,A正確;回復(fù)力與位移方向相反,故加速度和位移方向相反,但速度可以與位移方向相同,也可以相反;物體運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置時(shí),速度的方向與位移的方向相反,背離平衡位置時(shí),速度的方向與位移方向相同,B錯(cuò)誤,E正確;一次全振動(dòng)過(guò)程中,動(dòng)能和勢(shì)能均會(huì)有兩次恢復(fù)為原來(lái)的大小,C錯(cuò)誤;速度和加速度第一次同時(shí)恢復(fù)為原來(lái)的大小和方向所經(jīng)歷的過(guò)程為一次全振動(dòng),D正確.
2.[2019河南省新鄉(xiāng)延津高中模擬](5選3)關(guān)于水平放置的彈簧振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )
A.位移的方向總是由振子所在處指向平衡位置
B.加速度的方向總是由振子所在處指向平衡位置
C.經(jīng)過(guò)半個(gè)周期振子經(jīng)過(guò)的路程一定為振幅的2倍
D.若兩時(shí)刻相差半個(gè)周期,彈簧在這兩個(gè)時(shí)刻的形變量一定相等
E.經(jīng)過(guò)半個(gè)周期,彈簧振子完成一次全振動(dòng)
解析:BCD
解析:位移為從平衡位置指向振子位置的有向線段,A錯(cuò)誤;振子加速度的方向與回復(fù)力的方向相同,總是由振子所在處指向平衡位置,B正確;彈簧振子的振動(dòng)具有對(duì)稱性,經(jīng)過(guò)半個(gè)周期振子經(jīng)過(guò)的路程一定為振幅的2倍,C正確;彈簧振子的振動(dòng)具有對(duì)稱性,若兩時(shí)刻相差半個(gè)周期,彈簧在這兩個(gè)時(shí)刻的形變量一定相等,D正確;彈簧振子完成一次全振動(dòng)的時(shí)間才是一個(gè)周期,E錯(cuò)誤.
3.[2019河北省石家莊質(zhì)檢](多選)在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,如果得出的重力加速度的測(cè)量值偏大,其可能的原因是( )
A.測(cè)量周期時(shí),時(shí)間t內(nèi)全振動(dòng)的次數(shù)少數(shù)了一次
B.測(cè)量周期時(shí),時(shí)間t內(nèi)全振動(dòng)的次數(shù)多數(shù)了一次
C.?dāng)[線上端固定不牢固,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線變長(zhǎng)
D.在測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),將細(xì)線的長(zhǎng)度加上擺球的直徑作為擺長(zhǎng)
答案:BD
解析:由單擺的周期公式T=2π得g=,數(shù)振動(dòng)次數(shù)時(shí),少計(jì)了一次,則求出的周期T偏大,由g=知重力加速度的測(cè)量值偏小,A錯(cuò)誤;數(shù)振動(dòng)次數(shù)時(shí),多計(jì)了一次,則求出的周期T偏小,由g=知重力加速度的測(cè)量值偏大,B正確;振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線變長(zhǎng),則擺線的測(cè)量值比真實(shí)值偏小,則由g=可知重力加速度測(cè)量值偏小,C錯(cuò)誤;測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),將細(xì)線的長(zhǎng)度加上擺球的直徑作為擺長(zhǎng),則由g=可知重力加速度的測(cè)量值偏大,D正確.
4.[2019廣西陸川中學(xué)檢測(cè)](5選3)一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率是4 Hz
B.在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是20 cm
C.第4 s末質(zhì)點(diǎn)的速度最大
D.在t=1 s和t=3 s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)的位移大小相等、方向相同
E.在t=2 s和t=6 s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)的速度相同
答案:BCE
解析:由題圖讀出質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期為T=4 s,則頻率為f==0.25 Hz,A錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程是4個(gè)振幅,因10 s=2.5T,則在10 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程是s=2.54A=102 cm=20 cm,B正確;在第4 s末,質(zhì)點(diǎn)位于平衡位置處,速度最大,C正確;由題圖看出,在t=1 s和t=3 s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)位移大小相等、方向相反,D錯(cuò)誤;在t=2 s和t=6 s兩時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)同向通過(guò)平衡位置,質(zhì)點(diǎn)的速度相同,E正確.
5.
