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- 2021-05-26 发布
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2020届一轮复习人教版 机械振动与机械波 学案
● 机械振动●
1.简谐运动
(1)定义:物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动。
(2)平衡位置:物体在振动过程中回复力为零的位置。
(3)回复力
①定义:使物体返回到平衡位置的力。
②方向:总是指向平衡位置。
③来源:属于效果力,可以是某一个力,也可以是几个力的合力或某个力的分力。
(4)简谐运动的特征
①动力学特征:F回=-kx。
②运动学特征:x、v、a均按正弦或余弦规律发生周期性变化(注意v、a的变化趋势相反)。
③能量特征:系统的机械能守恒,振幅A不变。
2.简谐运动的两种模型
模型
弹簧振子
单摆
示意图
简谐运动条件
(1)弹簧质量可忽略
(2)无摩擦等阻力
(3)在弹簧弹性限度内
(1)摆线为不可伸缩的轻细线
(2)无空气等阻力
(3)最大摆角小于10°
回复力
弹簧的弹力提供
摆球重力沿与摆线垂直(即切向)方向的分力
平衡位置
弹簧处于原长处
最低点
周期
与振幅无关
T=2π
能量转化
弹性势能与动能的相互转化,机械能守恒
重力势能与动能的相互转化,机械能守恒
3.简谐运动的公式和图象
1.简谐运动的表达式
(1)动力学表达式:F=-kx,其中“-”表示回复力与位移的方向相反。
(2)运动学表达式:x=Asin(ωt+φ0),其中A代表振幅,ω=2πf表示简谐运动的快慢,(ωt+φ0)代表简谐运动的相位,φ0是简谐运动的初相位。
2.简谐运动的图象
(1)从平衡位置开始计时,函数表达式为x=Asin ωt,图象如图1甲所示。
图1
(2)从最大位移处开始计时,函数表达式为x=Acos ωt,图象如图1乙所示。
4.受迫振动和共振
1.受迫振动
系统在驱动力作用下的振动。做受迫振动的物体,它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率),而与物体的固有周期(或频率)无关。
2.共振
物体做受迫振动时,驱动力的周期(或频率)与物体的固有周期(或固有频率)相差越小,受迫振动的振幅越大。当驱动力的周期(或频率)与物体的固有周期(或固有频率)相等时,受迫振动的振幅达到最大,这种现象叫做共振。共振曲线如图2所示。
1.简谐运动的运动特征:
当v、a同向(即v、F同向,也就是v、x反向)时,v一定增大;当v、a反向(即v、F反向,也就是v、x同向)时,v一定减小。当物体靠近平衡位置时,a、F、x都减小,v增大;当物体远离平衡位置时,a、F、x都增大,v减小。
2.对共振的理解
(1)共振曲线:如图所示,横坐标为驱动力频率f,纵坐标为振幅A。它直观地反映了驱动力频率对某振动系统受迫振动振幅的影响,由图可知,f与f0越接近,振幅A越大;当f=f0时,振幅A最大。
(2)受迫振动中系统能量的转化:受迫振动系统机械能不守恒,系统与外界时刻进行能量交换。
1.如图甲所示,上端固定的弹簧振子在竖直方向上做简谐运动。规定向上为正方向,弹簧振子的振动图象如图乙所示。则
A.弹簧振子的振动频率f=2.0Hz
B.弹簧振子的振幅为 0.4m
C.在 内,弹簧振子的动能逐渐减小
D.在 内,弹簧振子的弹性势能逐渐减小
【答案】C
【解析】由振动图像可知,弹簧振子的振动周期为2s,频率f=1/T=0.5Hz,选项A错误;弹簧振子的振幅为 0.2m,选项B错误;在 0∼0.5 s 内,弹簧振子的位移变大,速度减小,动能逐渐减小,选项C正确;在 1.0∼1.5 s 内,弹簧振子离开平衡位置的位移变大,则弹簧的形变量变大,弹性势能逐渐变大,选项D错误;故选C.
