【红对勾】2014届高三物理总复习 课时作业34 机械振动

【红对勾】2014-2015学年高中物理 3.4 力的合成课后作业时间：45分钟满分：100分一、单项选择题(每小题6分，共30分)1．有两个大小恒定的力，作用在这一点上，当两力同向时，合力为A，反向时合力为B，当两力相互垂直时，其合力大小为( )A.A2＋B2B. A2＋B22C.A＋BD. A＋B 22．如图所示，一个质量为M的物体受到三个共点力F1，F2，F3的作用，则物体所受的合力大小是( )A．2F1B．F2C．2F3D．03．两个共点力F1，F2之间的夹角θ固定不变，其合力为F，当其中一个分力增大时，下列说法中正确的是( )A．F一定增大B．F矢量可以不变C．F可能增大，也可能减小D．当0°<0<90°，F一定减小4．如图所示，细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO>NO，则在不断增加重物G重力的过程中(绳OC不会断)( )A．ON绳先被拉断B．OM绳先被拉断C．ON绳和OM绳同时被拉断D．因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉断5．两个大小都是5 N，夹角为120°的共点力，其合力大小和方向为( )A．10 N，方向与其中一个力夹角为60°B．5 N，方向与其中一个力夹角为30°C．5 N，方向在两力夹角的角平分线上D．10 N，方向无法确定二、多项选择题(每小题6分，共18分)6．若F1，F2两个共点力的合力为F，则有( )A．合力F一定大于任一个分力B．合力F一定大于较小分力C．合力的大小可能等于F1也可能等于F2D．合力有可能小于任一个分力7．关于共点力，下面说法中正确的是( )A．几个力的作用点在同一点上，这几个力是共点力B．几个力作用在同一物体上的不同点，这几个力一定不是共点力C．几个力作用在同一物体上的不同点，但这几个力的作用线或作用线的延长线交于一点，这几个力也是共点力D．物体受到两个力作用，当二力平衡时，这两个力一定是共点力8．两个共点力，一个是40 N，另一个未知，合力大小是100 N，则另一个力可能是( ) A．20 N B．40 NC．80 N D．120 N三、非选择题(共52分)9．(12分)作用于物体上的两个力，F1＝80 N，F2＝60 N，当__________时两个力的合力最大，合力的大小是__________N；当__________时两个力的合力最小，合力的大小是__________N；当两个力的夹角是90°时，合力的大小是__________N，合力的方向__________．10．(8分)在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条．①实验对两次拉伸橡皮条的要求中，下列哪些说法是正确的________(填字母代号)．A．将橡皮条拉伸相同长度即可B．将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置②同学们在操作过程中有如下议论，其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)．A．两细绳必须等长B．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C．用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D．拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些答案课后作业1．B 由力的合成公式F＝F21＋F22＋2F1F2cosθ知，θ角等于0°时F＝F1＋F2，当θ角等于180°时，F＝|F1－F2|.从公式知，当θ增大时，合力F逐渐减小，也可用作图的方法得出结论．2．C 由三角形定则可知，力F1和F2的合力为F3，与另一个F3大小相等、方向相同，所以力F1，F2，F3的合力为2F3，故C正确．3．C 由力的合成公式F＝F21＋F22＋2F1F2cosθ知，θ角虽然固定不变，但其大小不知，当θ<90°时，F随其中一个分力的增大而增大，当θ>90°时，cosθ<0，则F可能随其中一个分力的增大而减小．故C正确．4．A 细绳MO与NO所受的拉力在数值上等于重力G沿两细绳方向的分力．如右图，根据平行四边形定则，结合长度MO>NO可知，F ON>F OM，又知细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，则在不断增加重物G重力的过程中，一定是ON绳先被拉断．5．C 两个力等大，根据平行四边形定则，作出两个力和合力的关系的平行四边形是菱形，合力方向沿两力的对角线方向，因两个力的夹角为120°，进而可得到菱形的半边是等边三角形，所以合力的大小也是5 N.6．CD 由力的合成公式F＝F21＋F22＋2F1F2cosθ知，合力可以比任何一个分力都大，也可以比任何一个分力都小．7．ACD 几个力作用在同一物体上的同一点，或者作用在同一物体上的不同点，但这几个力的作用线或作用线的延长线交于一点，这几个力都是共点力．8．CD 由力的取值范围|F1－F2|≤F≤F1＋F2可知，另一个分力的取值范围是60 N≤F2≤140 N之间，故C、D项正确．9．方向相同140 方向相反20 100 与F1夹37°角10．①BD ②BD11.(10分)物体受到三个力的作用，其中两个力的大小分别为5 N和7 N，这三个力的合力的最大值为21 N，则第三个力的大小为多少？这三个力的合力最小值为多少？12．(12分)如图所示，在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1，F2，已知F1＝3.0 N，F2＝4.0 N，g取10 N/kg，则木块受到的摩擦力为多少？若将F2顺时针转90°，此时木块在水平方向上受的合力大小为多少？13．(10分)两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F与两个力F1与F2之间的夹角θ的关系如下图所示，则合力F大小的变化范围是多少？答案11.9 N 012．5.0 N 1.0 N解析：由平行四边形定则可知，题图中F1与F2的合力F＝F21＋F22＝5.0 N．若木块滑动时，木块受到的滑动摩擦力大小为F f＝μF N＝μmg＝6.0 N．由于F<F f，故木块处于静止状态，木块与地面间的摩擦力为静摩擦力，大小与F相等，即为5.0 N.当F2顺时针旋转90°时，F1与F2方向相同，它们的合力为F1＋F2＝7.0 N>6.0 N．此时木块运动，受滑动摩擦力作用，木块受的合力为1.0 N.13．1 N≤F≤7 N解析：由图知，F1－F2＝1，F21＋F22＝52，得F1＝4 N，F2＝3 N，合力范围F1－F2≤F≤F1＋F2，即1 N≤F≤7 N.。

