衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷十八机械振动1含解析.doc

机械振动1一 、单选题（本大题共4小题 。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）1.（2015天津高考真题）图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，a、b两质点的横坐标分别为和，图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象，下列说法正确的是A、该波沿+x方向传播，波速为1m/sB、质点a经过4s振动的路程为4mC、此时刻质点a的速度沿+y方向D、质点a在t=2s时速度为零2.（2015福建高考真题）简谐横波在同一均匀介质中沿x轴正方向传播，波速为v 。若某时刻在波的传播方向上，位于平衡位置的两质点a、b相距为s，a、b之间只存在一个波谷，则从该时刻起，下列四副波形中质点a最早到达波谷的是（ ）3.（2015北京高考真题）周期为2.0s的简谐横波沿x轴传播，该波在某时刻的图像如图所示，此时质点P沿y轴负方向运动，则该波（ ）A、沿x轴正方向传播，波速v=20m/s B、沿x轴正方向传播，波速v=10m/sC、沿x轴负方向传播，波速v=20m/s D、沿x轴负方向传播，波速v=10m/s4. 如图所示为一个竖直放置的弹簧振子物体沿竖直方向在A、B之间做简谐运动，O点为平衡位置，A点位置恰好为弹簧的原长。物体由C点运动到D点（C、D两点未在图上标出）的过程中，弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J。对于这段过程有如下说法：物体的动能增加1.0JC点的位置可能在平衡位置以上D点的位置可能在平衡位置以上物体经过D点时的运动方向可能指向平衡位置以上说法正确的是A和B和C和D只有二 、多选题（本大题共3小题 ）5.如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，质点P恰在平衡位置，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图已知该波的波速是0.8m/s，则下列说法正确的是（）A这列波可能是沿x轴正方向传播的Bt=0时，x=4cm处质点P的速度沿y轴负方向C质点P在0.6s时间内经过的路程为0.32mD质点P在0.4s时刻速度方向与加速度方向相同6.（2015金山区一模）如图，一列简谐横波向右传播，质点a和b的平衡位置相距0.5m某时刻质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动这列波的波长可能是（）A1mB2mC0.4mD0.5m7.（2015奉贤区一模）一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，振幅为A，在t与t+0.4s两时刻在x轴上3m到3m的区间内的波形图如图同一条图线所示，则正确的是（）A质点振动的最大周期为0.4 sB该波的最大波速为10 m/sC从t时开始计时，x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点先回到平衡位置D在t+0.2 s时，x=2 m处的质点位移一定为A三 、简答题（本大题共2小题 ）8. 弹簧振子以O点为平衡位置在B.C两点之间做简谐运动.B.C相距20 cm.某时刻振子处于B点.经过0.5 s，振子首次到达C点.求：（1）振动的周期和频率；（2）振子在5 s内通过的路程及位移大小；（3）振子在B点的加速度大小跟它距O点4 cm处P点的加速度大小的比值.9. (1)一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点。时刻振子的位移；时刻；时刻。该振子的振幅和周期可能为（ ） A.0. 1 m， B.0.1 m, 8s C.0.2 m， D.0.2 m，8s (2) 如题图所示，空气中在一折射率为的玻璃柱体，其横截面是圆心角为90.半径为R的扇形OAB，一束平行光平行于横截面，以45入射角照射到OA上，OB不透光，若只考虑首次入射到圆弧上的光，则上有光透出部分的弧长为多少？0.2016万卷作业卷（十八）答案解析一 、单选题1. 【答案】D【解析】质点b开始振动的方向向上，根据前一质点带动后一质点的原理，该波沿x轴负方向传播，选项A错误；4s是半个周期，质点a经过半个周期振动的路程是两个振幅，即1 m，选项B错误；质点a、b振动方向相反，此时刻质点a的速度沿一y方向，选项C错误；在t=2 s时，质点a在波谷，速度为零，选项D正确。2. 