【物理】2020届一轮复习人教版机械振动机械波作业

【物理】2020届一轮复习人教版机械振动机械波作业

‎2020届一轮复习人教版 机械振动 机械波 作业 ‎1．一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比_________。‎ A．波速变大 B．波速不变 C．频率变高 D．频率不变 ‎1．【答案】BC ‎【解析】在同种介质中，超声波的传播速度保持不变，根据多普勒效应可知，当波源与观察者相互靠近时，观察者接受到的频率大于波源发出的频率，所以BC正确。‎ ‎【考点】 多普勒效应 ‎【方法技巧】 本题主要是识记，记住多普勒效应，能利用多普勒效应分析问题 ‎2．用2×106Hz的超声波检查胆结石，该超声波在结石和胆汁中的波速分别为‎2250m/s和‎1500m/s，则该超声波在结石中的波长时胆汁中的______倍。用超声波检查胆结石是因为超声波的波长短，遇到结石时_______（选填“容易”或者“不容易”）发生衍射。‎ ‎2．【答案】1.5 不容易 ‎【解析】根据，在传播过程中，频率保持不变，所以；根据波长越长越容易发生衍射，所以用超声波遇到结石时，不容易发生衍射。‎ ‎【考点】 波的衍射 ‎【方法技巧】 本题主要是公式，波长、波速与频率的关系式，掌握能发生明显衍射现象的条件 ‎【上海·17】3．质点运动的位移x与时间t的关系如图所示，其中做机械振动的是 ‎3．【答案】ABC ‎【解析】机械振动是指物体在某一平衡位置附近做来回往复运动，质点运动的位移x与时间t的关系如图所示中，故A、B、C正确，D错误。‎ ‎【考点定位】 机械运动 ‎【名师点睛】 本题考查了机械运动的概念，涉及位移表达式，属于容易题，意在考查考生对机械振动的理解能力。机械运动是一个往复运动。‎ ‎【天津·3】4．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/s B．质点a经过4s振动的路程为‎4m C．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 ‎4．【答案】D 考点：机械振动与机械波 ‎【名师点睛】对简谐波问题，把握好质点振动与波传递的关系以及周期、波长、波速、振幅关系是关键，如本题中，根据质点振动方向和波的延迟性（后面学前面）可以确定波的传播方向以及a点的振动方向，再由振动周期和振幅可以求得振动路程。‎ ‎【上海·2】5．如图，P为桥墩，A为靠近桥墩浮出水面的叶片，波源S连续振动，形成水波，此时叶片A静止不动。为使水波能带动叶片振动，可用的方法是 A．提高波源频率 B．降低波源频率 C．增加波源距桥墩的距离 D．减小波源距桥墩的距离 ‎5．【答案】B ‎【考点定位】波的衍射 ‎【名师点睛】本题考查波的衍射，意在考查考生对波的衍射现象的理解能力和运用所学知识解决实际问题的能力。发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸也波长小或差不多。要让衍射明显，要么增大波长，要么减小障碍物的尺寸。‎ ‎【山东·38（1）】6．如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m。t=0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t=0.6s时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=‎10m/s2.以下判断正确的是______（双选，填正确答案标号）‎ a．h=‎1.7m b．简谐运动的周期是0.8s c．0.6s内物块运动的路程是‎0.2m d．t=0.4s时，物块与小球运动方向相反 ‎6．【答案】ab ‎【解析】t=0.6s时，物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m= ‎-0.1m；则对小球，解得h=‎1.7m ，选项a正确；简谐运动的周期是，选项b正确；0.6s内物块运动的路程是‎3A=‎0.3m，选项c错误；t=0.4s=，此时物块在平衡位置向下振动，则此时物块与小球运动方向相同，选项d错误；故选ab.‎ ‎【考点定位】简谐振动；自由落体运动.‎ ‎【规律总结】首先要搞清简谐振动的特点及自由落体运动的规律；然后通过物块及小球的位置关系进行讨论.‎ ‎【上海·15】7．一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v，周期为T，振幅为A。绳上两质点M、N的平衡位置相距四分之三波长，N位于M右方。设向上为正，在t=0时刻M位移为，且向上运动；经时间t（），M位移仍为，但向下运动，则 A．在t时刻，N恰好在波谷位置 B．在t时刻，N位移为负，速度向上 C．在t时刻，N位移为负，速度向下 D．在2t时刻，N位移为，速度向下 ‎7．【答案】C ‎【考点定位】 波的传播 ‎【名师点睛】本题主要考查了波的传播，意在考查考生的理解能力。知道介质中相相距的两质点的振动区别，尤其是其有一个质点在特殊位置时，另一个质点的振动情况。‎ ‎【北京·15】8．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/s C．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/s ‎8．【答案】B ‎【解析】横波的振动方向与传播方向垂直，已知P点的振动方向向下，由同侧法可知传播方向右，而读图得波长，，则波速，故选项B正确。‎ ‎【考点定位】横波的性质、机械振动与机械波的关系。