课时作业36 光的折射全反射色散时间：45分钟满分：100分一、选择题(8×8′＝64′)1．如图所示，一个三棱镜的截面为等腰直角△ABC，∠A为直角．此截面所在平面内的光线沿平行于BC边的方向射到AB边，进入棱镜后直接射到AC边上，并刚好能发生全反射．该棱镜材料的折射率为( )A.62B. 2C.32D. 3解析：如右图所示，由折射规律可得sin45°sin r ＝n ，若光线在AC 边上的D 点发生全反射，则sin β＝1n ，由几何关系又有r ＝90°－β，结合以上三式可得n 2＝32，即n ＝62，正确答案为A.答案：A2．(2011·浙江高考)“B 超”可用于探测人体内脏的病变状况．如右图所示是超声波从肝脏表面入射，经折射与反射，最后从肝脏表面射出的示意图．超声波在进入肝脏发生折射时遵循的规律与光的折射规律类似，可表述为sin θ1sin θ2＝v 1v 2(式中θ1是入射角，θ2是折射角，v 1，v 2分别是超声波在肝外和肝内的传播速度)，超声波在肿瘤表面发生反射时遵循的规律与光的反射规律相同．已知v 2＝0.9v 1，入射点与出射点之间的距离是d ，入射角为i ，肿瘤的反射面恰好与肝脏表面平行，则肿瘤离肝脏表面的深度h 为( )A.9d sin i2100－81sin 2iB.d 81－100sin 2i 10sin iC.d 81－100sin 2i 20sin iD.d 100－81sin 2i 18sin i解析：画出波的传播示意图，如图所示，则有sin i sin β＝v 1v 2＝10.9，得sin β＝0.9sin i .由几何关系得tan β＝d 2h ，即0.9sin i1－0.9sin i2＝d 2h ，所以h ＝d 100－81sin 2i18sin i，选项D 正确．答案：D3．(2011·福建高考)如右图，半圆形玻璃砖置于光屏PQ 的左下方．一束白光沿半径方向从A 点射入玻璃砖，在O 点发生反射和折射，折射光在光屏上呈现七色光带．若入射点由A 向B 缓慢移动，并保持白光沿半径方向入射到O 点，观察到各色光在光屏上陆续消失．在光带未完全消失之前，反射光的强度变化以及光屏上最先消失的光分别是( )A ．减弱，紫光B ．减弱，红光C ．增强，紫光D ．增强，红光解析：入射点由A 向B 缓慢移动的过程中，同一介质对各色光的折射率不同，各色光对应的全反射的临界角也不同．七色光中紫光的折射率最大，由sin C ＝1n可知紫光的临界角最小，所以最先发生全反射的是紫光，折射光减弱，则反射光增强，故C 正确．答案：C4．酷热的夏天，在平坦的柏油公路上，你会看到在一定距离之外，地面显得格外明亮，仿佛是一片水面，似乎还能看到远处车、人的倒影．但当你靠近“水面”时，它却随你靠近而后退．对此现象正确的解释是( )A ．出现的是“海市蜃楼”，是由于光的折射造成的B ．“水面”不存在，是由于酷热难耐，人产生的幻觉C ．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率大，发生全反射D ．太阳辐射到地面，使地表温度升高，折射率小，发生全反射解析：酷热的夏天地面温度高，地面附近空气的密度小，空气的折射率下小上大，远处车、人反射的太阳光由光密介质射入光疏介质发生全反射．答案：D5．如下图所示，一细束红光和一细束蓝光平行射到同一个三棱镜上，经折射后交于光屏上的同一个点M ，若用n 1和n 2分别表示三棱镜对红光和蓝光的折射率，下列说法中正确的是( )A．n1<n2，a为红光，b为蓝光B．n1<n2，a为蓝光，b为红光C．n1>n2，a为红光，b为蓝光D．n1>n2，a为蓝光，b为红光解析：由图可知，b光线经过三棱镜后的偏折角较小，因此折射率较小，是红光．故B 正确．答案：B6．香港中文大学第三任校长高锟荣获了2009年诺贝尔物理学奖．诺贝尔奖委员会高度评价了高锟的贡献，评委会指出：高锟1966年发现如何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号的工作，成为今日电话和高速互联网等现代通信网络运行的基石．下列关于“光纤”及原理的说法中，正确的是( )A．光纤通信具有传输容量大、衰减小、抗干扰性强等优点B．光纤通信、全息照相、数码相机及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理C．实用光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D．当今，在信号的传输领域中，光纤电缆(“光缆”)已经几乎完全取代了传统的铜质“电缆”，成为传播信息的主要工具，是互联网的骨架，并已联接到普通社区解析：全息照相是利用了光的干涉的原理，数码相机是一种利用电子传感器把光学影像转换成电子数据的照相机，它们都不是利用了光的全反射原理，B错误；实用光导纤维是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，C错误．答案：AD7．(2013·浙江期末调研)为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如图所示．已知水的折射率为4，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为( ) 3A.73r B.43rC.34r D.377r解析：只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，如图所示，根据图中几何关系有sin C＝rr2＋h2＝1n＝34，所以h＝73r，选项A对．答案：A8．(2013·浙江温州八校联考)高速公路上的标牌常用“回光返膜”制成，夜间行车时，它能将车灯照射出去的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回光返照膜”是用球体反射原件制成的．如图所示，反光膜内均匀分布着直径10 μm 的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角是( )A ．60°B ．45°C ．30°D ．15°解析：设入射角为i ，折射角为θ，作出光路图如图所示，因为出射光线恰好和入射光线平行，所以i ＝2θ，根据折射定律n ＝sin i sin θ＝sin2θsin θ＝3，所以θ＝30°，i ＝2θ＝60°，选项A 正确．答案：A二、计算题(3×12′＝36′)9．夏日晚上，小明去游泳池游泳，他站在池边发现对岸标杆上有一灯A ，水下池壁上有一彩灯B (B 灯在图中未画出)，如右图所示，他调整自己到岸边的距离，直到发现A 灯经水面反射所成的像与B 灯经水面折射后所成的像重合，此时人到对岸的距离L ＝10 m ，A 灯距水面高为0.5 m ，人眼E 距水面高为2 m ，水的折射率为43.(1)画出小明看到A 、B 灯的像重合时的光路图． (2)求B 灯在水面下的深度． 解析：(1)光路图如下图所示(2)设水面为CF ，A 到水面的距离为L 1，B 灯与水面的距离为L 2，人眼到水面的距离为L 3，点C 、D 之间的距离为L 4，得L 4L －L 4＝L 1L 3即L 410－L 4＝0.52得L 4＝2 m对B 灯光的折射过程，有sin θ1＝sin ∠CBD ＝222＋L 22sin θ2＝sin ∠CA ′D ＝222＋0.52sin θ1sin θ2＝1n ＝34得灯在水面下深处L 2＝432m ＝1.89 m答案：(1)见解析图 (2)1.89 m10．如图所示，AB 为一长L ＝30 km 的光导纤维，一束光线从端面A 射入，在侧面发生全反射，最后从B 端面射出．已知光导纤维的折射率n ＝1.35，光线从纤维内侧面向外射出时，临界角的正弦值为0.9，设在侧面发生全反射的光线从A 端传播到B 端所需时间为t ，求t 的最小值和最大值．解析：光线在光导纤维中传播的时间取决于光沿AB 方向的分速度大小，这与入射角的大小有关．设光在光导纤维中传播的速度为v ，则当入射角θ1＝0时，光在光导纤维中沿AB 方向直线传播，此时时间最短，为t min ＝L v ，又v ＝cn 可得t min ＝Lnc＝1.35×10－4 s当入射角恰能使光线在光导纤维侧面发生全反射时，光在沿AB 方向分速度最小，对应时间最长，为t max ＝L v ·sin α＝1.5×10－4s.答案：1.35×10－4s 1.5×10－4s11．(2012·课标全国理综)一玻璃立方体中心有一点状光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体．已知该玻璃的折射率为2，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值．解析：如右图，考虑从玻璃立方体中心O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折射．根据折射定律有n sin θ＝sin α①式中，n 是玻璃的折射率，入射角等于θ，α是折射角．现假设A 点是上表面面积最小的不透明薄膜边缘上的一点．由题意，在A 点刚好发生全反射，故αA ＝π2②设线段OA 在立方体上表面的投影长为R A ，由几何关系有 sin θA ＝R A R 2A ＋⎝ ⎛⎭⎪⎫a 22③式中a 为玻璃立方体的边长，由①②③式得R A ＝a2n 2－1④ 由题给数据得R A ＝a 2⑤由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为R A 的圆．所求的镀膜面积S ′与玻璃立方体的表面积S 之比为S ′S ＝6πR 2A6a2⑥ 由⑤⑥式得S ′S ＝π4⑦ 答案：π4。

训练·对点高效1.(多选)(2020·贵阳模拟)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 sB.当振子稳定振动时,它的振动频率是4 HzC.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E.振幅增大的过程中,外界对弹簧振子做正功【解析】选B、D、E。

