【高考复习】2020版高考物理 全程复习课后练习36 机械振动机械波（含答案解析）.docVIP

2020版高考物理 全程复习课后练习36 机械振动机械波某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是()A当ff0时，该振动系统的振幅随f增大而增大C该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于fD该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0如图，沿同一弹性绳相向传播的甲、乙两列简谐横波，波长相等，振幅分别为10 cm、20 cm，在某时刻恰好传到坐标原点则两列波相遇叠加后()A不可能产生稳定的干涉图样B在x=2 m的质点振动始终减弱C在x=0.5 m的质点振幅为零D坐标原点的振幅为30 cm一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船在一个周期内，游客能舒服登船的时间是()A0.5 s B0.75 s C1.0 s D1.5 s一个做简谐振动的弹簧振子，周期为T，振幅为A，已知振子从平衡位置第一次运动到x=处所用的最短时间为t1，从最大的正位移处第一次运动到x=处所用的最短时间为t2，那么t1与t2的大小关系是()At1=t2 Bt1t2 Ct1t2 D无法判断如图甲所示，竖直圆盘转动时，可带动固定在圆盘上的T形支架在竖直方向振动，T形支架的下面系着一个弹簧和小球，共同组成一个振动系统当圆盘静止时，小球可稳定振动现使圆盘以4 s的周期匀速转动，经过一段时间后，小球振动达到稳定改变圆盘匀速转动的周期，其共振曲线(振幅A与驱动力的频率f的关系)如图乙所示，则()A此振动系统的固有频率约为3 HzB此振动系统的固有频率约为0.25 HzC若圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率不变D若圆盘匀速转动的周期增大，共振曲线的峰值将向右移动下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()A.f固=60 HzB60 Hzf固70 HzC50 Hzf固60 HzD以上三个都不对一位游客在千岛湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是()A0.5 s B0.75 s C1.0 s D1.5 s如图所示，圆弧AO是半径为2 m的光滑圆弧面的一部分，圆弧与水平面相切于点O，AO弧长为10 cm，现将一小球先后从圆弧的点A和点B无初速度地释放，到达底端O的速度分别为v1和v2，所经历的时间分别为t1和t2，那么()Av1v2，t1t2 Bv1v2，t1=t2Cv1v2，t1t2 D上述三种都有可能 (多选)在“利用单摆测重力加速度”的实验中，如果得出的重力加速度的测量值偏大，其可能的原因是()A测量周期时，时间t内全振动的次数少数了一次B测量周期时，时间t内全振动的次数多数了一次C摆线上端固定不牢固，振动中出现松动，使摆线变长D在测量摆长时，将细线的长度加上摆球的直径作为摆长 (多选)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()A当振子稳定振动时，它的振动周期是0.5 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关于水平放置的弹簧振子的简谐运动，下列说法正确的是()A位移的方向总是由振子所在处指向平衡位置B加速度的方向总是由振子所在处指向平衡位置C经过半个周期振子经过的路程一定为振幅的2倍D若两时刻相差半个周期，弹簧在这两个时刻的形变量一定相等E经过半个周期，弹簧振子完成一次全振动甲、乙两列横波在同一介质中分别从波源M、N两点沿x轴相向传播，波速均为2 m/s，振幅相同，某时刻的波形如图所示，则()A甲、乙两波的起振方向相反B甲、乙两波的频率之比为2：3C再经过3 s，平衡位置在x=7 m处的质点振动方向向下D再经过3 s，平衡位置在x=1 m处的质点位移最大E再经过3 s，两波源间(不含波源)有5个质点位移为零实验题如图为用单摆测重力加速度的实验原理图(1)(多选)为了减小误差，下列措施正确的是()A摆长L应为线长与摆球半径的和，且在20 cm左右B在摆线上端的悬点处，用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线C在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线D计时起点和终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间(2)某同学正确操作，得到了摆长L和n次全振动的时间t，由此可知这个单摆的周期T=_，当地的重力加速度g=_设B、C为两列机械波的波源，它们在同种介质中传播，其振动表达式分别为yB=0.1cos(2t)cm和yC=0.1cos(2t)cm，发出的波的传播方向如图中的虚线所示它们传到P点时相遇，2 s末P点开始起振.=40 cm，=50 cm.