2.质点作简谐振动的位移x随时间t变化的规律如图所示,该质点在t1与t2时刻( )
A.位移相同 B.速度相同 C.加速度相同 D.回复力相同
【答案】B
【解析】
A、由振动图象读出两个时刻质点的位移大小相等,方向相反,位移不同,故A错误;
B、在t1、t2时刻质点的位置关于平衡位置对称,而且都沿负方向运动,所以速度相同,故B正确;
CD、两个时刻质点的位移大小相等,方向相反,由可知回复力大小相同,方向相反;由知加速度也大小相等,方向相反,所以回复力不同,加速度不同,故C、D错误;
故选B。
关键是明确回复力、加速度与位移这三个量大小变化情况是一致的,但速度要注意其方向的不同。
3.一弹簧振子做简谐运动,其位移x与时间t的关系曲线如图所示,由图可知:( )
A.质点的振动频率是4Hz
B.t=2s时,质点的加速度最大
C.质点的振幅为5cm
D.t=3s时,质点所受合力为正向最大
【答案】C
【解析】
A、由图读出质点的振动周期 T=4s,则振动频率;故A错误.
B、t=2s时,质点的位移为零,由知质点的加速度最小;故B错误.
C、振子的振幅等于振子位移的最大值,由图读出振幅为5cm;C正确.
D、t=3s时,质点的位移为正向最大,由F=-kx,知质点所受合力为负向最大;故D错误.
故选C.
4.下列说法中正确的是:( )
A.弹簧振子的运动是简谐运动 B.简谐运动就是指弹簧振子的运动
C.简谐运动是匀变速运动 D.单摆简谐运动的回复力是重力和拉力的合力
【答案】A
【解析】
A、弹簧振子的运动是种周期性的往返运动,属于简谐运动;故A正确.
B、简谐运动并不只是弹簧振子的运动;单摆的运动也可以看作是简谐运动;故B错误.
C、简谐运动的加速度随物体位置的变化而变化,不是匀变速运动;故C错误.
D、单摆做简谐运动的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供,故D错误.
故选A.
5.两木块A、B质量分别为m、M,用劲度系数为k的轻弹簧连在一起,放在水平地面上,如图所示,用外力将木块A压下一段距离静止,释放后A上下做简谐振动。在振动过程中,木块B刚好始终不离开地面即它对地面最小压力为零。以下说法正确的是( )
A.在振动过程中木块A的机械能守恒 B.A做简谐振动的振幅为
C.A做简谐振动的振幅为 D.木块B对地面的最大压力是
【答案】D
【解析】
A、振动过程中木块A与弹簧组成的系统机械能守恒,木块A机械能不守恒,故A错误;
BCD、:当弹簧处于伸长至最长状态时,M刚好对地面压力为零,故弹簧中弹力,此时m有最大加速度,由,得:,由对称性,当m运动至最低点时,弹簧中弹力大小为F,但此时弹簧是处于压缩状态,根据牛顿第二定律得:,即,所以木块B对地面的最大压力是; 振幅为最大位移与平衡位置的距离:,故D正确,B、C错误;
故选D。关键是要注意撤去外力后,A以未加压力时的位置为平衡位置做简谐振动,当B刚好要离开地面时,A处于最高点时,A的加速度最大,A处于最低点时,弹簧对B的压力最大。
6.如图所示的是某一质点做简谐运动的图象,下列说法中正确的是( )
A.质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的
B.2s末速度最大,沿x轴的正方向
C.3s末加速度最大,沿x轴负方向
D.质点在4s内的位移为8cm
【答案】A
【解析】t=0时刻质点位于平衡位置,随后在平衡位置的上方,所以质点开始是从平衡位置沿x轴正方向运动的,故A正确。2s末质点位于平衡位置处,势能是零,动能最大,速度最大,沿x轴的负方向,故B错误。在3s末,质点位于负的最大位移处,速度为零,加速度正向最大,故C错误。质点在4s末回到平衡位置,则质点在4s内的位移为0,选项D错误;故选A。
7.弹簧振子作简谐运动,在平衡位置O两侧B、C间振动,当时间t=0时,振子位于B点(如图),若规定向右的方向为正方向,则下图中哪一个图象表示振子相对平衡位置位移随时间变化的关系( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】简谐运动的位移是指相对平衡位置的位移,是从初位置到末位置的有向线段;t=0时刻,位移为负的最大值;简谐运动的位移随着时间按照正弦规律变化;故选A。
8.关于简谐运动受力和运动特点的说法,正确的是( )
A.简谐运动是匀变速运动
B.回复力是指使物体回到平衡位置的力
C.振动物体越接近平衡位置,运动得越快,因而加速度越大
D.回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相同
【答案】B
【解析】简谐运动的加速度不断变化,所以是非匀变速运动,选项A错误;回复力是指使物体回到平衡位置的力,选项B正确;振动物体越接近平衡位置,运动得越快,回复力越小,因而加速度越小,选项C错误;回复力的方向总跟离开平衡位置的位移的方向相反,选项D错误;故选B.