摇把匀速转动的频率f=n=Hz=4 Hz,周期T= 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。

外界对弹簧振子做正功,系统机械能增大,振幅增大,故E正确。

2.(多选)如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,下列说法正确的是 ( )A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行,且摆长相同,则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B.若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则两次摆长之比l1∶l2=25∶4C.图线Ⅱ若是在地球上完成的,则该摆摆长约为1 mD.若摆长均为1 m,则图线Ⅰ是在地球上完成的【解析】选A、B、C。

图线中振幅最大处对应频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等,可以看出,两摆的固有频率f1Hz,f2Hz,根据周期公式可得f==。

当两摆分别在月球和地球上做受迫振动且摆长相等时,g越大,f越大,所以g1<g2,由于月球上的重力加速度比地球上的小,所以图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线,A正确;若两次受迫振动是在地球上同一地点进行,则g相同,两次摆长之比l1∶l2=∶=25∶4,所以B正确;图线Ⅱ若是在地球上完成的,将g= m/s2和f2 Hz代入频率的计算公式可解得l2≈1 m,所以C正确,D错误。

3.(多选)单摆M、N、O、P自由振动时,振动图象分别如图甲、乙、丙、丁所示。

课时作业34 机械振动时间：45分钟满分：100分一、选择题(8×8′＝64′)1．一质点做简谐运动的振动图象如图所示，质点的速度与加速度方向相同的时间段是( )A．0～0.3 s B．0.3～0.6 sC．0.6～0.9 s D．0.9～1.2 s解析：质点做简谐运动时加速度方向与回复力方向相同，与位移方向相反，总是指向平衡位置；位移增加时速度与位移方向相同，位移减小时速度与位移方向相反．答案：BD2．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则( )固固C. 50 Hz<f固<60 Hz D．以上三个都不对解析：从如图所示的共振曲线，可判断出f 驱与f 固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f 固越接近，受迫振动的振幅越大．并从中看出f 驱越接近f 固，振幅的变化越慢．比较各组数据知f 驱在50 Hz ～60 Hz 范围内时，振幅变化最小，因此，50 Hz<f 固<60 Hz ，即C 正确．答案：C3．有一个在y 方向上做简谐运动的物体，其振动图象如图所示．下列关于下图中(1)～(4)的判断正确的是( )A ．图(1)可作为该物体的速度—时间图象B ．图(2)可作为该物体的回复力—时间图象C ．图(3)可作为该物体的回复力—时间图象D ．图(4)可作为该物体的回复加速度—时间图象 解析：因为F ＝－kx ，a ＝－kxm，故图(3)可作为F －t 、a －t 图象；而v 随x 增大而减小，故v －t 图象应为图(2)．答案：C4．(2011·上海高考)两个相同的单摆静止于平衡位置，使摆球分别以水平初速度v 1、v 2(v 1>v 2)在竖直平面内做小角度摆动，它们的频率与振幅分别为f 1、 f 2和A 1、A 2，则( )A ．f 1>f 2，A 1＝A 2B ．f 1<f 2，A 1＝A 2C ．f 1＝f 2，A 1>A 2D ．f 1＝f 2，A 1<A 2解析：由单摆周期公式T ＝2πLg知，单摆振动的周期或频率只与摆长和当地重力加速度有关，因此两单摆的频率相等，即f 1＝f 2；由机械能守恒定律有12mv 2＝mgh ，解得h ＝v22g ，即摆球经过平衡位置的速度越大，达到的高度越高，其振幅也就越大，则本题只有选项C 正确．答案：C5．如图所示，一单摆悬于O 点，摆长为L ，若在O 点的竖直线上的O ′点钉一个钉子，使OO ′＝L /2，将单摆拉至A 处释放，小球将在A 、B 、C 间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于10°，则此摆的周期是( )A ．2πL gB ．2πL 2gC ．2π(L g ＋L2g) D ．π(L g ＋L 2g) 解析：根据T ＝2π L g ，该单摆有12周期摆长为L, 12周期摆长为12L ，故T ＝πL g＋πL2g，故D 正确． 答案：D6．下图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置．当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线．已知木板被水平拉动的速度为0.20 m/s ，图乙所示的一段木板的长度为0.60 m ，则这次实验沙摆的摆长大约为(g ＝π2m/s 2)( )A ．0.56 mB ．0.65 mC ．1.00 mD ．2.25 m解析：木板匀速运动的位移L ＝0.60 m ，所需时间t ＝L v ＝3 s ，则沙摆振动周期T ＝t2＝1.5 s ，由单摆的周期公式T ＝2πl g 知沙摆的摆长l ＝gT 24π2＝0.56 m ．故选A. 答案：A7．一弹簧振子做简谐运动，它所受的回复力F 随时间t 变化的图象为正弦曲线，如右图所示，下列说法正确的是( )A ．在t 从0到2 s 时间内，弹簧振子做加速运动B ．在t 1＝3 s 和t 2＝5 s 时，弹簧振子的速度大小相等，方向相反C ．在t 2＝5 s 和t 3＝7 s 时，弹簧振子的位移大小相等，方向相同D ．在t 从0到4 s 时间内，t ＝2 s 时刻弹簧振子所受回复力做功的功率最大 解析：在t 从0到2 s 时间内，弹簧振子所受的回复力增大，说明位移在增大，振子做减速运动，A 说法错误；从图中可以看出，在t 1＝3 s 和t 2＝5 s 时，振子所受的回复力大小相等，可知振子的速度大小相等，在这段时间内振子是从负向最大位移向正向最大位移运动，速度方向相同，B 说法错误；从图中可以看出，在t 2＝5 s 和t 3＝7 s 时，回复力大小相等，方向相同，则有弹簧振子的位移大小相等，方向相同，C 说法正确；从图中可以看出，t ＝2 s 时刻弹簧振子所受的回复力最大，振子的速度为零，则回复力做功的功率为零，D说法错误．答案：C8．正在运转的机器，当其飞轮以角速度ω0匀速转动时，机器的振动不强烈，切断电源，飞轮的转动逐渐慢下来，在某一小段时间内机器却发生了强烈的振动，此后飞轮转速继续变慢，机器的振动也随之减弱，在机器停下来之后若重新启动机器，使飞轮转动的角速度从0较缓慢地增大到ω0，在这一过程中( )．A ．机器不一定还会发生强烈的振动B ．机器一定还会发生强烈的振动C ．若机器发生强烈振动，强烈振动可能发生在飞轮角速度为ω0时D ．若机器发生强烈振动，强烈振动时飞轮的角速度肯定不为ω0解析：飞轮在转速逐渐减小的过程中，机器出现强烈的振动，说明发生共振现象，共振现象产生的条件是驱动力频率等于系统的固有频率，故当机器重新启动时，飞轮转速缓慢增大的过程中，一旦达到共振条件，机器一定还会发生强烈的振动．由题意可知，发生强烈共振时，飞轮的角速度一定小于ω0.答案：BD二、计算题(3×12′＝36′)9．(2011·江苏高考)将一劲度系数为k 的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m 的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T .解析：单摆周期公式T ＝2πlg，且kl ＝mg 解得T ＝2πm k . 答案：2πm k10．一质点做简谐运动，其位移和时间关系如下图所示．(1)求t ＝0.25×10－2s 时的位移；(2)在t ＝1.5×10－2s 到2×10－2s 的振动过程中，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)在t ＝0至8.5×10－2s 时间内，质点的路程、位移各多大？ 解析：(1)由题图可知A ＝2 cm ，T ＝2×10－2s ， 振动方程为x ＝A sin(ωt －π2)＝－A cos ωt ＝－2cos 2π2×10－2t cm ＝－2cos(100πt ) cm当t ＝0.25×10－2s 时x ＝－2cos π4cm ＝－ 2 cm.(2)由图可知在1.5×10－2s ～2×10－2s 内，质点的位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大．(3)从t ＝0至8.5×10－2 s 的时间内质点的路程为s ＝17A ＝34 cm ，位移为2 cm.答案：(1)－ 2 cm (2)位移变大，回复力变大，速度变小，动能变小，势能变大 (3)34 cm 2 cm11．将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力．下图甲中O 点为单摆的固定悬点，现将小摆球(可视为质点)拉至A 点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A 、B 、C 点之间来回摆动，其中B 点为运动中的最低位置，∠AOB ＝∠COB ＝α，α小于5°且是未知量．图乙表示由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F 随时间t 变化的曲线，且图中t ＝0时刻为摆球从A 点开始运动的时刻．试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息求：(g 取10 m/s 2)(1)单摆的振动周期和摆长； (2)摆球的质量：(3)摆球在运动过程中的最大速度． 解析：(1)由图可知T ＝0.4π s ，由T ＝2πl g 得l ＝T 2g4π2＝0.4 m (2)在B 点拉力的最大值为F max ＝0.510 N ，F max －mg ＝mv 2l ；在A 、C 两点F min ＝0.495 N ，F min ＝mg cos α，由A 到B 的过程中机械能守恒，即mgl (1－cos α)＝12mv 2解得m ＝0.05 kg(3)由F max －mg ＝mv 2maxl，解得v max ＝0.283 m/s答案：(1)0.4π s 0.4 m (2)0.05 kg (3)0.283 m/s。

