高考物理一轮复习 第12章 机械振动与机械波、光、电磁波与相对论 1 第一节 机械振动课后达标能力提升 新人教版.doc

1 / 8【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选高考物理一轮复习 第第 1212 章章 机械振机械振动与机械波、光、电磁波与相对论动与机械波、光、电磁波与相对论 1 1 第一节第一节 机械振动课机械振动课后达标能力提升后达标能力提升 新人教版新人教版(建议用时：60 分钟)一、选择题1一个质点在平衡位置 O 点附近做机械振动若从 O 点开始计时，经过 3 s 质点第一次经过 M 点(如图所示)；再继续运动，又经过 2 s 它第二次经过 M 点；则该质点第三次经过 M 点还需要的时间是( )A8 s B4 sC14 s D s解析：选 CD设题图中 a、b 两点为质点振动过程的最大位移处，若在开始计时时刻，质点从 O 点向右运动，OM 过程历时 3 s，MbM 运动过程历时 2 s，显然，4 s，T16 s质点第三次经过 M 点还需要的时间 t3T2 s(162) s14 s，故选项 C 正确若在开始计时时刻，质点从 O 点向左运动，OaOM运动过程历时 3 s，MbM 运动过程历时 2 s，显然，4 s，T s质点第三次经过 M 点还需要的时间 t3T2 s s s，故选项 D 正确2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( )2 / 8A当振子稳定振动时，它的振动周期是 05 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解析：选 BD摇把匀速转动的频率 fn Hz4 Hz，周期T025 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3在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系已知单摆摆长为 l，引力常量为 G，地球质量为 M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期 T 与距离 r 的关系式为( )AT2r BT2rl GMCT DT2lr GM解析：选 B考虑单摆的周期公式与万有引力定律根据单摆周期公式 T2 和 GMgr2 可得 T22r，故选项 B 正确4如图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3 / 8C甲摆的机械能比乙摆大D甲摆的周期比乙摆大解析：选 AB可从题图上看出甲摆振幅大，B 正确由题图知两摆周期相等，则摆长相等，因两摆球质量关系不明确，无法比较它们的机械能的大小，A 正确，C、D 错误5平衡位置处于坐标原点的波源 S 在 y 轴上振动，产生频率为50 Hz 的简谐横波向 x 轴正、负两个方向传播，波速均为 100 m/s平衡位置在 x 轴上的 P、Q 两个质点随波源振动着，P、Q 的 x轴坐标分别为 xP35 m、xQ3 m当 S 位移为负且向y 方向运动时，P、Q 两质点的( )A位移方向相同、速度方向相反B位移方向相同、速度方向相同C位移方向相反、速度方向相反D位移方向相反、速度方向相同解析：选 D由题意可知，此波的波长为 m2 m，xP35 m，当波源位移为负且向y 方向运动时，P质点位移为负，速度沿y 方向；|xQ|3 m，故 Q 质点位移为正，速度沿y 方向，故 D 正确6如图，a、b、c、d 是均匀介质中 x 轴上的四个质点，相邻两点的间距依次为 2 m、4 m 和 6 m一列简谐横波以 2 m/s 的波速沿 x轴正向传播，在 t0 时刻到达质点 a 处，质点 a 由平衡位置开始竖直向下运动，t3 s 时 a 第一次到达最高点下列说法正确的是( )A在 t6 s 时刻波恰好传到质点 d 处B在 t5 s 时刻质点 c 恰好到达最高点4 / 8C质点 b 开始振动后，其振动周期为 4 sD在 4 s<t<6 s 的时间间隔内质点 c 向上运动解析：选 ACD由波的传播知 t6 s 时波传播的距离svt2×6 m12 m，即传到 d 点，选项 A 正确；t0 时 a 由平衡位置开始向下振动，t3 s 时第一次到达最高点，则 T3 s，得T4 s；各质点振动周期相同，选项 C 正确；波传到 c 点所需时间t s3 s，此时 c 点由平衡位置开始向下振动，1 s 后到达最低点，所以 4 s<t<6 s 内质点 c 向上运动，选项 D 正确5 s 时 c点正在平衡位置，选项 B 错误7如图甲所示为以 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 t02 s 时，弹簧振子的加速度为正向最大B在 t01 s 与 t03 s 两个时刻，弹簧振子在同一位置C从 t0 到 t02 s 时间内，弹簧振子做加速度增大的减速运动D在 t06 s 时，弹簧振子有最小的弹性势能解析：选 BCt02 s 时，弹簧振子的位移为正向最大值，而弹簧振子的加速度与位移大小成正比，方向与位移方向相反，A错误；在 t01 s 与 t03 s 两个时刻，弹簧振子的位移相同，B 正确；从 t0 到 t02 s 时间内，弹簧振子从平衡位置向最大位移处运动，位移逐渐增大，加速度逐渐增大，加速度方向与速度方向相反，弹簧振子做加速度增大的减速运动，C 正确；在 t06 s 时，弹簧振子的位移为负向最大值，即弹簧的形变量最大，弹簧振子的弹性势能最大，D 错误5 / 88如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在 