简谐振动的图象,表达式,物理情景.doc

简谐振动的图象，表达式，物理情景1.一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，在0.17s时刻，振子的运动情况是（ ）A.正在向左做减速运动B.正在向右做加速运动C.加速度正在增大D.动能正在减小2.如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动以平衡位置O为原点，建立Ox轴向右为x的轴的正方向若振子位于N点时开始计时，则其振动图象为（ ）A.B. .波动图与振动图1.在同一地点有两个静止的声源，发出声波1和声波2，在同一空间的均匀空气中沿同一方向传播，如图所示为某时刻这两列波的图象，则下列说法中正确的是（ ）A.波1传播速度比波2传播速度大B.相对于同一障碍物，波2比波1衍射现象更明显C.波2与波1的频率之比为1:2D.这两列波沿传播的方向上，不会产生稳定的干涉现象3.一列横波在某介质中沿x轴传播，如图甲所示t=0.75s时的波形图，如图乙所示为x=1.5m处的质点P的振动图象，则下列说法正确的是（ ）A.图甲中质点N速度方向沿y轴正方向B.再经过t=0.5s质点L与质点N位移相同C.再经过t=1.75s质点P第一次到达波峰D.该波在传播的过程中，遇到宽度为1m的障碍物能发生明显的衍射现象3.一平面简谐波沿着x轴正方向传播，已知其波函数为y=0.04cos(50t0.10x)m，则该波的振幅为_，波速为_4.如图所示为一水平方向弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子简谐运动的表达式_(2)在0到4s这段时间内，弹簧振子的正向加速度最大的时刻为_，弹性势能最大的时刻为_(3)该振子在前100s的路程是_答案1.B2.A3. 0.04rmm“, ”500rmm/s 4.x=5sin0.5tcm rmt=3rms“, ”rmt=1rms、t=3rms 5m2.如图所示，一列简谐横波在x轴上传播，图甲和图乙分别为x轴上a、b两质点的振动图象，且xab=6m下列判断正确的是（ ）A.波一定沿x轴正方向传播B.波长一定是8mC.波速一定是6m/sD.波速可能是2m/s4.如图所示，甲图为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波动图象，乙图为参与波动质点P的振动图象，则下列判断正确的是（ ）A.该波的传播速率为4m/sB.该波的传播方向沿x轴正方向C.经过0.5s时间，质点P沿波的传播方向向前传播2mD.该波在传播过程中若遇到3m的障碍物，能发生明显衍射现象E.经过0.5s时间，质点P的位移为零，路程为0.4m答案1.D2.D3. “A”, “C”, “D” 4. “A”, “D”, “E” 波的平移1. 如图所示是一列简谐波在t=0时的波形图象，波速为v=10m/s，此时波恰好传到I点，下列说法中正确的是（ ）A.此列波的周期为T=0.4sB.质点B、F在振动过程中位移总是相等C.质点I的起振方向沿y轴负方向D.当t=5.1s时，x=10m的质点处于平衡位置处E.质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同2.一列简谐横波向x轴负方向传播，在t=0时的波形如图所示，P、Q两质点的平衡位置的坐标分别为(1,0)、(7,0)已知t=0.7s时，质点P第二次出现波峰，下列说法正确的是（ ）A.该波的波长为5m B.该波的波速为10m/sC.振源的起振方向沿y轴负方向D.当质点Q位于波峰时，质点P位于波谷E.t=0.9s时，质点Q第一次出现波峰波的多解1.（3分）如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5s时的波形图已知该简谐波的周期大于0.5s关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）A.波长为2m B.波速为6m/sC.频率为1.5HzD.t=1s时，x=1m处的质点处于波峰E.t=2s时，x=2m处的质点经过平衡位置2.如图所示，某列波在t=0时刻的波形如图中实线所示，虚线为t=0.3s（该波的周期T0.3s）时刻的波形图已知t=0时刻质点P正在做加速运动，则下列说法错误的是（ ）A.波速为10m/sB.周期为1.2sC.t=0.3s时刻质点P正向下运动D.在00.1s内质点P运动的平均速度大于0.4m/s3.如图所示，一列向右传播简谐横波在t=0时刻恰好传到A点，波速大小v=0.6m/s，P质点的横坐标为x=1.26m，则下列说法正确的是（ ）A.该列波的振幅是20cm，波长是0.24mB.该列波的频率是2.5Hz C.质点A的振动方程为y=10sin5t(cm)D.再过一个周期，质点A向右传播的路程为40cm E.质点P第一次到达波峰的时间是2s4.（3分）一列自右向左传播的简谐横波，在t=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1,0)的质点刚好开始运动，在t1=0.3s时刻，质点P在0时刻后首次位于波峰，Q点的坐标是(3,0)，由此可知该波振源的起振方向沿y轴_方向；在t=_时刻，质点Q首次位于波谷答案1. “A”, “B”, “C” 2. “B”, “D”, “E” 3. “B”, “C”, “E” 4. “正”, 0.7rms 3.