第34讲机械振动目录复习目标网络构建考点一简谐运动的基本规律【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 简谐运动的基础知识知识点2 简谐运动的五个特征【提升·必考题型归纳】考向1 简谐运动中各物理量的分析考向2 简谐运动的特征应用考点二简谐运动的公式和图像【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 对简谐运动图像的认识知识点2 由简谐运动图像可获取的信息【提升·必考题型归纳】考向1 从振动图像获取信息考向2 根据条件写出振动方程考点三简谐运动的两类模型【夯基·必备基础知识梳理】知识点弹簧振子模型和单摆模型【提升·必考题型归纳】考向1 弹簧振子模型考向2 单摆模型考点四受迫振动和共振【夯基·必备基础知识梳理】知识点1 简谐运动、受迫振动和共振的比较知识点2 对共振的理解【提升·必考题型归纳】考向1 受迫振动和共振规律考向2 实际生活中的受迫振动和共振真题感悟1、理解和掌握简谐运动的基本规律和图像。

2、能够利用简谐运动的基本规律处理有关弹簧振子和单摆模型的有关问题。

3、理解和掌握受迫振动和共振。

考点一 简谐运动的基本规律机械振动动量守恒的条件及应用1.简谐运动的基础知识2.简谐运动的五个特征简谐运动的公式和图像1.对简谐运动图像的认识2.由简谐运动图像可获得的信息简谐运动的两类模型1.弹簧振子模型2.单摆模型受迫振动和共振1.受迫振动和共振2.对共振的理解知识点1 简谐运动的基础知识(1)定义：如果物体的位移与时间的关系遵从 函数的规律，即它的振动图像(xt 图像)是一条正弦曲线，这样的振动是一种简谐运动。

(2)条件：如果物体在运动方向上所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向 ，质点的运动就是简谐运动。