‎ ‎【规律总结】横波的波动与振动的方向垂直，判断方法有四种：同侧法、带动法（特殊点法）、微平移法、口诀法（上坡下、下坡上）。‎ ‎【福建·16】9．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（ ）‎ ‎9．【答案】 D ‎【考点】机械波 ‎【方法技巧】本题考查机械波，首先计算波长，求出周期，然后由传播方向结合波形图判断质点的振动方向，得到第一次到达波谷所以的时间。‎ ‎【四川·2】10．平静湖面传播着一列水面波（横波），在波的传播方向上有相距‎3m的甲、乙两小木块随波上下运动，测得两个小木块每分钟都上下30次，甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰。这列水面波 A．频率是30Hz B．波长是‎3m C．波速是‎1m/s D．周期是0.1s ‎10．【答案】C ‎【解析】木块的上下运动反映了所在位置水面质点的振动情况，即波传播方向上的质点每分钟完成30次全振动，因此其周期为：T＝s＝2s，故选项D错误；频率为：f＝＝0.5Hz，故选项A错误；又因为甲在波谷时，乙在波峰，且两木块之间有一个波峰，所以sAB＝，解得波长为：λ＝＝‎2m，故选项B错误；根据波长、波速、周期间关系可知，这列水面波的波速为：v＝＝m/s＝‎1m/s，故选项C正确。‎ ‎【考点定位】对机械波、机械振动特点和规律的理解与应用。‎ ‎【名师点睛】本题的突破口之一是知道两木块做受迫振动，根据木块的振动情况推知水面波的周期（频率），突破口之二是题干中“甲在波谷时，乙在波峰”，说明甲乙两位置处质点振动情况异步。‎ ‎【方法技巧】（1）学会建模，本题首先要能建立木块的运动模型——受迫振动（简谐振动）；物理学中离不开理想化的实物模型和运动模型，如方形物块、三角形斜面、质点、点电荷等实物模型，和匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动等运动模型，事实上并非完全规则、理想化，这就是物理学中要突破的难点之一，即抓主要忽略次要思想的体现；‎ ‎（2）要培养画草图的习惯，如本题中，由“甲在波谷时，乙在波峰”可知甲乙两位置处质点振动情况异步，即相距半波长的奇数倍，又由于“两木块之间有一个波峰”，通过画出草图可以发现其中的几何关系，即有：sAB＝，尤其是在多物体、多过程运动中，草图的作用显得尤为突出。‎ ‎【规律总结】（1）受迫振动的周期（频率）等于驱动力的周期（频率）；‎ ‎（2）在波的传播方向上，振动同步的质点，相距半波长的偶数倍，振动异步的质点，相距半波长的奇数倍。‎ ‎【海南·16（1）】11．一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示，质点P的x坐标为‎3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是（填正确答案标号。选对1个得2分，选对2个得3分，选3个得4分；每选错1个扣2分，最低得分为0分）。‎ A．波速为‎4m/s B．波的频率为1.25Hz C．x坐标为‎15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷 D．x的坐标为‎22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰 E．当质点P位于波峰时，x坐标为‎17m的质点恰好位于波谷 ‎11．【答案】BDE ‎【解析】任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s，则，解得 从图像中可知，所以根据公式，故A错误；根据公式可得波的频率为1.25Hz，B正确；x坐标为‎15m的质点和x坐标为‎3m的质点相隔‎12m，为波长的整数倍，即两质点为同相点，而x坐标为‎3m的质点经过t=0.2s即四分之一周期振动到平衡位置，所以x坐标为‎15m的质点在t=0.2s时振动到平衡位置，C错误；x的坐标为‎22m的质点和x的坐标为‎2m的质点为同相点，x的坐标为‎2m的质点经过t=0.2s即四分之一周期恰好位于波峰，故x的坐标为‎22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰，D正确；当质点P位于波峰时，经过了半个周期，而x坐标为‎17m的质点和x坐标为‎1m的质点为同相点，经过半个周期x坐标为‎1m的质点恰好位于波谷，E正确。‎ ‎【考点定位】横波图像，波长，波速以及频率的关系 ‎【方法技巧】根据走坡法和平移法判断波的传播方向常用的方法，一定要掌握，解本题时还需要知道同相点和反向点，即相隔波长的整数倍的点为同相点，振动步调一致，相隔半波长的奇数倍的点为反相点，即振动步调相反。‎ ‎【重庆·11（2）】12．题11图2为一列沿x轴正方向传播的简谐机械横波某时刻的波形图，质点P的振动周期为0.4s.求该波的波速并判断P点此时的振动方向。‎ ‎12．【答案】；P点沿y轴正向振动 ‎【考点定位】横波的性质、机械振动与机械波的关系。‎ ‎【名师点睛】横波的波动与振动的方向垂直，判断方法有四种：同侧法、带动法（特殊点法）、微平移法、口诀法（上坡下、下坡上）。‎ ‎【全国新课标Ⅰ·34（1）】13．在双缝干涉实验中，分布用红色和绿色的激光照射同一双缝，在双缝后的屏幕上，红光的干涉条纹间距与绿光的干涉条纹间距相比（填“＞”“＜”或“＝”）。若实验中红光的波长为，双缝到屏幕的距离为，测得第一条到第6条亮条纹中心间的距离为，则双缝之间的距离为。‎ ‎13．