【物理】2020届一轮复习人教版 机械振动与机械波 课时作业

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机械振动与机械波课时作业 机械振动　用单摆测定重力加速度 时间/40分钟 ‎1.(多选)如图K35-1所示为某弹簧振子在0~5s内的振动图像,则下列说法中正确的是 (　　)‎ 图K35-1‎ A.振动周期为4s,振幅为8cm B.第2s末振子的速度为零,加速度为负向的最大值 C.第3s末振子的速度为正向的最大值 D.从第1s末到第2s末振子在做加速运动 E.第1s末和第3s末两个时刻振子的振动方向相反 ‎2.(多选)一弹簧振子的位移y随时间t变化的关系式为y=0.1sin2.5πt,位移y的单位为m,时间t的单位为s,则 (　　)‎ A.弹簧振子的振幅为0.1m B.弹簧振子的周期为0.8s C.在t=0.2s时,振子的运动速度最大 D.在任意0.2s时间内,振子的位移均为0.1m E.在任意0.8s时间内,振子的路程均为0.4m ‎3.(多选)一水平弹簧振子做简谐运动,周期为T,下列说法正确的是 (　　)‎ A.若t和(t+Δt)时刻振子运动速度的大小相等、方向相同,则Δt一定是的整数倍 B.若t和(t+Δt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相反,则Δt一定是的整数倍 C.若Δt=T,则t和(t+Δt)时刻振子运动的加速度一定相等 D.若Δt=,则t和(t+Δt)时刻弹簧的形变量一定相等 E.若Δt=,则t和(t+Δt)时刻弹簧的长度一定不相等 ‎4.(多选)如图K35-2甲所示,弹簧振子以点O为平衡位置,在A、B两点之间做简谐运动,‎ 取向右为正方向,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示.下列说法正确的是 (　　)‎ 图K35-2‎ A.t=0.8s时,振子的速度方向向左 B.t=0.2s时,振子在O点右侧6cm处 C.t=0.4s和t=1.2s时,振子的加速度完全相同 D.t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子的速度逐渐增大 E.t=0.8s到t=1.2s的时间内,振子的加速度逐渐增大 ‎5.(多选)一水平弹簧振子做简谐运动的振动图像如图K35-3所示,已知该弹簧的劲度系数为20N/cm,则 (　　)‎ 图K35-3‎ A.图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为5N,方向指向x轴的负方向 B.图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向 C.在0~4s内振子做了1.75次全振动 D.在0~4s内振子通过的路程为3.5cm E.在0~4s内振子通过的路程为4cm ‎6.[2018·河北唐山一中月考]某同学想在家里做“用单摆测当地重力加速度”的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块大小约为3cm、外形不规则的大理石代替小球,他设计的实验步骤是:‎ 图K35-4‎ A.如图K35-4所示,将石块和细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点;‎ B.用刻度尺测量O、M间尼龙线的长度L作为摆长;‎ C.将石块拉开大约θ=5°的角度,然后由静止释放;‎ D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出全振动30次的总时间t,由T=求周期;‎ E.改变O、M间尼龙线的长度再做几次实验,记下每次相应的L和T;‎ F.求出多次实验中测得的L和T的平均值,代入公式g=L,求得重力加速度.‎ ‎(1)该同学设计的以上实验步骤中有重大错误的是　　　　　. ‎ ‎(2)该同学用OM的长度作为摆长,这样做将使g的测量值比真实值偏大还是偏小?你有什么方法可解决摆长无法准确测量的困难?‎ 课时作业(三十六)　第36讲　机械波 时间/40分钟 ‎1.(多选)[2018·河北唐山一模]如图K36-1所示为一列向左传播的简谐横波的图像,图中实线表示t时刻的波形,虚线表示又经Δt=0.2s时刻的波形.已知波长为2m,下列说法正确的是 (　　)‎ 图K36-1‎ A.波的周期的最大值为2s B.波的周期的最大值为s C.波速的最小值为9m/s D.这列波不能发生偏振现象 E.