[2019湖北省八校聯(lián)考](5選3)如圖所示,在升降機(jī)的天花板上固定一擺長(zhǎng)為l的單擺,擺球的質(zhì)量為m.升降機(jī)保持靜止,觀察到擺球正以小角度θ左右擺動(dòng),且振動(dòng)周期為T.已知重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.若僅將擺球的質(zhì)量增大一倍,其余不變,則單擺的振動(dòng)周期不變
B.若升降機(jī)勻加速上升,利用此單擺來(lái)測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,則測(cè)量值偏大
C.設(shè)想當(dāng)擺球擺到最低點(diǎn)時(shí),升降機(jī)突然以加速度g豎直下落,則擺球相對(duì)于升降機(jī)做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D.設(shè)想當(dāng)擺球擺到最高點(diǎn)時(shí),升降機(jī)突然以加速度g豎直下落,則擺球相對(duì)于升降機(jī)會(huì)保持靜止
E.設(shè)想當(dāng)擺球擺到最高點(diǎn)時(shí),升降機(jī)突然以大小為g的加速度勻加速上升,則擺球相對(duì)升降機(jī)仍然左右擺動(dòng),且振動(dòng)周期不變
答案:ABD
解析:由單擺的周期公式T=2π可知,若僅將擺球的質(zhì)量增大一倍,其余不變,則單擺的振動(dòng)周期不變,A正確;若升降機(jī)勻加速上升,則等效重力加速度偏大,則利用單擺測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣绕螅珺正確;設(shè)想當(dāng)擺球擺到最低點(diǎn)時(shí),升降機(jī)突然以加速度g豎直下落,則擺球相對(duì)于升降機(jī)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤;設(shè)想當(dāng)擺球擺到最高點(diǎn)時(shí),升降機(jī)突然以加速度g豎直下落,則擺球相對(duì)于升降機(jī)會(huì)保持靜止,D正確;設(shè)想當(dāng)擺球擺到最高點(diǎn)時(shí),升降機(jī)突然以大小為g的加速度勻加速上升,則等效重力加速度變大,振動(dòng)周期減小,E錯(cuò)誤.
6.[2019湖北省武漢三中模擬]某振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率為f0,在周期性驅(qū)動(dòng)力的作用下做受迫振動(dòng),驅(qū)動(dòng)力的頻率為f.若驅(qū)動(dòng)力的振幅保持不變,下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)f
f0時(shí),該振動(dòng)系統(tǒng)的振幅隨f增大而增大
C.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f
D.該振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,振動(dòng)的頻率等于f0
答案:C
解析:共振圖象如圖所示,當(dāng)f=f0時(shí),系統(tǒng)達(dá)到共振,振幅最大,故ff0時(shí),隨f的增大,振幅減小,A、B錯(cuò)誤;系統(tǒng)的振動(dòng)穩(wěn)定后,系統(tǒng)的振動(dòng)頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,故振動(dòng)頻率等于f,C正確,D錯(cuò)誤.
7.[2019福建省北大附中測(cè)試](5選3)振動(dòng)周期為T、振幅為A、位于x=0的波源從平衡位置沿y軸正向開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),該波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播,波速為v,傳播過(guò)程中無(wú)能量損失,一段時(shí)間后,該振動(dòng)傳播至某質(zhì)點(diǎn)p,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)p振動(dòng)的說(shuō)法正確的是( )
A.振幅一定為A
B.周期一定為T
C.速度的最大值一定為v
D.開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸向上或向下取決于它離波源的距離
E.若p點(diǎn)與波源距離s=vT,則質(zhì)點(diǎn)p的位移與波源的相同
答案:ABE
解析:波傳播過(guò)程中,知波源的振動(dòng)周期、振幅,則知質(zhì)點(diǎn)p振動(dòng)的振幅一定為A,周期一定為T,但質(zhì)點(diǎn)p的振動(dòng)速度與波傳播的速度無(wú)關(guān),速度的最大值不一定是v,A、B正確,C錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)p的起振方向和波源相同,一定沿y軸正向,與p離波源的距離無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤;若p點(diǎn)與波源的距離s=vT,則s等于一個(gè)波長(zhǎng),即p點(diǎn)與波源質(zhì)點(diǎn)相位相同,振動(dòng)情況總相同,位移總相同,E正確.
8.[2019重慶市墊江中學(xué)檢測(cè)](5選3)一振動(dòng)周期為T、位于x=0處的波源從平衡位置沿y軸正方向開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),該波源產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,波速為v,關(guān)于在x=處的質(zhì)點(diǎn)P,下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)周期為T,速度的最大值為v
B.若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向,則該時(shí)刻波源速度方向沿y軸正方向
C.質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向
D.當(dāng)P開(kāi)始振動(dòng)后,若某時(shí)刻波源在波峰,則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷
E.當(dāng)P開(kāi)始振動(dòng)后,若某時(shí)刻波源在波谷,則質(zhì)點(diǎn)P也一定在波谷
答案:BCD
解析:質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)周期與波源振動(dòng)周期相同,也為T,但其振動(dòng)速度與波速無(wú)關(guān),A錯(cuò)誤;x==λ,若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度方向沿y軸負(fù)方向,則該時(shí)刻波源速度方向沿y軸正方向,B正確;根據(jù)波的特點(diǎn):簡(jiǎn)諧波傳播過(guò)程中,質(zhì)點(diǎn)的起振方向都與波源的起振方向相同,故質(zhì)點(diǎn)P開(kāi)始振動(dòng)的方向沿y軸正方向,C正確;x==λ,故某時(shí)刻波源在波峰,則質(zhì)點(diǎn)P一定在波谷,D正確,E錯(cuò)誤.