9.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t=0.2s时,弹簧振子可能运动到B位置
B.在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度相同
C.从t =0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的动能持续地增加
D.在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度相同
【答案】A
【解析】
A、由图知,若从平衡位置计时,则在t=0.2s时,弹簧振子运动到B位置。故A正确。
B、在t=0.1s与t=0.3s两个时刻,弹簧振子的速度大小相等,方向相反。故B错误。
C、从t=0到t=0.2s的时间内,弹簧振子的位移越来越大,弹簧的弹性势能越来越大,其动能越来越小,故C错误。
D、在t=0.2s与t=0.6s两个时刻,弹簧振子的加速度大小相等,方向相反。故D错误。
故选A。
10.如图所示为甲、乙两等质量的质点做简谐运动的图像,以下说法正确的是( )
A.甲、乙的振幅各为 2 m 和 1 m
B.若甲、乙为两个弹簧振子,则所受回复力最大值之比为F甲∶F乙=2∶1
C.乙振动的表达式为x= sint(cm)
D.t=2s时,甲的速度为零,乙的加速度达到最大值
【答案】C
【解析】A. 由图可知,甲的振幅A甲=2cm,乙的振幅A乙=1cm,故A错误;
B. 根据F=−kx得知,若k相同,则回复力最大值之比等于振幅之比,为2:1;由于k的关系未知,所以所受回复力最大值之比不一定为2:1,故B错误;
C. 乙的周期T乙=8s,则乙振动的表达式为x=A乙sint= sint (cm),故C正确;
D. t=2 s时,甲通过平衡位置,速度达到最大值。乙的位移最大,加速度达到最大值,故D错误。
故选:C
11.如图所示,一小球用细线悬挂于O点,细线长为L,O点正下方L处有一铁钉。将小球拉至A处无初速释放(摆角很小),这个摆的周期是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】小球再次回到A点时所用的时间为一个周期,其中包括了以L为摆长的简谐运动半个周期和以为摆长的简谐运动的半个周期;
以L为摆长的运动时间为:
以为摆长的运动的时间为:
则这个摆的周期为:,故ABC错误,D正确。
12.如图所示为两个单摆的振动图像,若两单摆所在位置的重力加速度相同,则它们的( )
A.摆球质量相等 B.振幅相等 C.摆长相等 D.摆球同时改变速度方向
【答案】C
【解析】从单摆的位移时间图象可以看出两个单摆的周期相等,根据周期公式T=2π可知,两个单摆的摆长相等,周期与摆球的质量无关,故A错误,C正确。由图可以看出两单摆振幅不相等,B错误;从图象可以看出,最大位移的时刻不同,故改变速度方向的时刻不同,故D错误;故选C。
13.如图所示,单摆摆球的质量为m,做简谐振动的周期为T,摆球从最大位移A处由静止开始释放,运动到最低点B时的速度大小为v。则摆球从A运动到B的过程中,下列说法正确的是( )
A.摆球重力做功为
B.摆球受到的合力的平均功率为
C.摆球运动到B点时重力的瞬时功率为
D.摆球受到的合力提供圆周运动的向心力
【答案】A
【解析】
A、摆球从最大位移A处由静止开始释放,摆球运动到最低点B,根据动能定理得:,故A正确;
B、整个过程中只有重力做功,则合力做功的平均功率为:,故选项B错误;
C、根据瞬时功率的公式,摆球运动到B时的速度方向是水平的,即
,所以重力的瞬时功率是0,故C错误;
D、对小球进行受力分析,将重力分解如图所示:
可知由拉力T和重力分力的合力提供向心力,故选项D错误。