这列波遇到直径d=1m的障碍物会发生明显的衍射现象 ‎2.(多选)如图K36-2所示,两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,两波源分别位于x=-0.2m和x=1.2m处,两列波的速度均为v=0.4m/s,两波源的振幅均为A=2cm.图示为t=0时刻两列波的图像(传播方向如图所示),此刻平衡位置处于x=0.2m和x=0.8m的P、Q两质点刚开始振动.质点M的平衡位置在x=0.5m处.关于各质点的运动情况,下列判断正确的是 (　　)‎ 图K36-2‎ A.两列波相遇后振幅仍然均为2cm B.t=1s时刻,质点M的位移为-4cm C.t=1s时刻,质点M的位移为+4cm D.t=0.75s时刻,质点P、Q都运动到质点M所处的位置 E.质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向 图K36-3‎ ‎3.(多选)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时的波形如图K36-3所示,质点A与质点B相距1m,A点速度沿y轴正方向,t=0.02s时,质点A第一次到达正方向最大位移处.由此可知(　　)‎ A.此波沿x轴负方向传播 B.此波的传播速度为25m/s C.从t=0时起,经过0.04s,质点A沿波传播方向迁移了1m D.在t=0.04s时,质点B处在平衡位置,速度沿y轴正方向 E.能与该波发生干涉的横波的频率一定为25Hz ‎4.(多选)如图K36-4甲所示,一根水平张紧的弹性长绳上有等间距的Q'、P'、O、P、Q五个质点,相邻两质点间距离均为1m.t=0时刻O质点从平衡位置开始沿y轴正方向振动,并产生分别向左、向右传播的波,O质点振动图像如图乙所示.当O第一次到达正方向最大位移处时,P质点刚开始振动,则 (　　)‎ 图K36-4‎ A.P'、P两质点平衡位置间距离为半个波长,因此它们的振动步调始终相反 B.当Q'质点振动第一次到达负向最大位移时,O质点已经通过了25cm路程 C.当波在绳中传播时,波速为1m/s D.若O质点振动加快,波的传播速度变大 E.波的传播速度与O质点振动的快慢无关 图K36-5‎ ‎5.(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播,振幅为2cm,周期为T.已知在t=0时刻波上平衡位置相距50cm的两质点a、b的位移都是cm,但运动方向相反,其中质点a沿y轴负方向运动,如图K36-5所示.下列说法正确的是(　　)‎ A.该列简谐横波波长可能为37.5cm B.该列简谐横波波长可能为12cm C.质点a与质点b的速度在某一时刻可以相同 D.当质点b的位移为+2cm时,质点a的位移为负 E.质点b在t=时刻速度最大 ‎6.一列简谐横波某时刻的波形图如图K36-6甲所示,从该时刻开始计时,波上质点A的振动图像如图乙所示.‎ ‎(1)从该时刻起经过Δt=0.4s,质点P的位移、通过的路程和波传播的距离分别为多少?‎ ‎(2)若t=0时振动刚刚传到A点,则从该时刻起横坐标为45m的质点第二次位于波峰所需要的时间是多少?‎ 图K36-6‎ 课时作业(三十五)‎ ‎1.ACE　[解析]由图像知,周期T=4s,振幅A=8cm,A正确;第2s末振子到达波谷位置,速度为零,加速度为正向的最大值,B错误;第3s末振子经过平衡位置,速度达到最大值,且向正方向运动,C正确;从第1s末到第2s末振子由平衡位置向下运动到达波谷位置,速度逐渐减小,做减速运动,D错误;第1s末振子向下运动,第3s末振子向上运动,E正确.‎ ‎2.ABE　[解析]由y=0.1sin2.5πt可知,弹簧振子的振幅为0.1m,选项A正确;弹簧振子的周期为T==s=0.8s,选项B正确;在t=0.2s时,y=0.1m,即振子到达最高点,此时振子的运动速度为零,选项C错误;只有从振子处于平衡位置或者最高点(或最低点)开始计时,经过=0.2s,振子的位移才为A=0.1m,选项D错误;在一个周期内,振子的路程等于振幅的4倍,即0.4m,选项E正确.‎ ‎3.CDE　[解析]设弹簧振子的振动图像如图所示.A、B两点的速度大小相等、方向相同,但A、B两点的时间间隔Δt≠T(n=1,2,3,…),A错误;A、B两点的位移大小相等、方向相反,但Δt≠T(n=1,2,3,…),B错误;根据简谐运动的周期性可知,时间间隔Δt=T的两时刻,振子的位移相同、加速度相同,时间间隔Δt=的两时刻,振子的位移大小相等,弹簧的形变量相等,C、D正确;A、C两点的时间间隔Δt=,A点与C点位移大小相等、方向相反,在A点弹簧是伸长的,在C点弹簧是压缩的,所以在A、C两点弹簧的形变量大小相同,而弹簧的长度不相等,E正确.