9.[2019云南省楚雄模擬](5選3)一列沿x軸正方向傳播的機(jī)械波,波速為4 m/s,t=0時(shí)刻波形如圖所示,下面說(shuō)法正確的是( )
A.這列波傳播的周期為2 s
B.平衡位置為x=10 m處的質(zhì)點(diǎn)起振方向?yàn)樨Q直向下
C.平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0到t=時(shí)間段內(nèi)路程等于2 cm
D.t=9 s時(shí),平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)正在向下振動(dòng)
E.平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)位移總是和平衡位置為x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)位移相同
答案:ABD
解析:從題圖中可知λ=8 m,故這列波傳播的周期為T== s=2 s,A正確;波上所有質(zhì)點(diǎn)的起振方向都相同,t=0時(shí)刻x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng),沿y軸負(fù)方向,故x=10 m處質(zhì)點(diǎn)的起振方向也為豎直向下,B正確;平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0時(shí)不在波峰或者波谷,也不在平衡位置,故在四分之一周期內(nèi)的路程不等于2 cm,C錯(cuò)誤;平衡位置為x=3.5 m處的質(zhì)點(diǎn)在t=1 s時(shí)和t=9 s時(shí)的振動(dòng)情況相同,根據(jù)波的平移法,知該質(zhì)點(diǎn)在t=9 s時(shí)振動(dòng)情況和t=0時(shí)x=7.5 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況相同,故該質(zhì)點(diǎn)正向下振動(dòng),D正確;平衡位置為x=4 m處的質(zhì)點(diǎn)和平衡位置為x=8 m處的質(zhì)點(diǎn)相距半個(gè)波長(zhǎng),兩者振動(dòng)情況總是相反,E錯(cuò)誤.
10.[2019河南省師大附中模擬](5選3)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,t=0時(shí)波形圖如圖中實(shí)線所示,此時(shí)波剛好傳到c點(diǎn),t=0.6 s時(shí)波恰好傳到e點(diǎn),波形如圖中虛線所示,a、b、c、d、e是介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)t=0.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b和質(zhì)點(diǎn)c的位移相等
B.當(dāng)t=0.6 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的位移為-5 cm
C.質(zhì)點(diǎn)c在0~0.6 s時(shí)間內(nèi)沿x軸正方向移動(dòng)了3 m
D.噴點(diǎn)d在0~0.6 s時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程為20 cm
E.這列簡(jiǎn)諧橫波遇到頻率為1 Hz的另一列簡(jiǎn)諧橫波時(shí)我們能夠觀察到干涉現(xiàn)象
答案:ABD
解析:由題意可得該波向右傳播,起振方向向上,波長(zhǎng)是4 cm,0.6 s的時(shí)間內(nèi)傳播的距離是,所以波的周期T=0.6 s=0.8 s、f== Hz、ω=2πf=.該波的振動(dòng)方程:y=Asin,當(dāng)t=0.5 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)b的位移:yb=0.10 msin=- m,c點(diǎn)的位移:yc=0.10 msin=- m,質(zhì)點(diǎn)b、c的位移相同,A正確;質(zhì)點(diǎn)a的初相為,振動(dòng)方程:y=Asin(ωt+φ)=10sin cm,當(dāng)t=0.6 s時(shí),ya=10sin cm=-5 cm,B正確;質(zhì)點(diǎn)c在這段時(shí)間內(nèi)只是沿振動(dòng)的方向上下振動(dòng),沒(méi)有沿x軸正方向移動(dòng),C錯(cuò)誤;由題圖可知,質(zhì)點(diǎn)d在0.6 s內(nèi)先向上運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)后又返回平衡位置,在這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程是2倍的振幅,為20 cm,D正確;這列波的頻率為f==1.25 Hz,與頻率為1 Hz的另一列簡(jiǎn)諧橫波不是相干波,不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象,E錯(cuò)誤.
