高考物理力学知识点之机械振动与机械波技巧及练习题(2)
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高考物理力学知识点之机械振动与机械波技巧及练习题(2)一、选择题1.一列简谐横波某时刻的波形如图所示,该时刻a、b两质点均到达波峰位置,c质点加速度正在增大。
下列判断正确的是A.a、b两质点之间的距离为半个波长B.a、b两质点振动开始时刻相差半个周期C.a质点完成全振动的次数比b多一次D.a质点完成全振动的次数比b少一次2.如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象,在如图所示的时间范围内,下列判断正确的是()A.0.2s时的位移与0.4s时的位移相同B.0.4s时的速度与0.6s时的速度相同C.弹簧振子的振动周期为0.9s,振幅为4cmD.0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反3.下列关于单摆运动过程中的受力说法,正确的是()A.单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B.单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C.单摆过平衡位置时,所受的合力为零D.单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力4.如图所示,A、B两物体组成弹簧振子,在振动过程中,A、B始终保持相对静止,下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A.B.C.D.5.如图所示,弹簧振子以O点为平衡位置,在M、N两点之间做简谐运动.下列判断正确的是()A.振子从O向N运动的过程中位移不断减小B.振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C.振子经过O时动能最大D.振子经过O时加速度最大6.如图是一弹簧振子做简谐运动的图像,下列说法中正确的是()A.质点振动的振幅为2cmB.质点振动的频率为4HzC.在2s末,质点的加速度最大D.在2s末,质点的速度最大7.在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆,在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子,OA的距离是单摆摆长的一半,如图所示。
现将单摆向左方拉开一个小角度θ(θ<5°),然后无初速度地释放,关于单摆以后的运动,下列说法正确的是()A.摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B.摆球在平衡位置右侧上升的最大高度大于在平衡位置左侧上升的最大高度C.摆球在平衡位置左、右两侧走过的最大弧长相等D .摆球向左经过最低点的速度大于向右经过最低点的速度8.图甲所示为以O 点为平衡位置、在A 、B 两点间做简谐运动的弹簧振子,图乙为这个弹簧振子的振动图象,由图可知下列说法中正确的是A .在t =0.2s 时,弹簧振子运动到O 位置B .在t =0.1s 与t =0.3s 两个时刻,弹簧振子的速度相同C .从t =0到t =0.2s 的时间内,弹簧振子的动能持续地减小D .在t =0.2s 与t =0.6s 两个时刻,弹簧振子的加速度相同9.如图所示,质量为m 的物块放置在质量为M 的木板上,木板与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,周期为T ,振动过程中m 、M 之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k 、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ,A .若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等,方向相反,则t ∆一定等于2T 的整数倍B .若2T t ∆=,则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C .研究木板的运动,弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力 D .当整体离开平衡位置的位移为x 时,物块与木板间的摩擦力大小等于m kx m M+ 10.一质点做简谐运动的图象如图所示,该质点在t=3.5s 时刻( )A .速度为正、加速度为正B .速度为负、加速度为负C .速度为负、加速度为正D .速度为正、加速度为负11.如图所示两个频率、相位、振幅均相同的波的干涉图样,实线表示波峰,虚线表示波谷,对叠加的结果正确的描述是( )A.在A点出现波峰后,经过半个周期该点还是波峰B.B点在干涉过程中振幅始终为零C.两波在B点路程差是波长的整数倍D.当C点为波谷时,经过一个周期此点出现波峰12.甲、乙两个单摆在同一地点做简谐振动,在相等的时间内,甲完成10次全振动,乙完成20次全振动.已知甲摆摆长为1 m,则乙摆的摆长为( )A.2 m B.4 mC.0.5 m D.0.25 m13.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线,则下列说法不正确的是()A.若两次受迫振动分别在月球和地球上进行,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C.图线Ⅱ若是在地球上完成的,则该摆摆长约为D.若摆长均为,则图线Ⅰ是在地球上完成的14.如图所示,是一列沿着x轴正方向传播的横波在t=0时刻的波形图,已知这列波的周期T=2.0s.下列说法正确的是A.这列波的波速v="2.0" m/sB.在t=0时,x=0.5m处的质点速度为零C.经过2.0s,这列波沿x轴正方向传播0.8mD.在t=0.3s时,x=0.5m处的质点的运动方向为y轴正方向15.如图,实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形,虚线是该波在t =0.20s 时刻的波形,则此列波的波速可能为A .25m/sB .20m/sC .35m/sD .55m/s16.如图所小,一轻质弹簧下端系一质量为m 的书写式激光笔,组成一弹簧振子,并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。
