爱爱爱大大的提升训练17 机械振动与机械波
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 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.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.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 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/s B.6 m/s C.10 m/s D.14 m/s 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=2∶1 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=1∶2 1 爱爱爱大大的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λ=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.(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.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 2 通过互联网交流实验数据,并由计算机绘制了T-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3∶2 D.由乙图可知,a、b两单摆摆长之比为4∶9 9.(2017年高考物理原创押题预测卷02【新课标Ⅰ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 10.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Δx=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( ) 2 爱爱爱大大的A.P点的振动方程是y=0.05cos50πt 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/s 11.(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 12.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 13.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 cm 3 爱爱爱大大的 提升训练17 机械振动与机械波 1.AC 解析 由题图可知,又因为T=2π,所以摆长之比为,A正确;由于两摆线长度不同,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.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.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 s后到达最低点,所以4 s 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+m(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=Δt=1.0 s(n2=0,1,2,…) 因此可能的波速为 λ=lab=14 m/s 当n2=0,n1=0时,v≈4.67 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,v≈23.3 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.CD 解析 从图象中可以看出,两弹簧振子周期之比T甲∶T乙=2∶1,得频率之比f甲∶f乙=1∶2,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2∶1,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。 v= 4
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