11.[2019甘肅省會(huì)寧一中月考](5選3)如圖甲,同一均勻介質(zhì)中的一條直線上有相距6 m的兩個(gè)振幅相等的振源A、B.從0時(shí)刻起,A、B同時(shí)開(kāi)始振動(dòng),且都只振動(dòng)了一個(gè)周期.圖乙為A的振動(dòng)圖象,圖丙為B的振動(dòng)圖象.若A向右傳播的波與B向左傳播的波在0.3 s時(shí)相遇,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.兩列波的波長(zhǎng)都是2 m
B.兩列波在A、B間的傳播速度均為10 m/s
C.在兩列波相遇過(guò)程中,A、B連線的中點(diǎn)C為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)
D.在0.9 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)B經(jīng)過(guò)平衡位置且振動(dòng)方向向上
E.兩個(gè)波源振動(dòng)的相位差為π
答案:ABE
解析:兩波在均勻介質(zhì)中傳播速度相同,設(shè)為v,則有2vt1=xAB,代入解得v==10 m/s,B正確;由題圖乙、丙知兩列波的周期T=0.2 s,則波長(zhǎng)λ=vT=2 m,A正確;當(dāng)A的波峰(或波谷)傳到C時(shí),恰好B的波谷(或波峰)傳到C點(diǎn),所以C點(diǎn)的振動(dòng)始終減弱,C錯(cuò)誤;振源A、B都只振動(dòng)了一個(gè)周期,0.8 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)B剛剛停止振動(dòng),所以在0.9 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)B沒(méi)有振動(dòng),D錯(cuò)誤;振源A的簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程為y=Asinωt,振源B的簡(jiǎn)諧振動(dòng)方程為y=-Asinωt=Asin(ωt-π),兩個(gè)波源振動(dòng)的相位差為π,E正確.
12.
[2019河北省冀州中學(xué)模擬](5選3)如圖所示,一根張緊的水平彈性長(zhǎng)繩上的a、b兩點(diǎn),相距14.0 m,b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方,當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí),若a點(diǎn)的位移達(dá)到正向最大時(shí),b點(diǎn)的位移恰為零且向下運(yùn)動(dòng).經(jīng)過(guò)1.00 s后a點(diǎn)的位移為零,且向下運(yùn)動(dòng),而b點(diǎn)的位移恰達(dá)到負(fù)向最大,則這列簡(jiǎn)諧波的波速可能等于( )
A.4.67 m/s B.6 m/s
C.10 m/s D.4 m/s
E.6.36 m/s
答案:ACE
解析:由題意可知,當(dāng)簡(jiǎn)諧橫波沿長(zhǎng)繩向右傳播時(shí),若a點(diǎn)的位移達(dá)到正向最大時(shí),b點(diǎn)的位移恰為零且向下運(yùn)動(dòng),則a、b間距離xab=λ,n=0,1,2,…,得到波長(zhǎng)λ==,n=0,1,2,…,又據(jù)題意,經(jīng)過(guò)1.00 s后a點(diǎn)的位移為零,且向下運(yùn)動(dòng),而b點(diǎn)的位移恰達(dá)到負(fù)向最大,則時(shí)間t=1.00 s=T,k=0,1,2,…,得到周期T= s,k=0,1,2,…,則波速v== m/s,當(dāng)k=0,n=0時(shí),v=4.67 m/s;當(dāng)k=1,n=1時(shí),v=10 m/s;當(dāng)k=1,n=2時(shí),v=6.36 m/s;由于n、k是整數(shù),v不可能等于6 m/s和4 m/s,A、C、E正確.
13.[2019山東泰安模擬](5選3)均勻介質(zhì)中相距為a的兩個(gè)波源S1和S2,振動(dòng)頻率均為f,產(chǎn)生的簡(jiǎn)諧橫波沿其連線相向傳播,振幅為A,波速為v.O為S1S2的中點(diǎn),如圖所示.已知兩波源的振動(dòng)方向和初始相位均相同.下列說(shuō)法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)頻率為f
B.質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)頻率為2f
C.質(zhì)點(diǎn)O的振幅為2A
D.只要不滿足a=n(n=1,2,3,…),質(zhì)點(diǎn)O的振幅就一定小于2A
E.質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)可能與波源S1、S2不同步
答案:ACE
解析:兩個(gè)波源S1和S2,振動(dòng)頻率均為f,那么質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)頻率也為f,A正確,B錯(cuò)誤;O為S1S2的中點(diǎn),那么兩波源傳播到質(zhì)點(diǎn)O的振動(dòng)是同步的,質(zhì)點(diǎn)O的振幅就一定等于2A,C正確,D錯(cuò)誤;只有當(dāng)波源到質(zhì)點(diǎn)O的間距是半個(gè)波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí),則O的振動(dòng)與波源S1、S2同步,E正確.