(3)平衡位置：物体在振动过程中 为零的位置。

(4)回复力①定义：使物体返回到 的力。

②方向：总是指向 。

③来源：属于 ，可以是某一个力，也可以是几个力的 或某个力的 。

物理红对勾答案【篇一：物理必修1第二章《红对勾》作业与单元评估(有答案)】45分钟一、选择题(每小题8分，共48分)1．下列实验操作中，哪些是对该实验没有必要的( ) a．要用天平测出钩码的质量b．启动打点计时器和释放小车必须是同时的c．在纸带上确定计时起点时，必须要用打出的第一个点 d．作图象时，必须要把描出的各点都要连在同一条曲线上答案：abcd2．该实验中选用下列器材中的哪些更好些( ) a．秒表 b．打点计时器 c．卷尺d．最小刻度值是毫米的直尺答案：bd3．采取下列哪些措施，有利于减少纸带因受到摩擦而产生的误差( ) a．改用直流6 v电源 b．电源电压越低越好总分：100分c．使用平整、不卷曲的纸带d．使运动物体的运动方向与纸带在一条直线上答案：cd4．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了( )a．物体运动的时间 b．物体在不同时刻的位置c．物体在不同时刻的速度 d．物体在不同时间内的位移答案：ab5．运动小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18 cm，则( )a．小车运动的平均速度为0.03 m/s b．小车运动的平均速度为1.5 m/s c．小车运动的平均速度为1.8 m/s d．小车运动的平均速度为180 m/s 答案：c6．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是( )a．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 b．使小车运动的加速度尽量小些c．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算d．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验解析：选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点间的间隔增大，在用直尺测量这些点间的间隔时，在一次测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此a正确．在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确度会降低，因此小车的加速度略大一些较好．如果每五个点中取一个计数点，以能在纸带上50 cm长度内清楚地取出6～7个计数点为宜，因此b错．为了减小长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点是必要的，因此c正确．如果实验中所用长木板各部分的平整程度和光滑程度不同，小车的速度变化会不均匀而导致实验误差的增大，因此在实验前对所用长木板进行挑选、检查是必要的，所以d正确．答案：acd二、非选择题(共52分)7．(8分)从下列所给器材中，选出本实验所需的器材有__________；为达到实验目的，还缺少__________．①打点计时器②天平③低压直流电源④细绳⑤纸带⑥小车⑦钩码⑧秒表⑨一端有滑轮的长木板答案：①④⑤⑥⑦⑨；交流电源8．(8分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50 hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图7所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点没有画出，纸带旁并排放分度值为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐，由图可以读出1、3、5三个计数点跟“0”点的距离d1、d3、d5填入表格中.图7计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为________m/s.解析：计数点1、3、5到0点的距离可以通过刻度尺直接读出，依次为：d1＝1.20 cm，d3＝5.40 cm，d5＝12.00 cm；小车通过计数点“2”的瞬时速度等于d3－d15.40－1.20计数点1、3之间的平均速度，即v2＝＝cm/s＝21 cm/s＝0.21答案：1.20 cm 5.40 cm 12.00 cm 0.219．(10分)小车牵引纸带沿斜面下滑，用打点计时器打出纸带如图8所示．已知打点周期为0.02 s．根据纸带提供的数据填写表格并求出平均加速度，作出v—t图象．图8－2解析：据v＝得，各段平均速度分别为：v1＝ m/s＝tt0－2－2－2－2图9答案：0.145 0.245 0.355 0.455 0.560 0．665 1.0 m/s2 如图9所示． 10．(12分)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图10给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点．测得：x1＝1.40 cm，x2＝1.90 cm，x3＝2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm，x6＝3.87 cm.那么：图10(1)在打点计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1＝__________cm/s，v2＝__________cm/s，v3＝__________cm/s，v4＝__________cm/s，v5＝__________cm/s.(2)在平面直角坐标系中作出v—t图象． (3)分析小车运动速度随时间变化的规律．【篇二：高中物理选修3-1 红对勾第三章【带详解答案】】txt>课时作业20 磁现象和磁场一、选择题(每小题6分，共48分)1．关于磁极间相互作用，下列说法正确的是( ) a．同名磁极相吸引b．同名磁极相排斥 c．异名磁极相排斥d．异名磁极相吸引答案：bd2．如图所示，甲、乙两根外形完全相同的钢棒，用甲的一端接触乙的中间，下列说法中正确的是()a．若相互吸引，则甲、乙均有磁性b．若相互吸引，则甲有磁性，乙一定没有磁性 c．若相互间没有吸引，则甲、乙均没有磁性d．若相互间没有吸引，则甲一定没有磁性，乙可能有磁性答案：d 3．为了判断一根钢锯条是否有磁性，某同学用它的一端靠近一个能自由转动的小磁针．下列给出了几种可能产生的现象及相应的结论，其中正确的是( )a．若小磁针的一端被推开，则锯条一定有磁性 b．若小磁针的一端被吸引过来，则锯条一定有磁性c．若小磁针的一端被吸引过来，不能确定锯条是否有磁性 d．若小磁针的一端被推开，不能确定锯条是否有磁性解析：若发生排斥现象，只有一种可能，小磁针靠近锯条的是同名磁极．若发生吸引现象，则锯条可能有磁性，也可能无磁性，故选a、c答案：ac4．地球是一个大磁体，①在地面上放置一个小磁针，小磁针的南极指向地磁场的南极；②地磁场的北极在地理南极附近；③赤道附近地磁场的方向和地面平行；④北半球地磁场方向相对地面是斜向上的；⑤地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的．以上关于地磁场的描述正确的是()a．①②④b．②③④ c．①⑤d．②③答案：d5．下列说法中与实际情况相符的是( ) a．地球的磁偏角是一个定值 b．地磁场的北极在地理位置的北极附近c．除了地球外，到目前为止其他星球上还没有发现磁现象 d．郑和出海远航比哥伦布的远洋探险早答案：d6．关于宇宙中的天体的磁场，下列说法正确的是( ) a．宇宙中的许多天体都有与地球相似的磁场 b．宇宙中的所有天体都有与地球相似的磁场c．指南针在任何天体上都能像在地球上一样正常工作d．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上才能正常工作答案：ad7．在地球表面的某位置，发现能自由转动的小磁针静止时s极指向地面，则该位置是( ) a．地磁北极附近b．地磁南极附近 c．赤道附近d．无法确定答案：a8．铁棒a吸引小磁针，铁棒b能排斥小磁针，若将铁棒a靠近铁棒b，则( ) a．a、b一定相互吸引b．a、b一定相互排斥c．a、b间可能无相互作用d．a、b可能吸引，也可能排斥二、解答题(共52分)9．(16分)英国商人的一箱新刀叉在雷电过后，竟然都带上了磁性，怎样解释这个现象？答案：发生雷电时，有强电流产生，电流周围存在磁场，使刀叉受磁场的作用，而具有了磁性．10．(16分)《新民晚报》曾报道一则消息，“上海雨点鸽从内蒙古放飞后，历经20余天，返回上海区鸽巢”，信鸽的这种惊人的远距离辨认方向的本领，实在令人称奇，人们对信鸽有高超的认路本领的原因提出了如下猜想a．信鸽对地形地貌有极强的记忆力 b．信鸽能发射并接收某种超声波 c．信鸽能发射并接收某种次声波d．信鸽体内有某种磁性物质，它能借助地磁场辨别方向那么信鸽究竟靠什么辨别方向呢？