下学期高二物理周末作业-单摆、机械波的形成与传播

高二级物理周末作业——单摆、机械波的形成与传播1．某质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是()A．1s和3s时刻，质点的速度相同B．1s到2s时间内，质点的速度与加速度方向相同C．简谐运动的表达式为y＝2sin(0.5πt＋1.5π)cmD．简谐运动的表达式为y＝2sin(0.5πt＋0.5π)cm2．（多选）摆球质量相等的甲、乙两单摆悬挂点高度相同，其振动图像如图所示．选悬挂点所在水平面为重力势能的参考面，由图可知()A．甲、乙两单摆的摆长之比是eq\f(4,9)B．ta时刻甲、乙两单摆的摆角相等C．tb时刻甲、乙两单摆的势能差最大D．tc时刻甲、乙两单摆的速率相等3．某小组利用频闪照相的方法研究单摆的运动过程，即用在同一张底片上多次曝光的方法．从摆球离开左侧最高点A时开始，每隔相同时间曝光一次，得到了一张记录摆球从A位置由静止运动到右侧最高点B的照片，如图所示，其中摆球运动到最低点O时摆线被一把刻度尺挡住．对照片进行分析可知()A．摆球在A点所受的合力等于在B点所受的合力B．左侧摆线与右侧摆线长度之比为9∶4C．摆球经过O点前后瞬间摆线上的拉力大小不变D．从A点到O点的过程中，重力对摆球做功的功率不断变大4．（多选）如图所示为两个单摆做受迫振动的共振曲线，则下列说法正确的是()A．若两个受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相同，则图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线B．若两个受迫振动是在地球上同一地点进行，则两个摆长之比LⅠ∶LⅡ＝25∶4C．若摆长均约为1m，则图线Ⅰ是在地面上完成的D．若两个单摆在同一地点均发生共振，图线Ⅱ表示的单摆的能量一定大于图线Ⅰ表示的单摆的能量5．如图所示，用轻质丝线与小铁球（可看作质点）组成单摆甲，将摆球拉开一个微小的角度后由静止释b放，不计空气阻力，摆球到达最低点B时的动能为Ek、加速度为a，第一次到达B点所用的时间为t。将此单摆与其他几个单摆拴在一条张紧的水平绳上，发现在甲摆动后其他单摆也跟着摆动起来，其中乙的摆动幅度最大。下列说法中正确的是（

）A．甲单摆的丝线长度为B．甲单摆动能的变化周期为4tC．甲单摆在B点的加速度为零D．乙单摆的摆球质量和甲单摆的摆球质量相等6．在一条软绳上选18个等间距的质点，质点1在外力作用下首先向上振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波，由波的形成及图示可知，下列说法中正确的是()A．每个质点均在其平衡位置附近自由振动B．每个质点开始运动后，均在水平方向做匀速运动，在竖直方向做简谐运动C．绳上的每一个质点开始振动时，方向都向上，振动周期都相同D．绳上波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做等幅振动，故每个质点的机械能守恒7．一列横波沿绳子向右传播，某时刻绳子形成如图所示的形状，对此时绳上A、B、C、D、E、F六个质点，下列说法正确的是()A．质点B向右运动B．质点D和质点F的速度方向相同C．质点A和质点C的速度方向相同D．从此时算起，质点B比质点C先回到平衡位置8．一列机械波在x轴上传播，某时刻的波形图如图所示，a、b、c为三个质点，a正在向上运动．由此可知()A．该波沿x轴负方向传播B．该时刻，c正在向上运动C．该时刻以后，b比c先到达平衡位置D．该时刻，b的速率比c的速率大9．一列波在介质中向某一方向传播，如图所示为此波在某一时刻的波形图，并且此时振动还只发生在M、N之间，已知此波的周期为T，Q质点的速度方向在波形图中是向下的，下列说法正确的是()A．波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间TB．波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间eq\f(3T,4)C．波源是N，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间eq\f(T,4)D．