14.[2019江西師范大學(xué)附屬中學(xué)檢測(cè)](5選3)一列簡(jiǎn)諧橫波在某時(shí)刻的波形如圖所示,該時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的速度為v,經(jīng)過(guò)1.0 s它的速度第一次與v相同,再經(jīng)過(guò)0.2 s它的速度第二次與v相同,則下列判斷中正確的是( )
A.波沿x軸正方向傳播,波速為6 m/s
B.波沿x軸負(fù)方向傳播,波速為5 m/s
C.若某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)波谷處,則質(zhì)點(diǎn)P一定到達(dá)波峰處
D.質(zhì)點(diǎn)M與質(zhì)點(diǎn)Q的位移大小總是相等、方向總是相反
E.從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),在2.0 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的位移為20 cm
答案:BCE
解析:由題圖讀出波長(zhǎng)λ=6 m.根據(jù)質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)情況可得:該波的周期為T=1.0 s+0.2 s=1.2 s,則波速為v== m/s=5 m/s.根據(jù)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)情況可知,圖示時(shí)刻P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,則波沿x軸負(fù)方向傳播,A錯(cuò)誤,B正確;由題圖知質(zhì)點(diǎn)M與質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置之間的距離是半個(gè)波長(zhǎng),振動(dòng)情況總是相反,則某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)M到達(dá)波谷處,則質(zhì)點(diǎn)P一定到達(dá)波峰處,C正確;題圖所示時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)M與質(zhì)點(diǎn)Q的位移大小相等、方向相反,但它們平衡位置之間的距離不是半個(gè)波長(zhǎng)的奇數(shù)倍,所以位移不是總是相反,D錯(cuò)誤;該波的周期T=1.2 s,從題圖所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y=-Asin=-20sin cm=-20sin cm,當(dāng)t=2.0 s時(shí),代入解得y=20 cm,即從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),在2.0 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的位移為20 cm,E正確.
15.[2019河北省衡水中學(xué)聯(lián)考](5選3)一列簡(jiǎn)諧橫波在t1=0.02 s時(shí)刻的波形圖如圖甲所示,平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖象如圖乙所示.已知質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x=1.75 m處.下列說(shuō)法正確的是( )
A.波的傳播速度為100 m/s
B.t2=0.03 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向
C.M點(diǎn)在t1時(shí)刻位移為 m
D.質(zhì)點(diǎn)M從t1時(shí)刻起每過(guò)0.005 s通過(guò)的路程均為0.2 m
E.如果該波波源從O點(diǎn)沿x軸正向快速運(yùn)動(dòng),則在x=20 m處的觀察者接收到的波的頻率將大于50 Hz
答案:ACE
解析:由題圖甲可知波長(zhǎng)λ=2 m,由題圖乙可知周期T=0.02 s,所以波速v==100 m/s,A正確;由題圖乙知t1=0.02 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P正通過(guò)平衡位置向y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),可以判斷出該波沿x軸正方向傳播,所以此時(shí)質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸正方向,則當(dāng)t2=0.03 s,即再過(guò)半個(gè)周期時(shí),質(zhì)點(diǎn)M的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,B錯(cuò)誤;質(zhì)點(diǎn)M的平衡位置在x=1.75 m,與P點(diǎn)振動(dòng)情況相差T=T,則M點(diǎn)振動(dòng)方程為y=-0.2sint-π m,在t1時(shí)刻位移為 m,C正確;質(zhì)點(diǎn)M從t1時(shí)刻起每過(guò)四分之一周期通過(guò)的路程不是振幅0.2 m,D錯(cuò)誤;根據(jù)多普勒效應(yīng)可知當(dāng)波源向觀察者快速運(yùn)動(dòng)時(shí),觀察者接收到的波的頻率大于波源的實(shí)際頻率,E正確.
16.[新情景題](5選3)簡(jiǎn)諧橫波A與B在某時(shí)刻的波形如圖所示,經(jīng)過(guò)t=TB時(shí)間(TB為簡(jiǎn)諧橫波B的周期),兩波仍出現(xiàn)圖示波形,則兩波的波速之比可能是( )
A.2:1 B.4:1
C.6:1 D.3:2
E.4:3
答案:ABC
解析:設(shè)簡(jiǎn)諧橫波A的波長(zhǎng)為λA,簡(jiǎn)諧橫波B的波長(zhǎng)為λB,則由題圖可得λA=a,λB=a,即λA=2a,λB=a;由于簡(jiǎn)諧橫波A某時(shí)刻的波形經(jīng)過(guò)t=nTA(n=1,2,3,…)的時(shí)間不變,所以TB=nTA,結(jié)合vA==和vB===,則=2n:1,故選項(xiàng)A、B、C正確.
課時(shí)測(cè)評(píng) 綜合提能力 課時(shí)練 贏高分
一、選擇題
1.(5選3)下列說(shuō)法正確的是( )
A.機(jī)械波與電磁波都是波,具有相同的特性,都可以在真空中傳播
B.波速、波長(zhǎng)和周期的關(guān)系式λ=vT對(duì)機(jī)械波和電磁波都適用
C.單擺在空氣中擺動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械波
D.不僅聲波具有多普勒效應(yīng),電磁波和其他機(jī)械波也具有多普勒效應(yīng)
E.任何波的頻率都等于波源的振動(dòng)頻率
答案:BDE
解析:機(jī)械波與電磁波都是波,具有相同的特性,但是電磁波可以在真空中傳播,而機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;波速、波長(zhǎng)和周期的關(guān)系式λ=vT對(duì)機(jī)械波和電磁波都適用,選項(xiàng)B正確;單擺在空氣中擺動(dòng),會(huì)引起周圍空氣振動(dòng),能夠產(chǎn)生機(jī)械波,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;多普勒效應(yīng)是波特有的,不僅聲波具有多普勒效應(yīng),電磁波和其他機(jī)械波也具有多普勒效應(yīng),選項(xiàng)D正確;任何波的頻率都等于波源的振動(dòng)頻率,選項(xiàng)E正確.