科学家们曾做过这样一个实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下各缚一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下各缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍一定距离的地方放飞，结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回鸽舍，而缚磁铁的信鸽全部飞散了．科学家的实验支持了上述哪种猜想？解析：这是一道要求从阅读试题的过程中收集信息、分析处理信息的应用类题，题中设计了一个陷阱(似乎科学家的实验表明信鸽辨别方向的能力与磁场无关，否则缚有小磁铁的一组信鸽怎会全飞散呢？)．然而其实d是正确的，因为信鸽所缚的小磁铁所产生的磁场扰乱了它靠体内磁性物质借助地磁场辨别方向的能力，所以缚磁铁的一组信鸽全部飞散．答案：d11．(20分)“为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑”，这句警示语乘飞机的人都知道，因为有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机上使用手机造成的，广州白云机场某次飞机降落时，因为机上有四位乘客同时使用了手机，使飞机降落偏离了航线，险些造成事故．请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑？答案：由于手机在使用时，要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上的导航线系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强，所以如果飞机上的乘客使用了手机，其后果是十分可怕的．课时作业21 磁感应强度一、选择题(每小题6分，共48分)f1．磁场中某处磁感应强度的大小，由定义式b可知()ila．随il的乘积的增大而减小 b．随f的增大而增大c．与f成正比，与il成反比d．与f及il的乘积无关，由f/il的比值确定解析：磁场中某一点的磁场是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的，与放入其中的电流元无关，电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测，从而确定该总磁场的磁感应强度，因此本题答案为d.答案：df点评：磁感应强度bb与f、i、l无关，是由磁场本身决定的．il2．下列关于磁感应强度的方向和电场强度的方向的说法中，正确的是( ) a．电场强度的方向与电荷所受的电场力的方向相同 b．电场强度的方向与正电荷所受的电场力的方向相同c．磁感应强度的方向与小磁针n极所受磁场力的方向相同 d．磁感应强度的方向与小磁针静止时n极所指的方向相同解析：电场强度的方向就是正电荷受的电场力的方向，磁感应强度的方向是磁针n极受力的方向．点评：要弄清电场强度和磁感应强度是怎样定义的．答案：bcd3．下列关于磁感应强度的方向的说法中，正确的是( )a．某处磁感应强度的方向就是一小段通电导体放在该处时所受磁场力的方向 b．小磁针n极受磁场力的方向就是该处磁感应强度的方向c．垂直于磁场放置的通电导线的受力方向就是磁感应强度的方向d．磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向解析：磁场的方向就是小磁针北极受力的方向，而磁感应强度的方向就是该处的磁场方向．－a．磁感应强度大小一定是0.1t b．磁感应强度大小一定不小于0.1t c．磁感应强度大小一定不大于0.1td．磁感应强度的方向即为导线所受磁场力的方向fff解析：当电流与磁场垂直放置时b＝＝0.1t，当电流与磁场不垂直时b＝，应选b.答案：b5．关于磁场中的磁感应强度，以下说法正确的是( )a．磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，与放入其中电流元或小磁针无关 b．若一电流元在某一区域不受力，则表明该区域不存在磁场 c．若电流元探测到磁场力，则该力的方向即为磁场的方向fd．当一电流元在磁场中某一位置不同角度下探测到磁场力最大值f 时，可以利用公式b＝求出磁感应强度il的大小解析：磁感应强度是反映磁场本身性质的物理量，由磁场本身的性质决定，与放入其中的通电导线无关．磁感f应强度的方向，与导线受力方向不同．当i垂直于b时，磁场力最大，可用b＝求磁感应强度的大小．il答案：ad6．在匀强磁场中某处p放一个长度为l＝20 cm，通电电流i＝0.5 a的直导线，测得它受到的最大磁场力f＝1.0 n，其方向竖直向上，现将该通电导线从磁场撤走，则p处磁感应强度为( )a．零b．10 t，方向竖直向上 c．0.1 t，方向竖直向下d．10 t，方向肯定不沿竖直向上的方向答案：d7．在地球表面上某一区域，用细线悬挂住一小磁针的重心，周围没有其他磁源，静止时发现小磁针的n极总是指向北偏下方向，则该区域的位置可能是( )a．赤道b．南半球(极区除外) c．北半球(极区除外)d．北极附近解析：地磁场在北半球的方向为北偏下，而在南半球的方向为北偏上．答案：cd8．在测定某磁场中一点的磁场时，得到下图中的几个关系图象，正确的是( )b2答案：ad二、填空题(共16分)b2b2由以上三式得b.a答案：a三、解答题(共36分)10．(16分)金属滑棍ab连着一弹簧，水平地放置在两根互相平行的光滑金属导轨cd、ef上，如图所示，垂直cd与ef有匀强磁场，磁场方向如图中所示，合上开关s，弹簧伸长2 cm，测得电路中电流为5a，已知弹簧的劲度系数为20 n/m，ab的长l＝0.1 m，求匀强磁场的磁感应强度的大小是多少？ il11．(20分)如图所示，在同一水平面上的两导轨相互平行，匀强磁场垂直导轨所在的平面竖直向上．一根质量为3.6 kg，有效长度为2 m的金属棒放在导轨上，当金属棒中的电流为5 a时，金属棒恰能做匀速运动，当金属棒中的电流增加到8 a时，金属棒能获得2 m/s2的加速度，则磁场的磁感应强度是多少？解析：金属棒与磁场垂直，通电后所受磁场力为f＝bil①金属棒中电流为i1＝5a时，棒匀速运动，应有金属棒受磁场力与摩擦阻力平衡，bi1l＝ff②金属棒中电流为i2＝8a时，棒获得2m/s2加速度，依牛顿第二定律有bi2l－ff＝ma③ma由以上几式可解得b1.2t.i2－i1?l答案：1.2t课时作业22 几种常见的磁场一、选择题(每小题6分，共48分)1．对于通有恒定电流的长直螺线管，下列说法中正确的是( )a．放在通电螺线管外部的小磁针静止时，它的n极总是指向螺线管的s极 b．放在通电螺线管外部的小磁针静止时，它的n极总是指向螺线管的n极 c．放在通电螺线管内部的小磁针静止时，它的n极总是指向螺线管的s极 d．放在通电螺线管内部的小磁针静止时，它的n极总是指向螺线管的n极解析：由通电螺线管周围的磁感线分布知在外部磁感线由螺线管的n极指向s极，在内部由s极指向n极，小磁针静止时n极指向为该处磁场方向．答案：ad2．如图所示ab、cd是两根在同一竖直平面内的直导线，在两导线中央悬挂一个小磁针，静止时在同一竖直平面内，当两导线中通以大小相等的电流时，小磁针n极向纸面里转动，则两导线中的电流方向( )a．一定都是向上 b．一定都是向下c．ab中电流向下，cd中电流向上 d．ab中电流向上，cd中电流向下解析：小磁针所在位置跟两导线距离相等，两导线中的电流在该处磁感应强度大小相等，小磁针n极向里转说明合磁感应强度方向向里，两电流在该处的磁感应强度均向里，由安培定则可判知ab中电流向上，cd中电流向下，d正确．答案：d45强磁场的磁感应强度为b，则通过线圈的磁通量为()4bs3bs3bsa．bs b.c.d.55445答案：b4．如图所示，a、b是两根垂直纸面的直导体通有等值的电流，两导线外有一点p，p点到a、b距离相等，要使p点的磁场方向向右，则a、b中电流的方向为( )a．都向纸里 b．都向纸外c．a中电流方向向纸外，b中向纸里 d．a中电流方向向纸里，b中向纸外解析：a、b中电流等值，p点与a、b等距，故a、b中电流在p点磁感应强度大小相等，p点合磁感应强度水平向右，以平行四边形定则和安培定则可判知a中电流向外，b中电流向里，c正确．答案：c5．一根直导线通以恒定电流i，方向垂直于纸面向里，且和匀强磁场垂直，则在图中的圆周上，磁感应强度值最大的是( )a．a点 b．b点 c．c点 d．d点解析：a、b、c、d距电流i距离相等，则a、b、c、d四点由i产生的磁场磁感应强度大小相等，由安培定则知a点磁感应强度方向与匀强磁场b方向相同，故合磁感应强度最大．答案：a6．如图所示，环中电流的方向由左向右，且i1＝i2，则环中心o处的磁场( )a．最强，垂直穿出纸面 b．最强，垂直穿入纸面【篇三：《红对勾》物理3-1课时作业】>第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，每小题至少有一项正确答案，将正确的选项填写在第Ⅱ卷前面的答题栏内，全部选对的得4分，漏选的得2分，有答错的不得分，）1．历史上首先正确认识力和运动的关系，推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是a．阿基米德 b．牛顿c．伽利略d．托里拆利 2．对于做变速直线运动的物体，以下说法中正确的是a．加速度减小，其速度一定随之减少b．加速度增大，其速度一定随之增大c．位移必定与时间平方成正比 d．在某段时间内位移可能为零3．物体做直线运动时可以用坐标轴上的坐标表示物体的位置，用坐标的变化量?x表示物体的位移。