【答案】＞‎ ‎【解析】双缝干涉条纹间距，红光波长长，所以红光的双缝干涉条纹间距较大，即 ‎>。条纹间距根据数据可得，根据可得 ‎。‎ ‎【考点定位】双缝干涉实验 ‎【名师点睛】双缝干涉实验的条纹间距公式熟记，对于从红光到紫光的波长频率折射率全反射临界角等等要认清变化趋势。‎ ‎【全国新课标Ⅱ·34（2）】14．平衡位置位于原点O的波源发出简谐横波在均匀介质中沿水平x轴传播，P、Q为x轴上的两个点（均位于x轴正向），P与Q的距离为‎35cm，此距离介于一倍波长与二倍波长之间，已知波源自t=0时由平衡位置开始向上振动，周期T=1s，振幅A=‎5cm。当波传到P点时，波源恰好处于波峰位置；此后再经过5s，平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置，求：‎ ‎（ⅰ）P、Q之间的距离；‎ ‎（ⅱ）从t=0开始到平衡位置在Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源在振动过程中通过路程。‎ ‎14．【答案】（1）‎133cm；（2）‎‎125cm ‎（2）Q处的质点第一次处于波峰位置时，波源运动时间为：‎ 波源由平衡位置开始运动，每经过，波源运动的路程为A，由题意可知：‎ 故t1时间内，波源运动的路程为s=‎25A=‎‎125cm ‎【考点定位】波的传播 ‎【方法技巧】本题主要是波的传播周期性，注意时间的周期性与空间的周期性的统一。‎ ‎【全国新课标Ⅰ·34（2）】15．甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速均为，两列波在时的波形曲线如图所示。求 ‎（i）时，介质中偏离平衡位置位移为16的所有质点的坐标；‎ ‎（ii）从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间。‎ ‎15．【答案】（i）（ii）‎ ‎（ii）偏离平衡位置位移为是两列波的波谷相遇的点，‎ 时，波谷之差 整理可得 波谷之间最小的距离为 两列波相向传播，相对速度为 所以出现偏离平衡位置位移为的最短时间 ‎【考点定位】 机械振动机械波 ‎【名师点睛】列出波峰或波谷的坐标表达式是关键；不存在波谷和波谷相遇的点。‎ ‎【天津·9（2）】16．某同学利用单摆测量重力加速度 ‎①为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是__________‎ A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 ‎②如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约为‎1m的单摆，实验时，由于仅有量程为‎20cm、精度为‎1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆周期；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离，用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g=____________‎ ‎16．【答案】①BC；②‎ 考点：用单摆测定当地的重力加速度。‎ ‎【名师点睛】单摆做为简谐振动在生活中的常见模型，除了熟记规律（单摆的周期公式）了，最重要的是一定要亲自动手完成测定当地重力加速度的单摆实验，从实验原理、操作步骤、误差分析上做好深入分析和探讨，如为何实验时摆角不能过大，如何减小空气阻力对实验的影响等等。‎ ‎【北京·21（2）】17．用单摆测定重力加速度的实验装置如图2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‎1m左右的细线 B．长度为‎30cm左右的细线 C．直径为‎1.8cm的塑料球 D．直径为‎1.8cm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。‎ 请计算出第3组实验中的T= s，g= ‎ ‎④用多组实验数据做出图像，也可以求出重力加速度g，已知三位同学做出的图线的示意图如图3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L B．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 ‎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4所示，由于家里只有一根量程为‎30cm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和时，测得相应单摆的周期为、.由此可得重力加速度g= （用、、、表示）。‎ ‎17．【答案】①AD ，② ，③2.01，9.76（9.76～9.77）；④B ；⑤或 ‎④由可知图像的斜率，b曲线为正确的图象。C、斜率越小，对应的重力加速度越大，选项C错误。A、在图象中图线与纵轴正半轴相交表示计算摆长偏小，如漏加小球半径，与纵轴负半轴相交表示摆长偏大，选项A错误。B、若误将49次全振动记为50次，则周期测量值偏小，值测量值偏大，对应的图像斜率偏小，选项B正确。故选B。‎ ‎⑤设A到铁锁重心的距离为，则第一次的实际摆长为，第二次的实际摆长为，由周期公式，，联立消去，解得。‎ ‎【考点定位】用单摆测重力加速度、实验器材选取、加速度表达式及计算，图象法处理数据。‎ ‎【规律总结】结合函数表达式研究图像，是数行结合的体现，而图像法是研究实验规律，减小误差的方法。‎