2.[2018全國(guó)卷Ⅲ](5選3)[物理——選修3-4]一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=0和t=0.20 s時(shí)的波形分別如圖中實(shí)線和虛線所示.已知該波的周期T>0.20 s.下列說(shuō)法正確的是( )
A.波速為0.40 m/s
B.波長(zhǎng)為0.08 m
C.x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.70 s時(shí)位于波谷
D.x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)在t=0.12 s時(shí)位于波谷
E.若此波傳入另一介質(zhì)中其波速變?yōu)?.80 m/s,則它在該介質(zhì)中的波長(zhǎng)為0.32 m
答案:ACE
解析:A對(duì):因周期T>0.20 s,故波在Δt=0.20 s內(nèi)傳播的距離小于波長(zhǎng)λ,由y-x圖象可知傳播距離Δx=0.08 m,故波速v==0.40 m/s;B錯(cuò):由y-x圖象可知波長(zhǎng)λ=0.16 m;C對(duì)、D錯(cuò):由v=得,波的周期T==0.4 s,根據(jù)振動(dòng)與波動(dòng)的關(guān)系知t=0時(shí),x=0.08 m的質(zhì)點(diǎn)沿+y方向振動(dòng),t=0.7 s=1T,故此時(shí)該質(zhì)點(diǎn)位于波谷;因?yàn)門<0.12 s<,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)在x軸上方沿-y方向振動(dòng);E對(duì):根據(jù)λ=vT得波速變?yōu)?.80 m/s時(shí)波長(zhǎng)λ=0.32 m/s.
3.(5選3)一列簡(jiǎn)諧橫波沿直線傳播.t=0時(shí)刻波源O由平衡位置開(kāi)始振動(dòng),在波的傳播方向上平衡位置距O點(diǎn)0.9 m處有一質(zhì)點(diǎn)A,其振動(dòng)圖象如圖所示.下列說(shuō)法正確的是( )
A.波源起振方向沿y軸正方向
B.該簡(jiǎn)諧波波長(zhǎng)為4 m
C.該簡(jiǎn)諧波周期為4 s
D.該簡(jiǎn)諧波波速度大小為1.2 m/s
E.從振源起振開(kāi)始,17 s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程為2.8 m
答案:ACE
解析:由振動(dòng)圖象可知,3 s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A剛好起振且振動(dòng)方向沿y軸的正方向,因此波源的起振方向沿y軸的正方向,A正確;由振動(dòng)圖象可知,波的周期為4 s,則波源由起振到傳播到0.9 m處的過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間為個(gè)周期,因此0.9 m對(duì)應(yīng)個(gè)波長(zhǎng),即波長(zhǎng)為1.2 m,B錯(cuò)誤、C正確;由波速公式可知該波的波速為v== m/s=0.3 m/s,D錯(cuò)誤;17 s為4個(gè)周期,質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)了3個(gè)周期,因此質(zhì)點(diǎn)A通過(guò)的路程為振幅的14倍,即通過(guò)的路程為2.8 m,E正確.
4.(5選3)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,振幅為2 cm.已知在t=0時(shí)刻位于x1=30 cm、x2=80 cm的兩質(zhì)點(diǎn)P、Q的位移都是1 cm,但運(yùn)動(dòng)方向相反,其中質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng),如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )
A.該列簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)最長(zhǎng)為75 cm
B.該列簡(jiǎn)諧橫波波長(zhǎng)可能為25 cm
C.質(zhì)點(diǎn)P、Q的速度在某一時(shí)刻可以相同
D.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)到波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的加速度沿y軸正方向
E.當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)到波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q的速度沿y軸負(fù)方向
答案:ACD
解析:分析可知P、Q兩點(diǎn)振動(dòng)的相位差為π,則P、Q之間的距離通式為λ=50 cm,則波長(zhǎng)的表達(dá)式為λ=cm(n=0,1,2,…);當(dāng)n=0時(shí),λ=75 cm且為最大值,選項(xiàng)A正確;當(dāng)λ=25 cm時(shí)n的取值不是正整數(shù),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)時(shí),若兩點(diǎn)分別位于x軸上、下方時(shí),兩質(zhì)點(diǎn)的速度可以相同,選項(xiàng)C正確;當(dāng)質(zhì)點(diǎn)Q振動(dòng)到波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)P處于波谷與平衡位置之間,位移為負(fù)值,則加速度為正值,選項(xiàng)D正確;當(dāng)質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)到波峰時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q處于平衡位置與波谷之間且沿y軸正方向振動(dòng),速度沿y軸正方向,選項(xiàng)E錯(cuò)誤.