选修3-4机械振动机械波光电磁波相对论简介第1讲机械振动04 3 活页限时训练知能拓展对接高考时间：60分钟I备考基训I1. （单选）弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动，在振子向平衡位置运动的过程中（）.A •振子所受的回复力逐渐增大B •振子的位移逐渐增大C.振子的速度逐渐减小D •振子的加速度逐渐减小解析分析这类问题，关键是首先抓住回复力与位移的关系，然后运用牛顿运动定律逐步分析.在振子向平衡位置运动的过程中，振子的位移逐渐减小，因此，振子所受回复力逐渐减小，加速度逐渐减小，但加速度方向与速度方向相同，故速度逐渐增大.答案D2.（单选）一质点做简谐运动时， 其振动图象如图1— 1 —17所示.由图可知，在t i 和t 2时刻，质点运动的（ ）.A •位移相同B .回复力相同C .速度相同D .加速度相同解析 从题图中可以看出在t 1和t 2时刻，质点的位移大小相等、方向相反.则 有，在t 1和t 2时刻质点所受的回复力大小相等、方向相反，加速度大小相等、 方向相反，A 、B 、D 错误；在t 1和t 2时刻，质点都是从负最大位移向正最大 位移运动，速度方向相同，由于位移大小相等，所以速度大小相等， C 正确,本题答案为C. 答案C3. （多选）如图1 — 1 — 18是一做简谐运动的物体的振动图象，下列说法正确的是（）. A .振动周期是2 X 10 2 sB .前2X 10—2 s 内物体的位移是一10 cmC .物体的振动频率为25 HzD .物体的振幅是10 cm解析 物体做简谐运动的周期、振幅是振动图象上明显标识的两个物理量，2 1由题图知，周期为4X 10—2s ,振幅为10 cm ,频率f = T = 25 Hz ，选项A 错 误，C 、D 正确；前2X 10—2 s 内物体从平衡位置又运动到平衡位置，物体位移为0,选项B 错误.图 1 — 1 — 17答案CD4. （单选）如图1 — 1 — 19所示为某弹簧振子在 0〜5 s 内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是（）.A •振动周期为5 s ,振幅为8 cmB •第2s 末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C .第3 s 末振子的速度为正向的最大值D •从第1 s 末到第2s 末振子在做加速运动解析 根据题图象可知，弹簧振子的周期 T = 4 s ,振幅A = 8 cm ,选项A 错 误；第2s 末振子到达负的最大位移处，速度为零，加速度最大，且沿 x 轴正 方向，选项B 错误；第3s 末振子经过平衡位置，速度达到最大，且向 x 轴正 方向运动，选项C 正确；从第1 s 末到第2s 末振子经过平衡位置向下运动到 达负的最大位移处，速度逐渐减小，选项 D 错误. 答案 C5. （单选）图1— 1 — 20为一弹簧振子的振动图象，由 此可知（ ）.A .在t 1时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最 大B .在t 2时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小C .在t 3时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最小D .在t 4时刻，振子的动能最大，所受的弹性力最大解析从题图象的横坐标和纵坐标可知此图是振动图象，它所描述的是一个 质点在不同时刻的位置，t 2和t 4是在平衡位置处，t 1和t 3是在最大位移处，根 据弹簧振子振动的特征，弹簧振子在平衡位置时的速度最大，加速度为零， 即弹性力为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大，即弹性力为最大,图 1 — 1 — 19图 1— 1 —20所以B正确.答案B6. （单选）下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，贝U （）.驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A . f 固=60 Hz B. 60 Hz<f 固<70 HzC. 50 Hz<f 固<60 Hz D .以上三项都不对解析从图所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大.并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢.比较各组数据知f驱在50 Hz〜60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此，50 Hz<f固<60 Hz，即卩C选项正确.答案C7. （1）（多选）将一个电动传感器接到计算机上，就可以测量快速变化的力，用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图1 —1—21所示.某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中，正确的是A . t = 0.2 s时摆球正经过最低点B . t = 1.1 s时摆球正经过最低点C.摆球摆动过程中机械能减小D .摆球摆动的周期是T= 1.4 s⑵（多选）如图1 —1—22所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，下列说法中正确的是A •甲、乙两单摆的摆长相等B •甲摆的振幅比乙摆大C •甲摆的机械能比乙摆大D •在t= 0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆解析⑴悬线拉力在经过最低点时最大，t= 0.2 s时，F有正向最大值，故A 选项正确，t= 1.1 s时，F有最小值，不在最低点，周期应为T= 1.0 s,因振幅减小，故机械能减小，C选项正确.(2)振幅可从题图上看出甲摆振幅大，故B对•且两摆周期相等，贝財罢长相等，因质量关系不明确，无法比较机械能.t= 0.5 s时乙摆球在负的最大位移处，故有正向最大加速度，所以正确答案为A、B、D.答案(1)AC (2)ABDI考能提升丨8. (1) “在探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图1 —1—23甲、乙所示.测量方法正确的是________ 选填“甲”或“乙”).甲乙图 1 —1—23(2) ______ 实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两则分别放置一激光光源与光敏电阻，如图1— 1 —24a所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图b所示，则该单摆的振动周期为，若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将_________ （填“变大”、“不变”或“变小”），图b 中的△ t 将 ______ （填“变大”、“不变”或“变小” ）•ArAf山i亠FT111 ]1 ■ ■ i ib却+2轨（图 1- 1-24解析（1）略.（2）小球摆动到最低点时，挡光使得光敏电阻阻值增大，从 t i 时 刻开始，再经两次挡光完成一个周期，故 T = 2t o ；摆长为摆线长加小球半径， 当小球直径变大，则摆长增加，由周期公式 T = 2n ,：；g 可知，周期变大；当小球直径变大，挡光时间增加，即△ t 变大. 答案 （1）乙（2）2t o 变大变大 9•有一弹簧振子在水平方向上的BC 之间做简谐运动，图1- 1-25已知BC 间的距离为20 cm ,振子 在2 s 内完成了 10 次全振动•若从某时刻振子经过平衡位置时开始计时°也（t =0）,经过4周期振子有正向最大加速度. （1）求振子的振幅和周期；⑵在图1- 1-25中作出该振子的位移一时间图象； （3）写出振子的振动方程.2_解析 （1）振幅 A = 10 cm, T = 10 s = 0.2 s.(2) 四分之一周期时具有正的最大加速度，故有负向最大位移.如图所示.A(3) 设振动方程为y=Asi n(3 t ©)当—0时，y= 0,则sin ©= 0得帖0,或匸冗，当再过较短时间，y为负值，所以帖n所以振动方程为y= 10sin(10 n+冗)cm.答案(1)10 cm 0.2 s (2)如解析图(3)y= 10sin(10 n t + n ) cm10. (1)简谐运动的振动图线可用下述方法画出：如图 1 —1—26所示，在弹簧振子的小球上安装一枝绘图笔P，让一条纸带在与小球振动垂直的方向上匀速运动，笔P在纸带上画出的就是小球的振动图象.取振子水平向右的万向为振子离开平衡位置的位移正方向，纸带运动的距离代表时间，得到的振动图线如图1 —1—26(2)所示.图 1 —1—26(1) 为什么必须匀速拖动纸带？(2) 刚开始计时时，振子处在什么位置？t =⑴17 s时振子相对平衡位置的位移是多少？⑶若纸带运动的速度为2 cm/s,振动图线上1、3两点间的距离是多少？(4) 振子在s末负方向速度最大；在s末正方向加速度最大；2.5 s时振子正在向方向运动.(5) 写出振子的振动方程.解析(1)纸带匀速运动时，由x= vt知，位移与时间成正比，因此在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间.(2) 由图(2)可知t= 0时，振子在平衡位置左侧最大位移处；周期T二4 s, t=17 s时位移为零.(3) 由x=vt，所以1、3两点间距x= 4 cm.(4) 3 s末负方向速度最大；加速度方向总是指向平衡位置，所以t = 0或t = 4 s时正方向加速度最大；t= 2.5 s时，振子向一x方向运动.f 、n n(5) x= 10sinQt—2 . cm.答案(1)在匀速条件下，可以用纸带通过的位移表示时间(2)左侧最大位移I n n零(3)4 cm (4)3 0 或 4 —x (5)x= 10sin ㊁t —~2 cm。