波源是M，由波源起振开始计时，P质点已经振动时间eq\f(T,4)1【答案】D【解析】y－t图像上某点的切线的斜率表示速度；1s和3s时刻，质点的速度大小相等，方向相反，故A错误；1s到2s时间内，质点做减速运动，故加速度与速度反向，故B错误；振幅为2cm，周期为4s，ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,4)rad/s＝0.5πrad/s，t＝0时，y＝2cm，则φ＝0.5π，故简谐运动的表达式为y＝Asin(ωt＋φ)＝2sin(0.5πt＋0.5π)cm，故C错误，D正确．2【答案】AC【解析】由题图可知eq\f(T甲,T乙)＝eq\f(8×\f(2,3),8)＝eq\f(2,3)，又因为T＝2πeq\r(\f(l,g))，所以摆长之比为eq\f(4,9)，A正确；由于两摆线长度不同，在ta时刻离开平衡位置位移相等的位置，两个单摆的摆角不相等，B错误；因为甲的摆线短、摆幅大，所以甲上升的最大高度大于乙的，在tb时刻，乙在平衡位置(最低处)，而甲在最高处，因此两者的势能差是最大的，C正确；由于甲偏离平衡位置高度差大于乙的，所以甲经过平衡位置时的速度大于乙的，所以D错误．3【答案】B【解析】摆球在A点和B点受到的合力是重力沿切线方向的分力，等于mgsinθ，摆球在A点和B点时，摆线与竖直方向夹角不同，所以合力大小不相等，故A错误；根据题图可知，摆球从A到O运动时间tA＝9t0(t0是曝光的时间间隔)，从O到B运动时间tB＝6t0，而tA＝eq\f(TA,4)，tB＝eq\f(TB,4)，所以eq\f(TA,TB)＝eq\f(3,2)，由单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可得，左侧与右侧摆线长之比为eq\f(L左,L右)＝eq\f(TA2,TB2)＝eq\f(9,4)，故B正确；摆球经过O点时速度不变，但摆线长变短，由向心力公式可知，摆线上的拉力变大，故C错误；摆球在A点速度为零，所以在A点重力的功率为零，摆球在C的速度与重力垂直，重力的功率也为零，所以从A点到O点的过程中，重力对摆球做功的功率先变大后变小，故D错误．4【答案】AB【解析】题图图线中振幅最大处对应的频率应与做受迫振动的单摆的固有频率相等，从图线上可以看出，两摆的固有频率fⅠ＝0.2Hz，fⅡ＝0.5Hz.当两摆在月球和地球上分别做受迫振动且摆长相等时，根据公式f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,L))可知，g越大，f越大，所以gⅡ>gⅠ，又因为g地>g月，因此可推知图线Ⅰ表示月球上单摆的共振曲线，A正确；若在地球上同一地点进行两次受迫振动，g相同，摆长长的f小，且有eq\f(fⅠ,fⅡ)＝eq\f(0.2,0.5)，所以eq\f(LⅠ,LⅡ)＝eq\f(25,4)，B正确；因为fⅡ＝0.5Hz，若图线Ⅱ是在地面上完成的，根据f＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,L))，可计算出LⅡ约为1m，C错误；单摆的能量除与振幅有关，还与摆球质量有关，D错误．5【答案】A【解析】A．由题意可知单摆的振动周期为4t，由单摆周期公式有解得A正确；B．单摆的振动周期为4t，但能量的变化周期是振动周期的一半，所以动能的变化周期是2t，B错误；C．单摆通过最低点时切向加速度为零，但有向心加速度，所以加速度不为零，C错误；D．由题意可知单摆乙与单摆甲发生了共振，而共振的条件是周期相同，所以应该是两个单摆的摆长相同，D错误。故选A。6【答案C】【解析】每个质点开始振动后，只在竖直方向做简谐运动，水平方向上不随波迁移，B错误；波的传播过程也是能量的传递过程，每个质点均做受迫振动，所受合力不为零，故每个质点的机械能并不守恒，A、D错误；绳子上每一个质点的起振方向都相同，振动周期等于波源振动周期，C正确．7【答案D】【解析】波传播时，离波源远的质点的振动落后于离波源近的质点的振动，并跟随着离波源近的质点振动，由此可知，A向下运动，B、C、D向上运动，E、F向下运动，故质点A和质点C的速度方向相反，质点D和质点F的速度方向相反，选项A、B、C错误；由于此时B和C都向上运动，所以B比C先到达最大位移处，并先回到平衡位置，选项D正确．8【答案C】【解析】在题图所示时刻，a正在向上振动，比左侧的波峰振动滞后，可知波沿x轴正方向传播，故A错误；根据波形和波的传播方向可判断出c正在向下运动，故B错误；由于b向上振动、c向下振动，所以