（衡水萬卷）高三物理二輪復(fù)習(xí) 作業(yè)卷十八 機(jī)械振動(dòng)1（含解析）-人教版高三物理試題

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1、機(jī)械振動(dòng)1 一 、單選題（本大題共4小題 。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的） 1.（2015天津高考真題）圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為和，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開始計(jì)時(shí)的振動(dòng)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(diǎn)a經(jīng)過4s振動(dòng)的路程為4m C、此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向 D、質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為零 2.（2015福建高考真題）簡(jiǎn)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(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，

2、下列四副波形中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是（ ） 3.（2015北京高考真題）周期為2.0s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，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(fù)方向傳播，波速v=20m/s D、沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/s 4. 如圖所示為一個(gè)豎直放置的彈簧振子物體沿豎直方向在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，A點(diǎn)位置恰好為彈簧的原長(zhǎng)。物體由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)（C、D兩點(diǎn)未在圖上標(biāo)出）的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加了3.0J，重力勢(shì)

3、能減少了2.0J。對(duì)于這段過程有如下說法：? ①物體的動(dòng)能增加1.0J ②C點(diǎn)的位置可能在平衡位置以上 ③D點(diǎn)的位置可能在平衡位置以上 ④物體經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)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(shí)線是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P恰在平衡位置，虛線是這列波在t=0.2s時(shí)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(shí)，x=4cm處質(zhì)點(diǎn)P的

4、速度沿y軸負(fù)方向 　 C． 質(zhì)點(diǎn)P在0.6s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的路程為0.32m 　 D． 質(zhì)點(diǎn)P在0.4s時(shí)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(jiǎn)諧橫波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)a和b的平衡位置相距0.5m．某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b剛好處于平衡位置向上運(yùn)動(dòng)．這列波的波長(zhǎng)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(shí)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(diǎn)振動(dòng)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(shí)開始計(jì)時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x=2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置 　 D． 在t+0.2 s時(shí)，x=﹣2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移一定為A 三 、簡(jiǎn)答題（本大題共2小題 ） 8. 彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B.C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).B.C相距20 cm.某時(shí)刻振子處于B點(diǎn).經(jīng)過0.5 s，振子首次到達(dá)C點(diǎn).求： （1）振動(dòng)的周期和頻率； （2）振子在5 s內(nèi)通過的路程及位移大??； （3）振子在B點(diǎn)的加速度大小跟它距

6、O點(diǎn)4 cm處P點(diǎn)的加速度大小的比值. 9. (1)一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。時(shí)刻振子的位移；時(shí)刻；時(shí)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(zhǎng)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(diǎn)b開始振動(dòng)的方向向上，根據(jù)前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)的原理，該波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；4s是半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過半個(gè)周期振動(dòng)的路程是兩個(gè)振幅，即1 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)a、b振動(dòng)方向相反，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿一y方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t=2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a在波谷，速度為零，選項(xiàng)D正確。 2. 【答案】：D 【解析】由圖A知，波長(zhǎng)λ=2s，周期，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)T第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，B圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)λ=s，周期，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)T第一次到

8、達(dá)波谷，用時(shí)，C圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)λ=s，周期由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)T第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，D圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)λ=s，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)T到達(dá)波谷，用時(shí)，所以D正確。 3. 【答案】B 【解析】根據(jù)前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的原理，該波沿x軸正方向傳播；根據(jù)圖像，這列波的波長(zhǎng)為20 m，所以波速v==10m／s，選項(xiàng)B正確。 4. 【答案】A 解：①由于系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由彈簧的彈性勢(shì)能增加了3.0J，重力勢(shì)能減少了2.0J，則可知?jiǎng)幽軠p少1.0J，故①錯(cuò)誤。 ②由于到D點(diǎn)的時(shí)候動(dòng)能已經(jīng)減少了，故D之前到達(dá)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(cuò)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)： 波長(zhǎng)、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(zhǎng)λ，由v=求出周期T，由時(shí)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(shí)，x=4cm處質(zhì)點(diǎn)P的速度方向．由時(shí)間與周期的關(guān)系，求解質(zhì)點(diǎn)P在0.6s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的路程，確定出質(zhì)點(diǎn)P在0.4s時(shí)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(zhǎng)λ=12cm，由v=得周期T==，t=0.2s=T，由圖看出，實(shí)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(yīng)向左平移，波沿x軸負(fù)方向傳播．故A錯(cuò)誤． B、波沿x軸負(fù)方向傳播，t=0時(shí)，x=4 cm處質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸負(fù)方向．故B正確． C、時(shí)間t=0.6s=4T，而每個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過的路程是4A，則質(zhì)點(diǎn)P在0.6s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的路程為S=4×4A=0.32m．故C正確． D、質(zhì)點(diǎn)P在0.4s時(shí)刻與0.1s時(shí)刻狀態(tài)相同，而t=0.1s=，質(zhì)點(diǎn)P正從平衡位置向波谷運(yùn)動(dòng)，速度方向向下，而加速度方向向上，

11、故D錯(cuò)誤． 故選BC 點(diǎn)評(píng)： 本題關(guān)鍵是時(shí)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(shí)間與周期的關(guān)系，分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)． 6.【答案】BC 考點(diǎn)： 波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象． 分析： a質(zhì)點(diǎn)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(zhǎng)的通項(xiàng)，再得到特殊值． 解答： 解：據(jù)題質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b剛好處于平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，則ab間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系為：xab=（n+）λ，n=0，1，2，3… 則得 λ===m 當(dāng)n=0時(shí)，λ=2m； 當(dāng)n=1時(shí)，λ=0.4m； 故選：BC． 點(diǎn)評(píng)： 本題關(guān)鍵抓住波的

12、空間周期性，得到波長(zhǎng)的通項(xiàng)，考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力和分析波動(dòng)形成過程的能力． 7.【答案】AC 考點(diǎn)： 波長(zhǎng)、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(fù)性，可列出在0.4秒內(nèi)的經(jīng)過N個(gè)周期，從而得出波速的通項(xiàng)式，并由此確定周期的最大值和波速的最小值．根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系分析質(zhì)點(diǎn)的位移．由波的傳播方向來確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)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(shí)刻與t=0.4s時(shí)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(dāng)N=1時(shí)，周期最大，為T=0.4s

13、，根據(jù)v=，當(dāng)N=1時(shí)，波速最小為lOm/s，故A正確，B錯(cuò)誤； C、橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)先向上運(yùn)動(dòng)再回到平衡位置，所以從t=0開始計(jì)時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，C正確； D、在t+0.2 s時(shí)，x=﹣2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移為零．D錯(cuò)誤； 故選：AC． 點(diǎn)評(píng)： 此題關(guān)鍵要理解波的傳播周期性與重復(fù)性，列出周期的通項(xiàng)，掌握波速、頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系，理解質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向． 三 、簡(jiǎn)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(shí)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(gè)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(dòng)了5個(gè)周期，5 s末振子仍處在B點(diǎn)，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(dāng)n=0時(shí)，解得,故選項(xiàng)A正確.B錯(cuò)誤；若振幅為0.2m, 則,當(dāng)n=0時(shí)解得，T=8s,所以選項(xiàng)C錯(cuò)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(duì)的圓心角是。