（浙江選考）2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇專題 提升訓(xùn)練17 機(jī)械振動與機(jī)械波

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1、提升訓(xùn)練17　機(jī)械振動與機(jī)械波 1.擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點(diǎn)高度相同,其振動圖象如圖所示。選懸掛點(diǎn)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(zhuǎn)動搖把,曲軸可帶動彈簧振子上下振動。開始時不轉(zhuǎn)動搖把,讓振子自由振動,測得其頻率為2 Hz?，F(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動搖把,轉(zhuǎn)速為240 r/min。則(　　) A.當(dāng)振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期是0.5 s B.當(dāng)振子穩(wěn)定振動時,它的振動頻率是4 Hz C

2、.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時,彈簧振子的振幅增大 D.當(dāng)轉(zhuǎn)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(zhì)中x軸上的四個質(zhì)點(diǎn),相鄰兩點(diǎn)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(dá)質(zhì)點(diǎn)a處,質(zhì)點(diǎn)a由平衡位置開始豎直向下運(yùn)動,t=3 s時a第一次到達(dá)最高點(diǎn)。下列說法正確的是(　　) A.在t=6 s時刻波恰好傳到質(zhì)點(diǎn)d處 B.在t=5 s時刻質(zhì)點(diǎn)c恰好到達(dá)最高點(diǎn) C.質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)在a點(diǎn)的右方,如圖所示。當(dāng)一列簡諧橫波沿此長繩向右傳播時,若a點(diǎn)的位移達(dá)到正向最大時,b點(diǎn)的位移恰為零,且向下運(yùn)動,經(jīng)過1.0 s后,a點(diǎn)的位移為零,且向下運(yùn)動,而b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)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(fù)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(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4 m的質(zhì)點(diǎn),此時平衡位置在x=6 m的質(zhì)點(diǎn)剛剛要開始振動。圖乙是該簡諧波傳播方向上的某一質(zhì)點(diǎn)的振動圖象(計(jì)時起點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)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?yàn)橄蛳? 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(shí)線表示波峰,虛線表示波谷,a為波谷與波谷相遇點(diǎn),b、c為波峰與波谷相遇點(diǎn),d為波峰與波峰相遇點(diǎn),e

5、、g是a、d連線上的兩點(diǎn),其中e為連線的中點(diǎn),則(　　) A.a、d處的質(zhì)點(diǎn)振動加強(qiáng),b、c處的質(zhì)點(diǎn)振動減弱 B.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,e處的質(zhì)點(diǎn)通過的路程為4A C.從圖示時刻經(jīng)過半個周期,g處的質(zhì)點(diǎn)加速向平衡位置運(yùn)動 D.從圖示時刻經(jīng)過四分之一周期,d處的質(zhì)點(diǎn)振幅恰好為零 8.有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀位于天津市的“南開大學(xué)”和上海市的“復(fù)旦大學(xué)”,他們各自在那里的物理實(shí)驗(yàn)室利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了單擺周期T和擺長L的關(guān)系。然后他們通過互聯(lián)網(wǎng)交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并由計(jì)算機(jī)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(fù)旦”做研究的同學(xué)還利用計(jì)算

6、機(jī)繪制了他實(shí)驗(yàn)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(xué)所測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對應(yīng)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(yù)測卷02【新課標(biāo)Ⅰ卷】)下列說法正確的是(　　) A.機(jī)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(shí)驗(yàn)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(yīng)可以

7、判斷遙遠(yuǎn)天體相對于地球的運(yùn)動速度 10.P、Q是一列沿x軸傳播的簡諧橫波中的兩質(zhì)點(diǎn),水平間距為Δx=40 cm,從某時刻開始計(jì)時,兩質(zhì)點(diǎn)的振動圖象如圖所示,則下列說法正確的是(　　) A.P點(diǎn)的振動方程是y=0.05cos50πt m B.經(jīng)過時間0.03 s,質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)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(yùn)動的彈簧振子放在水平向右的勻強(qiáng)電場中,小球在O點(diǎn)時,彈簧處于原長,A、B為關(guān)于O對稱的兩個位置,現(xiàn)在使小球帶上負(fù)電,并讓小球從B點(diǎn)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(yùn)動,O點(diǎn)是其平衡位置 B.小球從B運(yùn)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(yùn)動,但其平衡位置不在O點(diǎn) D.小球不可能再做簡諧運(yùn)動 12.如圖甲所示,在水平面內(nèi),有三個質(zhì)點(diǎn)a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點(diǎn)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(jī)械波在水平面內(nèi)傳播,在t2=4 s時c點(diǎn)開始振動,則(　　) A.該機(jī)械波的傳播速度大小為2 m/s B.c點(diǎn)的振動頻率先是與a點(diǎn)相同,兩列波相遇后c點(diǎn)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(diǎn)振動加強(qiáng) 13.如圖所示,一簡諧橫波在t=0時的波形是圖中實(shí)線,在t1=0.2 s時的波形是圖中虛線,P為介質(zhì)中x=4 m處的質(zhì)點(diǎn),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(zhì)點(diǎn)P經(jīng)過0.2 s沿x軸正方向運(yùn)動1 m D.t=0.4 s時,質(zhì)點(diǎn)P的位置y=4 cm 提升訓(xùn)練17　機(jī)械振動與機(jī)械波 1.AC　解析 由題圖可知,又因?yàn)門=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?yàn)榧椎臄[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(zhuǎn)動的頻率f=n= Hz=4 Hz,周期T==0.25 s,當(dāng)振子穩(wěn)定振動時,它的振動周期及頻率均與驅(qū)動力的周期及頻率相等,A錯誤,B正確。當(dāng)轉(zhuǎn)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(diǎn),選項(xiàng)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(dá)最高點(diǎn),則T=3 s,得T=4 s;各質(zhì)點(diǎn)振動周期相同,選項(xiàng)C正確;波傳到c點(diǎn)所需時間t= s=3 s,此時c點(diǎn)由平衡位置開始向下振動,1 s后到達(dá)最低點(diǎn),所以4 s