【答案】：D【解析】由图A知，波长=2s，周期，由图知质点a向上振动，经T第一次到达波谷，用时，B图对应波长=s，周期，由图知质点a向下振动，经T第一次到达波谷，用时，C图对应波长=s，周期由图知质点a向上振动，经T第一次到达波谷，用时，D图对应波长=s，由图知质点a向下振动，经T到达波谷，用时，所以D正确。3. 【答案】B【解析】根据前一质点带动后一质点振动的原理，该波沿x轴正方向传播；根据图像，这列波的波长为20 m，所以波速v=10ms，选项B正确。4. 【答案】A解：由于系统机械能守恒，由弹簧的弹性势能增加了3.0J，重力势能减少了2.0J，则可知动能减少1.0J，故错误。 由于到D点的时候动能已经减少了，故D之前到达了平衡位置，C也在D之前，故C可能在平衡位置以上，故正确。 由的分析知，D不能在平衡位置以上，故错误。 由于只知道D位置是在平衡位置以下，但是可能是速度减小到零，返回来又经过D位置，故物体经过D点的运动方向可能指向平衡位置，故正确。故选A.二 、多选题5. 【答案】BC考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象专题：波的多解性分析：由图读出波长，由v=求出周期T，由时间t=0.2s与T的关系，根据波形的平移，判断波的传播方向，即可判断t=0时，x=4cm处质点P的速度方向由时间与周期的关系，求解质点P在0.6s时间内经过的路程，确定出质点P在0.4s时刻的位置，分析速度方向与加速度方向的关系解答：解：A、由图读出波长=12cm，由v=得周期T=，t=0.2s=T，由图看出，实线到虚线，波形向右平移了9cm1cm=8cm=，向左平移了13cm9cm=4cm=故得知，波形应向左平移，波沿x轴负方向传播故A错误B、波沿x轴负方向传播，t=0时，x=4 cm处质点P的速度沿y轴负方向故B正确C、时间t=0.6s=4T，而每个周期内质点通过的路程是4A，则质点P在0.6s时间内经过的路程为S=44A=0.32m故C正确D、质点P在0.4s时刻与0.1s时刻状态相同，而t=0.1s=，质点P正从平衡位置向波谷运动，速度方向向下，而加速度方向向上，故D错误故选BC点评：本题关键是时间t=0.2s与T的关系，利用波形的平移法判断波的传播方向根据时间与周期的关系，分析质点的运动状态6.【答案】BC考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象分析：a质点经过平衡位置速度方向可能向上，也可能向下，结合波的周期性，得到波长的通项，再得到特殊值解答：解：据题质点a运动到波峰位置时，质点b刚好处于平衡位置向上运动，则ab间距离与波长的关系为：xab=（n+），n=0，1，2，3则得 =m当n=0时，=2m；当n=1时，=0.4m；故选：BC点评：本题关键抓住波的空间周期性，得到波长的通项，考查运用数学知识解决物理问题的能力和分析波动形成过程的能力7.【答案】AC考点：波长、频率和波速的关系；横波的图象分析：根据波形图的周期性，重复性，可列出在0.4秒内的经过N个周期，从而得出波速的通项式，并由此确定周期的最大值和波速的最小值根据时间与周期的关系分析质点的位移由波的传播方向来确定质点的振动方向，判断回到平衡位置的先后解答：解：A、B、由题意可知，t=0时刻与t=0.4s时刻在x轴上3m至3m区间内的波形图如图中同一条图线所示，则有 0.4s=NT（N=1，2，3），所以当N=1时，周期最大，为T=0.4s，根据v=，当N=1时，波速最小为lOm/s，故A正确，B错误；C、横波沿x轴正方向传播，t=0时刻，x=2m处的质点向下运动，x=2.5m处的质点先向上运动再回到平衡位置，所以从t=0开始计时，x=2 m处的质点比x=2.5m处的质点先回到平衡位置，C正确；D、在t+0.2 s时，x=2 m处的质点位移为零D错误；故选：AC点评：此题关键要理解波的传播周期性与重复性，列出周期的通项，掌握波速、频率与波长的关系，理解质点的振动方向与波的传播方向三 、简答题8.（1）设振幅为A，由题意BC2A20 cm，所以A10 cm.振子从B到C所用时间t0.5 s，为周期T的一半，所以T=1.0 s；f=1.0 Hz.（2）振子在1个周期内通过的路程为4A，故在t=5 s=5T内通过的路程s=4A=200 cm.5 s内振子振动了5个周期，5 s末振子仍处在B点，所以它偏离平衡位置的位移大小为10 cm.（3）振子加速度a=-x,ax.所以aBaP=xBxP=104=52.9. (1) 【答案】AD【解析】若振幅为0.1m,则，当n=0时，解得,故选项A正确.B错误；若振幅为0.2m, 则,当n=0时解得，T=8s,所以选项C错误.D正确。 (2)【答案】【解析】光路图如图所示，由光的折射定律可知；，解得；又，利用几何关系可以求出透光的区域所对的圆心角是。4