使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动,白板以速率v 水平向左匀速运动,激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹,图中相邻竖直虚线的间隔均为x 0(未标出),印迹上P 、Q 两点的纵坐标为y 0和-y 0.忽略空气阻力,重力加速度为g ,则( )A .该弹簧振子的振幅为2y 0B .该弹簧振子的振动周期为03x vC .激光笔在留下P 、Q 两点时加速度相同D .激光笔在留下PQ 段印迹的过程中,弹簧弹力对激光笔做功为-2 mgy 017.图1是一列简谐横波在t =1.25s 时的波形图,已知c 位置的质点比a 位置的晚0.5s 起振,则图2所示振动图像对应的质点可能位于( )A .a<x<bB .b <x <cC .c<x<dD .d<x <e18.端午节期间,一位游客在南海新区岸边欲乘游船,由于风浪很大,游船上下浮动。
把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动,振幅为30cm ,周期为6.0s 。
当游船上升到最高点时,甲板刚好与码头地面平齐。
当地面与甲板的高度差不超过15cm 时,游客能舒适地登船。
在一个周期内,游客能舒适登船的时间是( )A .1.0sB .1.5sC .2.0sD .3.0s19.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形成的曲线显示出沙摆的振动位移随时间的变化关系。
已知木板被水平拉动的速度为0.20m/s ,图乙所示的一段木板的长度为0.80m ,则这次实验沙摆的摆长为( )(取g = 2)A.0.56mB.0.65mC.1.00mD.2.25m20.一弹簧振子作简谐运动,下列说法正确的是()A.若位移为负值,则速度一定为正值,加速度也一定为正值B.振子通过平衡位置时,速度为零,加速度最大C.振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度也一定相同D.振子每次通过同一位置时,其速度不一定相同,但加速度一定相同21.有一摆长为l的单摆,悬点正下方某处有一小钉,当摆球经过平衡位置向左摆动时,摆线的上部被小钉挡住,使摆长发生变化.现使摆球做小幅度摆动,摆球从右边最高点M 至左边最高点N运动过程的闪光照片如图所示(悬点和小钉未被拍入).P为摆动中的最低点,已知每相邻两次闪光的时间间隔相等,由此可知,小钉与悬点间的距离为().A.34l B.12l C.14l D.无法确定22.把在北京调准的摆钟,由北京移到赤道上时,摆钟的振动()A.变慢了,要使它恢复准确,应增加摆长B.变慢了,要使它恢复准确,应缩短摆长C.变快了,要使它恢复准确,应增加摆长D.变快了,要使它恢复准确,应缩短摆长23.如图所示表示两列相干水波的叠加情况,图中的实线表示波峰,虚线表示波谷。
设两列波的振幅均为5cm,波速和波长分别为1m/s和0.5m,C点是BE连线的中点,下列说法正确的是()A.从图示的时刻起经0.25s后,B处质点通过的路程为10cmB.从图示的时刻起经0.25s后,A处质点的位移为0C.图示时刻C处和D处的两个质点均处在平衡位置且正在向波峰运动D.图示时刻A、B两处质点的数值高度差为20cm24.发生下列哪一种情况时,单摆周期会增大()A.增大摆球质量 B.缩短摆长C.减小单摆振幅 D.将单摆由山下移至山顶25.如图所示,弹簧振子在A、B之间做简谐运动.以平衡位置O为原点,建立Ox轴.向右为x轴的正方向.若振子位于B点时开始计时,则其振动图像为()A.B.C.D.【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除一、选择题1.D解析:D【解析】【分析】本题考查机械振动中波形图的理解。
【详解】A.a、b两质点是波形图上相邻的两个波峰,所以两个质点的距离为一个波长,A错误;B.a、b两质点是波形图上相邻的两个波峰,所以两个质点开始振动的时刻相差一个周期,B错误;CD.c质点加速度正在增大,所以c往下振动,波向左传播,a质点完成全振动的次数比b 少一次,C错误,D正确;故选D。
2.D解析:D【解析】【详解】A.由图可知,在0.2s时的位移与在0.4s时的位移大小相等,方向相反,A错误;B .由图可知,在0.4s 时与在0.6s 时,振子偏离平衡位置的位移大小与方向相同,所以振子的速度大小相等,但方向相反,B 错误;C .由图可知振幅为4cm ,周期为0.8s ,C 错误;D .由图可知,在0.2s 时振子偏离平衡位置的位移方向为负,在0.6s 时振子偏离平衡位置的位移方向为正,由简谐运动的回复与位移方向相反可知,0.2s 时的回复力与0.6s 时的回复力方向相反,D 正确。
3.B解析:B【解析】【详解】试题分析:单摆摆动过程中,受重力和细线的拉力,重力的切向分量提供回复力,径向分力和细线拉力的合力提供向心力.ABD 、单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力,故DA 错误B 正确; C 、单摆过平衡位置时,由于具有向心加速度,所受的合力指向悬点,不为零,D 错误.4.B解析:B【解析】试题分析:对整体分析,根据牛顿第二定律求出弹簧的弹力与位移x 之间的关系,如何由隔离法得出A 、B 间的摩擦力与位移x 的函数关系.设弹簧的劲度系数为k ,振子距平衡位置的位移x 时系统的加速度为a ,根据牛顿第二定律有()A B kx m m a =-+,所以当位移为x 时,整体的加速度A B kx a m m =-+,隔离对A 分析,则摩擦力A f A A Bm F m a kx m m ==-+,B 正确. 5.C解析:C【解析】【详解】A.简谐振动的位移起点为O 点,则从O 到N 运动位移大小不断增大,方向向右;故A 项不合题意.B.根据简谐振动的回复力F kx =-可知,从O 到N 的位移x 增大,回复力不断增大;故B 项不合题意.CD.简谐振动经过平衡位置O 时,位移为零,可知恢复力为零,由牛顿第二定律可得加速度为零;而经过平衡位置时是振动从加速变为减速的转折点,速度最大,动能最大;故C 项符合题意,D 项不合题意.6.D解析:D【解析】【详解】A.振幅是振子离开平衡位置的最大距离,由图知振幅A=1cm;故A项不合题意.B.由图知,振子完成一个周期性的运动为正弦图象,读出周期为T=4s;则频率;故B项不合题意.C.在第2s末,振子的位移为0,其加速度为0;故C项不合题意.D.在第2s末,振子的位移为0,说明振子经过平衡位置,速度最大;故D项符合题意. 7.A解析:A【解析】【详解】摆线被钉子挡住后,绕A点做单摆运动,摆长发生变化,则周期也要发生变化。