一列简谐横波的波形如图所示，实线表示t1=0时刻的波形图，虚线表示t2=0.005s时刻的波形图，求：(1)该简谐横波的振幅与波长各为多少？(2)若2Tt2t2T，波速可能为多大？（T为周期）答案1. “B”, “C”, “E” 2.B 3.(1)该简谐横波的振幅为5cm与波长8m(2)若2Tt2t2T，波速可能为2103m/s或2.8103m/s 4.(1)这列波的传播方向从B向A；(2)周期是0.4s4.(10分) 在平静的介质中，有一列简谐横波沿如图所示的直线传播，图中A、B两点相距1.6m，当波刚好传到其中一点时开始计时，已知在8s内质点A完成16次全振动，质点B完成了20次全振动(1)试确定这列传波方向；单摆1.某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为l，摆球直径为d，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为t他测得的g值偏小，可能的原因是（ ）A.测摆线长时摆线拉得过紧B.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了C.开始计时，秒表过早按下D.实验中误将51次全振动数为50次E.实验中误将49.5次全振动数为50次2.根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆(1)用游标卡尺测量小钢球直径，读数如图2所示，读数为_mm(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_a摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些b摆球尽量选择质量大些、体积小些的c为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔t即为单摆周期Te拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间t，则单摆周期T=t50(3)某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T2L图线，如图3所示，再利用图线上任意两点A、B的坐标(x1,y1)、(x2,y2)，可求得g=_若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其他测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比是_的（“偏大”“偏小”或“不变”）简谐振动的特点1.简谐振动的特点是（ ）A.回复力和位移成正比且方向相反B.加速度和位移成正比且方向相反C.速度和位移成正比且方向相反D.振幅随时间作周期性变化2.如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示由振动图象可以得知（ ）A.振子的振动周期等于t1B.在t=0时刻，振子的位置在a点C.在t=t1时刻，振子的速度为零D.从t1到t2，振子正从O点向b点运动3.实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验实验室有如下器材可供选用：长约lm的细线，直径约2cm的均匀铁球，秒表，最小刻度为毫米的米尺他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上将其上端固定，下端自由下垂用刻度尺测量悬点到_之间的距离记为单摆的摆长L在小球平稳摆动后，他们记录小球完成n次全振动的总时间t，则单摆的周期T=_如果实验得到的结果是g=10.29m/s2，比当地的重力加速度值大，分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果，并写出其中一种：_4.某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度实验步骤如下：A按装置图安装好实验装置；B用游标卡尺测量小球的直径d；C用米尺测量悬线的长度l；D让小球在竖直平面内小角度摆动当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3当数到20时，停止计时，测得时间为t；E多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；F计算出每个悬线长度对应的t2；G以t2为纵坐标、l为横坐标，作出t2l图线结合上述实验，完成下列任务：(1)该同学根据实验数据，利用计算机作出t2l图线如图2所示根据图线拟合得到方程t2=404.0l+2.0由此可以得出当地的重力加速度g=_m/s2（取2=9.86，结果保留3位有效数字）(2)从理论上分析图线没有过坐标原点的原下列分析正确的是_A不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；B开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；C不应作t2l图线，而应作tl图线；D不应作t2l图线，而应作t2(l+12d)图线答案1. “B”, “C”, “D” 2.18.6abe dfrac4pi2(x2x1)y2y1“, ”不变 3. “铁球球心”, dfractn“, ”振动次数n计多了 4.(1)9.76；(2)D3.