12、=1.0 s(n2=0,1,2,…) 因此可能的波速為 v= m/s 當(dāng)n2=0,n1=0時,v≈4.67 m/s; 當(dāng)n2=0,n1=1時,v=2 m/s; (n2=0,v隨n1增大將減小) 當(dāng)n2=1,n1=0時,v≈23.3 m/s;(n1=0,v隨n2的增大而增大) 當(dāng)n2=1,n1=1時,v=10 m/s; 據(jù)以上計(jì)算數(shù)據(jù),不可能出現(xiàn)B和D選項(xiàng)的結(jié)果,故選項(xiàng)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(xiàng)正確;彈簧振子周期與振子質(zhì)量、彈簧勁度系數(shù)k有關(guān),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(fù)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(yùn)動的特點(diǎn)可知,在振子到達(dá)平衡位置時位移為零,速度最大;在振子到達(dá)最大位移處時,速度為零,從圖象中可以看出,在振子甲到達(dá)最大位移處時,振子乙恰好到達(dá)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(zhì)點(diǎn)經(jīng)過平衡位置向上振動,而題圖甲中,Q點(diǎn)也經(jīng)過平衡位置向上運(yùn)動,B正確;波源的起振方向與x=6 m的質(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)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(diǎn)分別為波谷波谷疊加和波峰波峰疊加,屬于振動加強(qiáng)點(diǎn),而b、c兩點(diǎn)為波峰與波谷疊加,屬于振動減弱點(diǎn),選項(xiàng)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(yùn)動,該點(diǎn)屬于振動加強(qiáng)點(diǎn),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(yùn)動,則半個周期后,兩列波都在平衡位置下方向上運(yùn)動,g處的質(zhì)點(diǎn)為加速向平衡位置運(yùn)動,所以C正確。振動加強(qiáng)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)的振幅為2A,選項(xiàng)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(xué)所測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對應(yīng)的圖象是B,選項(xiàng)A正確。斜率不是重力加速度而是,選項(xiàng)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(xiàng)C錯誤。由于都在同一地點(diǎn),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(xiàng)D正確。 9.ACD　解析 機(jī)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(yīng),遙遠(yuǎn)天體相對于地球遠(yuǎn)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(guān),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(jié)合t=0時Q在平衡位置向下振動,對質(zhì)點(diǎn)P點(diǎn),y=Acosωt=0.05cos50πt,故A正確;在波的傳播過程中,質(zhì)點(diǎn)不會隨波運(yùn)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(dāng)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(qiáng)電場中受到水平向左的電場力,設(shè)該電場力大小為F0

17、,小球合力為零的位置應(yīng)該在O點(diǎn)左側(cè),設(shè)為O1,設(shè)O1、O點(diǎn)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(dāng)小球從O1點(diǎn)向右運(yùn)動的位移為x時,回復(fù)力F=-F0+k(x0-x)=-kx,所以小球會以O(shè)1點(diǎn)為平衡位置做簡諧運(yùn)動,選項(xiàng)A、D錯誤,C正確;因?yàn)椴恢繟點(diǎn)與平衡位置O1點(diǎn)的位置關(guān)系,所以不能確定小球從B運(yùn)動到A的過程中,動能如何變化,選項(xiàng)B錯誤。 12.ACD　解析 因?yàn)榻?jīng)過4 s,振動由a點(diǎn)傳到c點(diǎn),則波的傳播速度v= m/s=2 m/s,選項(xiàng)A正確;c點(diǎn)的振動頻率先是與a點(diǎn)相同,兩列波相遇后c點(diǎn)的振動頻率仍然是不變的,選項(xiàng)B錯誤;該波的波長為λ=vT=2×1 m

18、=2 m,選項(xiàng)C正確;因?yàn)閎c-ac=2 m=λ,故兩列波相遇后,c點(diǎn)振動加強(qiáng),選項(xiàng)D正確。 13.B　解析 當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(diǎn)可知,各質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移,而是在平衡位置附近做簡諧運(yùn)動,故C錯誤;據(jù)波的圖象可知,t=0.4 s時,質(zhì)點(diǎn)P的位置y=0,故D錯誤。 5