5.一位游客在千島湖邊欲乘游船,當(dāng)日風(fēng)浪很大,游船上下浮動(dòng).可把游船浮動(dòng)簡(jiǎn)化成豎直方向的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅為20 cm,周期為3.0 s.當(dāng)船上升到最高點(diǎn)時(shí),甲板剛好與碼頭地面平齊.地面與甲板的高度差不超過(guò)10 cm時(shí),游客能舒服地登船.在一個(gè)周期內(nèi),游客能舒服地登船的時(shí)間是( )
A.0.5 s B.0.75 s
C.1.0 s D.1.5 s
答案:C
解析:由題意知,游船在做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振動(dòng)圖象如圖所示,根據(jù)振動(dòng)方程y=Asin(ωt+φ),結(jié)合振動(dòng)圖象知地面與甲板的高度差不超過(guò)10 cm的時(shí)間有三分之一周期,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤.
6.一彈簧振子的位移y隨時(shí)間t變化的關(guān)系式為y=0.1sin2.5πt,位移y的單位為m,時(shí)間t的單位為s.則( )
A.彈簧振子的振幅為0.2 m
B.彈簧振子的周期為1.25 s
C.在t=0.2 s時(shí),振子的運(yùn)動(dòng)速度為零
D.在任意0.2 s時(shí)間內(nèi),振子的位移均為0.1 m
答案:C
解析:由y-t關(guān)系式可知,彈簧振子的振幅為0.1 m,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;彈簧振子的周期為T== s=0.8 s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在t=0.2 s時(shí),y=0.1 m,即振子到達(dá)最高點(diǎn),此時(shí)振子的運(yùn)動(dòng)速度為零,選項(xiàng)C正確;只有當(dāng)振子從平衡位置或者從最高點(diǎn)(或最低點(diǎn))開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí),經(jīng)過(guò)T/4=0.2 s,振子的位移才為0.1 m,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
7.(多選)水平彈簧振子,每隔時(shí)間t,振子的位移總是大小和方向都相同,每隔的時(shí)間,振子的速度總是大小相等、方向相反,則有( )
A.彈簧振子的周期可能小于
B.每隔的時(shí)間,振子的加速度總是相同的
C.每隔的時(shí)間,振子的動(dòng)能總是相同的
D.每隔的時(shí)間,彈簧的長(zhǎng)度總是相同的
答案:AC
解析:由題意可知,t=nT,n可以是1,3,…,當(dāng)n=1時(shí),T=t;當(dāng)n=3時(shí),T=<,選項(xiàng)A正確;討論B、C、D時(shí),以t=T為例.每隔時(shí)間,振子的位置關(guān)于平衡位置對(duì)稱,振子的加速度大小總是相等,方向總是相反,振子的動(dòng)能總是相同,彈簧的長(zhǎng)度不相同,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤.
8.如圖,沿同一彈性繩相向傳播的甲、乙兩列簡(jiǎn)諧橫波,波長(zhǎng)相等,振幅分別為10 cm、20 cm,在某時(shí)刻恰好傳到坐標(biāo)原點(diǎn).則兩列波相遇疊加后( )
A.不可能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣
B.在x=2 m的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)始終減弱
C.在x=0.5 m的質(zhì)點(diǎn)振幅為零
D.坐標(biāo)原點(diǎn)的振幅為30 cm
答案:D
解析:由圖可知,兩波的波長(zhǎng)相等,又波速相等,則頻率相等,能發(fā)生干涉,能產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣,故A錯(cuò)誤;兩列波相遇后,在疊加區(qū)域x=2 m的質(zhì)點(diǎn),振動(dòng)方向相同,則振動(dòng)始終加強(qiáng),故B錯(cuò)誤;兩列波在x=0.5 m的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相反,則振幅為兩列波的振幅之差,即為10 cm,故C錯(cuò)誤;根據(jù)矢量疊加原則,兩列波在原點(diǎn)振動(dòng)方向相同,則原點(diǎn)的振幅為兩列波的振幅之和,即為30 cm,故D正確.
9.
(5選3)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上,下端連接一物塊,物塊沿豎直方向以O(shè)點(diǎn)為中心點(diǎn),在C、D兩點(diǎn)之間做周期為T的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).已知在t1時(shí)刻物塊的速度大小為v、方向向下,動(dòng)能為Ek.下列說(shuō)法中正確的是( )
A.如果在t2時(shí)刻物塊的速度大小也為v,方向向下,則t2-t1的最小值小于
B.如果在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為Ek,則t2-t1的最小值為T
C.物塊通過(guò)O點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大
D.當(dāng)物塊通過(guò)O點(diǎn)時(shí),其加速度最小
E.物塊運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí),其加速度最小
答案:ACD
解析:如果在t2時(shí)刻物塊的速度大小也為v、方向也向下,則t2-t1的最小值小于,A正確;如果在t2時(shí)刻物塊的動(dòng)能也為Ek,則t2-t1的最小值小于,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)物塊通過(guò)O點(diǎn)時(shí),其加速度最小,速度最大,動(dòng)能最大,C、D正確;物塊運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí),其加速度最大,速度為零,選項(xiàng)E錯(cuò)誤.