O 点时，弹簧处于原长，A、B为关于 O 对称的两个位置，现在使小球带上负电，并让小球从 B 点静止释放，那么下列说法不正确的是( )A小球仍然能在 A、B 间做简谐运动，O 点是其平衡位置B小球从 B 运动到 A 的过程中，动能一定先增大后减小C小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在 O 点D小球不可能再做简谐运动解析：选 ABD小球在匀强电场中受到水平向左的电场力，设该电场力大小为 F0，小球合力为零的位置应该在 O 点左侧，设为O1，设 O1、O 点的间距为 x0，弹簧劲度系数为 k，则 F0kx0；取水平向右为正方向，当小球从 O1 点向右运动的位移为 x 时，回复力FF0k(x0x)kx，所以小球会以 O1 点为平衡位置做简谐运动，选项 A、D 错误，C 正确；因为不知道 A 点与平衡位置 O1 点的位置关系，所以不能确定小球从 B 运动到 A 的过程中，动能如何变化，选项 B 错误二、非选择题9(2018·江苏六校联考)两列简谐横波 a、b 在同一种均匀介质中沿 x 轴传播，a 波周期为 05 s某时刻，两列波的波峰正好在 xP30 m 处的 P 点重合，如图所示，则 b 波的周期为Tb_s，该时刻，离 P 点最近的波峰重叠点到 P 点的距离是_m解析：两列简谐横波 a、b 在同一种均匀介质中沿 x 轴传播，速度相同a 波波长为 30 m，则波速 v6 m/s，b 波波长为 48 m，由 v/T 可得，b 波的周期为 Tb08 s两波长的最小公倍6 / 8数为 24 m，所以该时刻，离 P 点最近的波峰重叠点到 P 点的距离是240 m答案：见解析10甲用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示(1)组装单摆时，应在下列器材中选用_(选填选项前的字母)A长度为 1 m 左右的细线B长度为 30 cm 左右的细线C直径为 18 cm 的塑料球D直径为 18 cm 的铁球(2)测出悬点 O 到小球球心的距离(摆长)L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t，则重力加速度 g _(用 L、n、t 表示)(3)下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理组次123摆长L/cm800090001000050 次全振动时间t/s9009551005振动周期T/s180191重力加速度g/(m·s2)974973请计算出第 3 组实验中的 T_s，g_m/s2乙(4)用多组实验数据作出 T2L 图象，也可以求出重力加速度g已知三位同学作出的 T2L 图线的示意图如图乙中的 a、b、c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都过原点，图线 b 对应的 g 值最接近7 / 8当地重力加速度的值则相对于图线 b，下列分析正确的是_(选填选项前的字母)A出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 LB出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次C图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值丙(5)某同学在家里测重力加速度他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图丙所示，由于家里只有一根量程为 030 cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标记，使得悬点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A 间细线长度以改变摆长实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2 时，测得相应单摆的周期为 T1、T2由此可得重力加速度 g_(用 l1、l2、T1、T2 表示)解析：(1)组装单摆时，应选用 1 m 左右的细线，摆球应选择体积小、密度大的球，选项 A、D 正确(2)单摆的振动周期 T根据 T2，得 g(3)T3201 s根据 T2，得 g976 m/s2(4)根据 T2，得 T2L，即当 L0 时，T20出现图线 a的原因是计算摆长时过短，误将悬点 O 到小球上端的距离记为摆长，选项 A 错误；对于图线 c，其斜率 k 变小了，根据 k，可能是 T 变小了或 L 变大了选项 B 中误将 49 次全振动记为 50 次，则周期 T变小，选项 B 正确；由k 得 g，则 k 变小，重力加速度 g 变大，8 / 8选项 C 错误(5)设 A 点到铁锁重心的距离为 l0根据单摆的周期公式T2，得 T12 ，T22 联立以上两式，解得重力加速度gT)答案：(1)AD (2) (3)201 976(4)B (5)T)11(2018·××市高三调研测试)如图所示是探究单摆共振条件时得到的图象，它表示振幅跟驱动力频率之间的关系，求：(1)这个单摆的摆长是多少；(取 g10 m/s2，210)(2)如果摆长变长一些，画出来的图象的高峰将向哪个方向移动解析：(1)从共振曲线知，单摆的固有周期T s2 s由 T2 得 l1 m(2)若摆长变长一些，则由周期公式 T2 可知，单摆周期增大，固有频率变小，因此图象的高峰将向原点方向移动答案：见解析