试求：(1)这两列波的波长；(2)P点形成合振动的振幅如图所示，两木块的质量分别为m、M，中间弹簧的劲度系数为k，弹簧下端与M连接，m与弹簧不连接，现将m下压一段距离释放，它就上下做简谐运动，振动过程中，m始终没有离开弹簧，试求：(1)m振动的振幅的最大值；(2)m以最大振幅振动时，M对地面的最大压力答案解析答案为：C解析：共振图象如图所示，当f=f0时，系统达到共振，振幅最大，故ff0时，随f的增大，振幅减小，A、B错误；系统的振动稳定后，系统的振动频率等于驱动力的频率，故振动频率等于f，C正确，D错误答案为：D；解析：由图可知，两波的波长相等，又波速相等，则频率相等，能发生干涉，能产生稳定的干涉图样，故A错误；两列波相遇后，在叠加区域x=2 m的质点，振动方向相同，则振动始终加强，故B错误；两列波在x=0.5 m的质点振动方向相反，则振幅为两列波的振幅之差，即为10 cm，故C错误；根据矢量叠加原则，两列波在原点振动方向相同，则原点的振幅为两列波的振幅之和，即为30 cm，故D正确答案为：C；解析：由振动周期T=3.0 s、=、A=20 cm知，游船做简谐运动的振动方程x=Asin t=20sint (cm)在一个周期内，当x=10 cm时，解得t1=0.25 s，t2=1.25 s游客能舒服地登船的时间t=t2t1=1.0 s，选项C正确，选项A、B、D错误答案为：B；解析：振子从平衡位置到最大位移处，速度减小，振子从平衡位置第一次运动到x=处的平均速度大于从最大的正位移处第一次运动到x=处的平均速度，由t=可知，t1t2，选项B正确答案为：A；解析：当驱动力的频率与振动系统的固有频率相同时，振幅最大，所以固有频率约为3 Hz，选项A正确，B错误；受迫振动的振动周期由驱动力的周期决定，所以圆盘匀速转动的周期增大，系统的振动频率减小，选项C错误；系统的固有频率不变，共振曲线的峰值位置不变，选项D错误答案为：C；解析：从如图所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢比较各组数据知f驱在5060 Hz范围内时，振幅变化最小，因此50 Hzf固60 Hz，即选项C正确答案为：C；解析：由题意知，游船在做简谐运动，振动图象如图所示，根据振动方程y=Asin(t)，结合振动图象知地面与甲板的高度差不超过10 cm的时间有三分之一周期，故C正确，A、B、D错误答案为：B；解析：小球在滑动中机械能守恒，易知v1v2，小球在圆弧面上的受力类似于单摆的受力，且AO弧长为10 cm，远小于圆弧的半径，故小球的摆角很小，小球的运动是简谐运动，而简谐运动的周期与振幅无关，这样小球从点A运动到点O和从点B运动到点O的时间相等，t1=t2，即选项B正确答案为：BD；解析：由单摆的周期公式T=2得g=，数振动次数时，少计了一次，则求出的周期T偏大，由g=知重力加速度的测量值偏小，A错误；数振动次数时，多计了一次，则求出的周期T偏小，由g=知重力加速度的测量值偏大，B正确；振动中出现松动，使摆线变长，则摆线的测量值比真实值偏小，则由g=可知重力加速度测量值偏小，C错误；测量摆长时，将细线的长度加上摆球的直径作为摆长，则由g=可知重力加速度的测量值偏大，D正确答案为：BD；解析：现匀速转动摇把，转速为240 r/min，驱动力频率为4 Hz，周期是0.25 s当振子稳定振动时，它的振动周期是0.25 s，振动频率是4 Hz，选项A错误，B正确；当转速减小时，驱动力频率减小，接近固有频率2 Hz，弹簧振子的振幅增大，选项C错误，D正确答案为：BCD；解析：位移为从平衡位置指向振子位置的有向线段，A错误；振子加速度的方向与回复力的方向相同，总是由振子所在处指向平衡位置，B正确；弹簧振子的振动具有对称性，经过半个周期振子经过的路程一定为振幅的2倍，C正确；弹簧振子的振动具有对称性，若两时刻相差半个周期，弹簧在这两个时刻的形变量一定相等，D正确；弹簧振子完成一次全振动的时间才是一个周期，E错误答案为：ADE；解析：由波形图可知，甲波起振方向向下，乙波起振方向向上，甲、乙两波的起振方向相反，A正确；甲波波长为4 m，乙波波长为6 m，波速相同，其两波频率与波长成反比，所以甲、乙两波的频率之比为3：2，B错误；设振幅为A，再经过3 s，甲波波谷传播到x=7 m处，对应该质点的振动方向向上，乙波对应该质点的振动方向也向上，故平衡位置在x=7 m处的质点振动方向向上，C错误；画出再经过3 s的波形图如图所示，显然平衡位置在x=1 m处的质点位移最大，D正确；根据波的叠加可知两波源间(不含波源)有5个质点位移为零，这5个质点的平衡位置分别在23 m之间，45 m之间，6 m处，78 m之间，9 m处，选项E正确答案为：(1)BC；(2)L；解析：(1)摆长应为摆线长加上摆球的半径，摆长在1 m左右为宜，A错误；为使实验过程中摆长不变，悬点处用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线，B正确；在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线可减小计时误差，C正确；计时起点与终点应在平衡位置，因为此位置摆球速度大，计时误差小，D错误(2)由t=nT知单摆的周期T=.由T=2得g=，将T代入得g=L.解：(1)由振动表达式yB=0.1cos(2t) cm，知=2 rad/s，则波的周期为T= s=1 s.据题意，波从B传到P的时间为2 s，则波速为v= m/s=0.2 m/s.波长B=C=vT=0.2 m.(2)据题可知，两个波