10.(5選3)甲、乙兩列橫波在同一介質(zhì)中分別從波源M、N兩點(diǎn)沿x軸相向傳播,波速均為2 m/s,振幅相同,某時(shí)刻的波形如圖所示,則( )
A.甲、乙兩波的起振方向相反
B.甲、乙兩波的頻率之比為2:3
C.再經(jīng)過(guò)3 s,平衡位置在x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向下
D.再經(jīng)過(guò)3 s,平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)位移最大
E.再經(jīng)過(guò)3 s,兩波源間(不含波源)有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移為零
答案:ADE
解析:由波形圖可知,甲波起振方向向下,乙波起振方向向上,甲、乙兩波的起振方向相反,A正確;甲波波長(zhǎng)為4 m,乙波波長(zhǎng)為6 m,波速相同,其兩波頻率與波長(zhǎng)成反比,所以甲、乙兩波的頻率之比為3:2,B錯(cuò)誤;設(shè)振幅為A,再經(jīng)過(guò)3 s,甲波波谷傳播到x=7 m處,對(duì)應(yīng)該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向向上,乙波對(duì)應(yīng)該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向也向上,故平衡位置在x=7 m處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向向上,C錯(cuò)誤;畫出再經(jīng)過(guò)3 s的波形圖如圖所示,顯然平衡位置在x=1 m處的質(zhì)點(diǎn)位移最大,D正確;根據(jù)波的疊加可知兩波源間(不含波源)有5個(gè)質(zhì)點(diǎn)位移為零,這5個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置分別在2~3 m之間,4~5 m之間,6 m處,7~8 m之間,9 m處,選項(xiàng)E正確.
二、非選擇題
11.設(shè)B、C為兩列機(jī)械波的波源,它們?cè)谕N介質(zhì)中傳播,其振動(dòng)表達(dá)式分別為yB=0.1cos(2πt)cm和yC=0.1cos(2πt+π)cm,發(fā)出的波的傳播方向如圖中的虛線所示.它們傳到P點(diǎn)時(shí)相遇,2 s末P點(diǎn)開(kāi)始起振.=40 cm,=50 cm.試求:
(1)這兩列波的波長(zhǎng);
(2)P點(diǎn)形成合振動(dòng)的振幅.
答案:(1)0.2 m (2)0.2 cm
解析:(1)由振動(dòng)表達(dá)式y(tǒng)B=0.1cos(2πt) cm,
知ω=2π rad/s,則波的周期為T== s=1 s.
據(jù)題意,波從B傳到P的時(shí)間為2 s,則波速為
v== m/s=0.2 m/s.
波長(zhǎng)λB=λC=vT=0.2 m.
(2)據(jù)題可知,兩個(gè)波源振動(dòng)反向,兩列波到P點(diǎn)的波程差
Δs=-=50 cm-40 cm=0.1 m=,
故P點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn),振幅為A=20.1 cm=0.2 cm.
12.如圖所示,一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形如圖中的實(shí)線所示,此時(shí)這列波恰好傳播到P點(diǎn),且再經(jīng)過(guò)1.2 s,坐標(biāo)為x=8 m的Q點(diǎn)開(kāi)始起振,求:
(1)該列波的周期T;
(2)從t=0時(shí)刻到Q點(diǎn)第一次達(dá)到波峰時(shí),振源O點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移y及其所經(jīng)過(guò)的路程s.
答案:(1)0.4 s (2)3 cm 0.45 m
解析:(1)根據(jù)波形圖可知,這列波從P點(diǎn)傳播到Q點(diǎn),傳播距離Δx=8 m-2 m=6 m,時(shí)間Δt=1.2 s,則波傳播的速度v==5 m/s,波長(zhǎng)λ=2 m,周期T==0.4 s.
(2)根據(jù)波形圖可知t=0時(shí)刻距離Q點(diǎn)最近的波峰在x=0.5 m處,傳播到Q點(diǎn)的距離Δx′=8 m-0.5 m=7.5 m,需要的時(shí)間Δt′==1.5 s.
時(shí)間1.5 s=T,經(jīng)過(guò)T,質(zhì)點(diǎn)Q到達(dá)波峰,振源O點(diǎn)相對(duì)平衡位置的位移y=3 cm.
振源O點(diǎn)經(jīng)過(guò)的路程s=4A=45 cm=0.45 m.
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