课时作业15 振动和波动光学时间：45分钟一、单项选择题1．用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象．图(a)是点燃的酒精灯(在灯芯上洒些盐)，图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈．将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转，观察到的现象是( )A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变解析：金属丝圈的转动，改变不了肥皂液膜的上薄下厚的形状，由干涉原理可知干涉条纹与金属丝圈在该竖直平面内的转动无关，仍然是水平的干涉条纹，A、B、C错误，D正确．答案：D2．一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A．质点振动频率是4 HzB．在10 s内质点经过的路程是20 cmC．第4 s末质点的速度为零D．在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同解析：由振动图象可知，质点振动的周期是4 s，频率为0.25 Hz，故A错误；振幅为2 cm.一个周期质点经过的路程为4A,10 s为2.5个周期，经过的路程为2.5×4A＝10A＝20 cm，B正确；4 s末质点在平衡位置，速度最大，故C错误；在t＝1 s和t＝3 s两时刻，质点分别在正最大位移和负最大位移，大小相等、方向相反，故D错误．答案：B3．高速公路上的标志牌常用“回归反光膜”制成，夜间行车时，它能将车灯照射出去的光逆向返回，标志牌上的字特别醒目．这种“回归反光膜”是用球体反射元件制成的．如图所示，反光膜内均匀分布着直径为10 μm的细玻璃珠，所用玻璃的折射率为3，为使入射的车灯光线经玻璃珠的折射、反射、再折射后恰好和入射光线平行，那么第一次入射的入射角是( )A．60°B．45°C．30° D．15°解析：设入射角为i，折射角为θ，作出光路图如图所示．因为出射光线恰好和入射光线平行，所以i ＝2θ，根据折射定律有sin i sin θ＝sin2θsin θ＝3，所以θ＝30°，i ＝2θ＝60°.答案：A 二、多项选择题4．某弹簧振子在水平方向上做简谐运动，其位移x 随时间t 变化的关系为x ＝A sin ωt ，振动图象如图所示，下列说法正确的是( )A ．弹簧在第1 s 末与第3 s 末的长度相同B ．简谐运动的圆频率是π4rad/sC ．第3 s 末振子的位移大小为22A D ．从第3 s 末到第5 s 末，振子的速度方向发生变化解析：由振动图象可知，弹簧在第1 s 末与第3 s 末的位移相同，弹簧长度相同，选项A 正确；由振动图象可知，振动周期为8 s ，简谐运动的圆频率是ω＝2πT ＝π4 rad/s ，选项B 正确；第3 s 末振子的位移大小为x ＝A sin ωt ＝A sin(π4·3)＝22A ，选项C 正确；从第3s 末到第5 s 末，振子的速度方向不发生变化，选项D 错误．答案：ABC5．固定的半圆形玻璃砖的横截面如图，O 点为圆心，OO ′为直径MN 的垂线．足够大的光屏PQ 紧靠玻璃砖右侧且垂直于MN .由A 、B 两种单色光组成的一束光沿半径方向射向O 点，入射光线与OO ′夹角θ较小时，光屏NQ 区域出现两个光斑，逐渐增大θ角，当θ＝α时，光屏NQ 区域A 光的光斑消失，继续增大θ角，当θ＝β时，光屏NQ 区域B 光的光斑消失，则( )A ．玻璃砖对A 光的折射率比对B 光的大 B ．A 光在玻璃砖中传播速度比B 光的大C ．α<θ<β时，光屏上只有1个光斑D ．β<θ<π2时，光屏上只有1个光斑解析：当θ较小时，屏上NQ 区域有两个光斑，这是两种单色光折射后折射程度不同的结果，当θ＝α时NQ 区域A 光消失，说明A 光发生了全反射，A 光发生全反射的临界角为α，同理，B 光发生全反射的临界角为β，由于β>α，由n ＝1sin C 可知，B 光的折射率小，A 项正确；由v ＝cn可知，B 光在半圆形玻璃砖中传播速度较大，B 项错误；α<θ<β时，NQ 区域只有一个光斑，而由于光的反射，在NP 区域还有一个光斑，β<θ<π2时，两种单色光全部发生全反射， 在NQ 区域没有光斑，在NP 区域有一个由全反射形成的光斑，D 项正确．答案：AD6．以下关于光的说法中正确的是( )A ．分别用红光和紫光在同一装置上做干涉实验，相邻红光干涉条纹间距小于相邻紫光干涉条纹间距B ．雨后天空出现的彩虹是光的衍射现象C ．水面油膜呈现彩色条纹是光的干涉现象D ．医学上用光导纤维制成内窥镜，用来检查人体内脏器官的内部．它利用了光的全反射原理解析：根据Δx ＝L dλ，因红光波长较长，故相邻红光条纹间距大，A 错；雨后天空出现的彩虹是光的折射和色散综合的结果，B 错；水面油膜呈现彩色条纹是白光在油膜前后两表面的反射光相遇叠加的结果，属于干涉，故C 正确；医学上用光导纤维制成内窥镜，应用的是全反射原理，D 正确．答案：CD三、五选三型选择题7．光射到两种不同介质的分界面，分析其后的传播情形可知________．A ．折射现象的出现不能说明光是纵波B ．光总会分为反射光和折射光C ．折射光与入射光的传播方向可能是相同的D ．发生折射是因为光在不同介质中的传播速度不同E ．光的反射光线、折射光线与入射光线不可能同线解析：光属于电磁波，是一种横波，另外光的折射现象的出现不能说明光是纵波，故A 选项正确；当光从光密介质射向光疏介质，且入射角足够大时，会在分界面处发生全反射现象，此时只有反射光线而折射光线消失，故B 选项错误；当光垂直射到两种不同介质的分界面时，折射光线与入射光线的传播方向是相同的，光的反射光线、折射光线与入射光线同线，故C 选项正确、E 选项错误；当光射到两种不同介质的分界面时会发生折射现象，这是因为不同介质对光的(绝对)折射率n ＝cv不同，即光在不同介质中的传播速度不同，故D 选项正确．答案：ACD8．某横波在介质中沿x 轴传播，下图甲为t ＝0.25 s 时的波形图，图乙为P 点(x ＝1.5 m 处的质点)的振动图象，那么下列说法正确的是________．A ．t ＝0.25 s 时，质点P 正在往负方向运动B ．该波向右传播，波速为2 m/sC ．质点L 与质点N 的运动方向总相反D ．t ＝0.75 s 时，质点M 处于平衡位置，并正在往正方向运动E ．t ＝1.25 s 时，质点K 向右运动了2 m解析：由质点P 的振动图象，可知t ＝0.25 s 时质点P 正在往正方向运动，选项A 错误；波长为4 m ，周期2 s ，该波向右传播，波速为2 m/s ，选项B 正确；质点L 与质点N 相距半个波长，质点L 与质点N 的运动方向总相反，选项C 正确；t ＝0.75 s 时，质点M 处于平衡位置，并正在往正方向运动，选项D 正确；t ＝1.25 s 时，质点K 位于波谷，选项E 错误．答案：BCD 四、计算题9．(2014·重庆卷)一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有一记录笔，在竖直面内放置有一记录纸．当振子上下振动时，以速率v 水平向左匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下如题图所示的图象．y 1、y 2、x 0、2x 0为纸上印迹的位置坐标．由此图求振动的周期和振幅．解析：设周期为T ，振幅为A . 由题意得T ＝2x 0v 和A ＝y 1－y 22.答案：2x 0v y 1－y 2210．如图所示，一横波的波源在坐标原点，x 轴为波的传播方向，y 轴为振动方向．当波源开始振动1 s 时，形成了如图所示的波形(波刚传到图中P 点)．试求：(1)从图示位置再经多长时间波传到Q 点？ (2)波传到Q 点时质点P 的位移． 解析：(1)根据图象，波的波长λ＝4 m 波速为v ＝λT＝4 m/s波传到Q 点用的时间t ＝l PQv＝0.75 s (2)质点振动的周期：T ＝1 sP 质点开始向下振动，波经P 点传到Q 点的时间为34周期，则此时质点P 的位移为10 cm.答案：(1)0.75 s (2)10 cm11．(2014·课标卷Ⅰ)一个半圆柱形玻璃砖，其横截面是半径为R 的半圆，AB 为半圆的直径，O 为圆心，如图所示．玻璃的折射率为n ＝ 2.(1)一束平行光垂直射向玻璃砖的下表面，若光线到达上表面后，都能从该表面射出，则入射光束在AB 上的最大宽度为多少？(2)一细束光线在O 点左侧与O 相距32R 处垂直于AB 从下方入射，求此光线从玻璃砖射出点的位置．解析：(1)在O 点左侧，设从E 点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入射角恰好等于全反射的临界角θ，则OE 区域的入射光线经上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图．由全反射条件有sin θ＝1n①由几何关系有OE ＝R sin θ②由对称性可知，若光线都能从上表面射出，光束的宽度最大为l ＝2OE ③ 联立①②③式，代入已知数据得l ＝2R ④ (2)设光线在距O 点32R 的C 点射入后，在上表面的入射角为α，由几何关系及①式和已知条件得α＝60°>θ⑤光线在玻璃砖内会发生三次全反射，最后由G 点射出，如图．由反射定律和几何关系得OG＝OC＝32R⑥射到G点的光有一部分被反射，沿原路返回到达C点射出．答案：(1)2R(2)见解析。