光滑的水平面叠放有质量分别为m和m2的两木块，下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上，如图所示已知两木块之间的最大静摩擦力为f，为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动，系统的最大振幅为（ ）A.fkB.2fkC.3fkD.4fk4.一个做简谐运动的弹簧振子，振幅为A，设振子第一次从平衡位置运动到x=A2处所经最短时间为t1，第一次从最大正位移处运动到x=A2处所经最短时间为t2，关于t1与t2，以下说法正确的是（ ）A.t1=t2B.t1t2D.无法判断答1. “A”, “B” 2.D3.C4.B发电机原理1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断（ ）A.在B和D时刻线圈处于中性面位置B.在A和C时刻穿过线圈的磁通量最大C.从AD时刻线圈转过的角度为2D.若从OD时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次2.如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则（ ）A.磁铁的转速为10r/sB.电流的表达式为i=0.6sin10t(A)C.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10t(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为0.62A交变电流四值1.一个矩形线圈的匝数为N匝，线圈面积为S，在磁感强度为B的匀强磁场中以的角度绕垂直磁感线的轴匀速转动，开始时，线圈平面与磁场平行，对于它产生的交变电动势，下列判断正确的是（ ）A.瞬时表达式为e=NBSsint B.有效值为12NBS C.平均值为2NBS D.频率为22.（3分）如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a，b所示，则（ ）A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2:3C.曲线a表示的交变电动势频率为25HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10V3.如图所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为的U的灯泡，灯泡正常发光从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是（ ）A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B.灯泡中的电流方向每秒改变2次C.线框中产生感应电动势的表达式为e=nBSsintD.变压器原、副线圈匝数之比为nBSU4.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示若外接电阻的阻值R=9，线圈的电阻r=1，则下列说法正确的是（ ）A.线圈转速为100rad/sB.0.01s末穿过线圈的磁通量最大C.通过线圈的最大电流为10AD.伏特表的示数为90V答案1. “A”, “D” 2. “B”, “D” 3.C 4.C3.线圈abcd的ad长20cm，ab长10cm，匝数N=50匝，电阻不计，在磁感应强度B=2T的匀强磁场中绕OO1轴匀速转动，角速度w=100rad/s，OO1轴通过ad且同时垂直于ad和bc，距ab的距离是距dc的距离的2倍线圈的输出端接单相理想变压器线圈，接在变压器副线圈两端的灯泡“10V，10W”刚好正常发光则（ ）A.变压器原线圈两端电压有效值为1002VB.变压器原线圈中电流为1AC.变压器的原副线圈匝数比为10:1D.通过灯泡的交流电频率为50Hz4. 如图所示，处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为Rt=0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正向纸面外运动则（ ）A.时刻t线圈中电流的瞬时值i=BSRcostB.线圈中电流的有效值I=BSRC.线圈中电流的有效值I=2BS2RD.线圈中电流的电功率P=(BS)2R1. “A”, “C” 2.C3.C4.C交变电流计算题1.如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=10，线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90的定值电阻连接现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OO以角速度=400rad/s匀速转动电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计求：1.(1)3.0A；(2)405W；(3)电荷量为7.5103C(1)线圈中感应电流的最大值；(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率；(3)从线圈经过图示位置开始计时，经过14周期时间通过电阻R的电荷量2.