‎ ‎4.ADE　[解析]由图像知,t=0.8s时,振子在平衡位置向负方向运动,所以速度方向向左,A正确;t=0.2s时,振子远离平衡位置运动,速度逐渐减小,应在O点右侧大于6cm处,B错误;t=0.4s和t=1.2s时,振子的加速度大小相等,方向相反,C错误;t=0.4s到t=0.8s的时间内,振子向平衡位置运动,速度逐渐增大,D正确;t=0.8s到t=1.2s的时间内,振子远离平衡位置运动,加速度增大,E正确.‎ ‎5.ABE　[解析]由简谐运动的特点和弹簧弹力与伸长量的关系可知,图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为F=kx=2000N/m×0.0025m=5N,方向指向x轴的负方向,并且现在正在远离O点向x轴的正方向运动,A、B正确;由图像可知,周期为2s,0~4s内振子做了两次全振动,通过的路程是s=0.5cm×4×2=4cm,C、D错误,E正确.‎ ‎6.(1)BDF　(2)见解析 ‎[解析](1)摆长L应为悬点到石块重心的距离,故B错误;计时起点应为石块摆至平衡位置时,故 D错误;用公式g=L计算时应将每次相应的L、T代入求g值,再求g的平均值,故F错误.‎ ‎(2)用O、M间尼龙线长度作为摆长,比实际摆长偏小,故g的测量值偏小.可采用图像法,以T2为纵轴,L为横轴,多次测量作出T2-L图线,由图线的斜率k=得到g=,k值与摆长L的测量无关.‎ 课时作业(三十六)‎ ‎1.BCE　2.ABE　[解析]两列波在相遇区域的传播保持各自的波长、频率、振幅不变,各质点的位移、速度等于两列波分别引起的位移、速度的矢量和,t=0到t=1s,两列波的传播距离均为x=vt=0.4m,两波相遇,且两列波在质点M所在处分别引起的位移均为y=-2cm,所以t=1s时刻质点M的位移为-4cm,选项A、B正确,C错误;波传播过程中,各振动质点均在其平衡位置附近振动,不随波迁移,选项D错误;根据波的传播方向与质点振动方向的关系(“上下坡法”等)可确定,质点P、Q的起振方向都沿y轴负方向,选项E正确.‎ ‎3.ABD　[解析]图示时刻A点速度沿y轴正方向,所以此波沿x轴负方向传播,选项A正确;由图像并结合题给条件可知,波长λ=2m,T=0.02s,则周期T=0.08s,所以波速v==25m/s,选项B正确;由于是横波,所以在波的传播过程中,质点并不沿传播方向运动,选项C错误;t=0时质点B位于平衡位置且向y轴负方向振动,经过半个周期,质点B仍处在平衡位置,但向y轴正方向运动,选项D正确;该波的频率f==12.5Hz,而发生干涉的条件是两波频率相同,选项E错误.‎ ‎4.BCE　[解析]向左、向右传播的两列波关于y轴对称,步调总是相同,A错误;振动从O传到Q'时,O已经振动了半个周期,Q'起振方向向上,当Q'振动第一次到达负方向最大位移处时,质点O第二次到达正方向最大位移处,共运动了1个周期,通过的路程为s=5A=25cm,B正确;t=1s时刻,O第一次到达正方向最大位移处,P刚开始振动,即波传播了1m,故波速v==1m/s,C正确;波速由介质决定,与频率无关,故O质点振动加快,波的传播速度不变,D错误,E正确.‎ ‎5.BCE　[解析]根据质点的振动方程y=Asinωt,设质点的起振方向向上,对b,有cm=2sinωt1(cm),所以ωt1=,a振动的时间比b的长,所以cm=2sinωt2(cm),则ωt2=π+2nπ(n=0,1,2,3,…),a、b两个质点振动的时间差Δt=t2-t1=+nT(n=0,1,2,3,…),所以a、b平衡位置之间的距离Δx=vΔt=λ=50cm,则波长λ=cm(n=0,1,2,3,…),若波长为37.5cm,则n不为整数,故波长不可能为37.5cm,A错误;当n=4时,λ=12cm,B正确;在两质点振动时,两质点的速度可以相同,C正确;当质点b的位移为+2cm时,b到达正向最大位移处,此时a 还未到达平衡位置,D错误;在t=时刻,质点b到达平衡位置处,故b的速度最大,E正确.‎ ‎6.(1)0　4m　10m　(2)1.8s ‎[解析](1)因为Δt=0.4s=,故经过0.4s,质点P回到平衡位置,位移为0,质点P通过的路程为2A=4m,在时间内波传播的距离为=10m.‎ ‎(2)由质点A在t=0时刻向上振动知,波沿x轴正方向传播,波速v==m/s=25m/s x=45m处的质点第一次到达波峰的时间t1==s=1s 此质点第二次位于波峰的时间t=t1+T=1.8s.‎