如图所示，圆形线圈共100匝、直径d=0.1m，线圈电阻r=0.1，在匀强磁场中绕过直径的轴OO顺时针（从上往下看）匀速转动，轴OO和磁场的方向垂直，磁感应强度的大小B=1T，角速度=300rad/s，外电路电阻R=9，交流电表为理想电压表，请回答下列问题：(1)在图示时刻，圆形线圈中感应电流的方向如何；(2)写出从图示时刻线圈感应电动势的瞬时值表达式；(3)线圈转一圈外力做功多少；(4)交流电压表示数；(5)从图示位置转过90过程中流过电阻R的电荷量是多少2.(1)逆时针；(2)瞬时值表达式e=300cos300tV；(3)94.2J；(4)电压表示数为190.9V；(5)电荷量是0.1C变压器原理1.正弦交流电经过匝数比为n1n2=101的变压器与电阻R交流电压表V、交流电流表A按如图甲所示方式连接，R=10，图乙是R两端电压U随时间变化的图象，Um=102v，则下列说法中正确的是（ ）A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=2sin100t(A)B.电流表A的读数为0.1A C.电流表A的读数为210AD.电压表的读数为Um=102v2.如图所示的电路中，理想变压器的两端共接有三只规格完全相同的灯泡，变压器输入端接交变电压U0，在开关S闭合的情况下，三只灯泡的亮度相同如果将开关S断开，灯泡都不会损坏时，将要发生的现象是（ ）A.灯泡L1比S闭合时暗一些B.灯泡L1比S闭合时亮一些C.灯泡L2亮度不变D.灯泡L2比S闭合时暗一些3.发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以=100(rad/s)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时线圈的电阻r=1，外电路电阻R=99试求：i=6.28sin100tA；(2)1.95103W；(3)电荷量是0.017C(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；(3)从计时开始，线圈转过3过程中，通过外电阻的电荷量是多少？4.如图所示，一面积为S、匝数为N、电阻为r的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R（电表均为理想电表），求：e=NBSsint；(2)为NBSR2(R+r)和NBS2(R+r)；(3)W为N2B2S24(R+r)(1)以图示位置开始计时，写出线圈中感应电动势e随时间t变化的表达式；(2)电压表的读数U和电流表读数I；(3)线圈由图示位置转过90的过程中，外力对线框做的功W3.远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（ ）A.I1I2=n1n2B.I2=U1RC.I1U1=I22RD.I1U1=I2U24.如图所示，理想变压器的原线圈两端接u=2202sin100t(V)的交流电源上副线圈两端接R=55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是（ ）A.原线圈中的输入功率为2202W B.原线圈中电流表的读数为1AC.副线圈中电压表的读数为1102VD.副线圈中输出交流电的周期为0.01s答案1.B2.A3.D4.B电能输送2.一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率为为50kW，输出电压为500V，升压变压器原、副线圈匝数比为1:5，两个变压器间的输电导线的总电阻为15，降压变压器的输出电压为220V，变压器本身的损耗忽略不计，在输电过程中电抗造成电压的损失不计，求：.(1)2500V；(2)10:1(1)升压变压器副线圈的端电压；(2) 降压变压器原、副线圈的匝数比3.某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60kW，则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏？(1)分别是1:10与240:11；(2)900盏交变电流计算题1.如图所示，线圈abcd的面积是0.012m2，共1000匝，线圈电阻为10，外接电阻R=90，匀强磁场的磁感应强度为B=1T，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式(2)电路中交流电压表和电流表的示数(3)线圈由如图位置转过60的过程中，流过电阻R的电量为多少？2.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90，与R并联的交流电压表为理想电表在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化求：(1)交流发电机产生的电动势的最大值；(2)电路中交流电压表的示数；(3)线圈从图示位置开始转动90的过程中通过电阻R的电量1.某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器经降低电压后，再用线路接到各用户，设两变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但用电总功率增加，这时（ ）1. “B”, “D” A.升压变压器的副线圈的电压变大B.高压输电线路的电压损失变大C.降压变压器的副线圈上的电压变大D.降压变压器的副线圈上的