14.在图3中的几个相同的单摆在不同的条件下,关于它们的周期关系,判断正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】单摆的周期与重力加速度有关.这是因为是重力的分力提供回复力.当单摆处于(1)图所示的条件下,当摆球偏离平衡位置后,是重力平行斜面的分量(mgsinθ)沿切向分量提供回复力,回复力相对竖直放置的单摆是减小的,则运动中的加速度减小,根据周期公式,回到平衡位置的时间变长,周期T1>T3;对于(2)图所示的条件,带正电的摆球在振动过程中要受到天花板上带正电小球的斥力,但是两球间的斥力与运动的方向总是垂直,不影响回复力,故单摆的周期不变,T2=T3;在(4)图所示的条件下,单摆与升降机一起作加速上升的运动,也就是摆球在该升降机中是超重的,相当于摆球的重力增大,沿摆动的切向分量也增大,也就是回复力在增大,摆球回到相对平衡的位置时间变短,故周期变小,T40.20 s。下列说法正确的是( )
A.波速为 0.40 m/s
B.波长为 0.08 m
C.x=0.08 m 的质点在 t=0.70 s 时位于波谷
D.若此波传入另一介质中其波速变为 0.80 m/s,则它在该介质中的波长为 0.32 m
【答案】ACD
【解析】A、B项:波沿x轴正方传播,根据波形图可知,该波的周期T>0.20s,n只能等于0,故T=0.4s;
波长λ=16cm=0.16m,故波速,故A正确,B错误;
C项:x=0.08m的质点在t=0时位于平衡位置向上振动,经过t=0.70s时,,所以0.7s时x=0.08m处的质点位于波谷,故C正确;
D项:若此波传入另一介质中,频率不变,则周期不变,其波速变为0.80m/s,则它在该介质中的波长为λ=vT=0.8×0.4m=0.32m,故D正确。
故选:ACD。
4.(浙江七彩阳光联盟2018届高三第二次联考)振幅分别为A1 和A2 的两相干简谐横波相遇,下列说法正确的是
A.波峰与波峰相遇处的质点,其振幅为 A1+A2
B.波峰与波谷相遇处的质点,其振幅为 A1-A2
C.波峰与波谷相遇处的质点,其位移总是小于波峰与波峰相遇处的质点的位移
D.波峰与波峰相遇处的质点,其振动的加速度不一定大于波峰与波谷相遇处的质点振动的加速度
【答案】AD
【解析】频率相同的两列水波的叠加:当波峰与波峰、可波谷与波谷相遇时振动是加强的;当波峰与波谷相遇时振动是减弱的,从而即可求解。波峰与波峰相遇处的质点的位移不一定大于波峰与波谷处质点的位移,所以波峰与波峰相遇处的质点,其振动的加速度不一定大于波峰与波谷相遇处的质点振动的加速度。
波峰与波峰相遇处质点,离开平衡位置的振幅始终为A1+A2,而位移小于等于振幅,故A正确;当波峰与波谷相遇处,质点的振动方向相反,则其的振幅为|A1-A2|,故B错误;波峰与波谷相遇处质点的振幅总是小于波峰与波峰相遇处质点的振幅,而位移却不一定,故C错误;波峰与波峰相遇处的质点的位移不一定大于波峰与波谷处质点的位移,所以波峰与波峰相遇处的质点,其振动的加速度不一定大于波峰与波谷相遇处的质点振动的加速度,故D正确。所以AD正确,BC错误。
5.(浙江杭州2019届上学期高三物理模拟)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=0.5 s时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5 s。关于该简谐波,下列说法正确的是( )
A.周期为1.5 s
B.波速为6 m/s
C.t=2 s时,x=2 m处的质点经过平衡位置
D.t=1 s时,x=1 m处的质点处于波峰
【答案】BC
【解析】由图所示,波长λ=4m;波向右传播的距离为nλ+λ=4n+3m,则波速周期,根据周期T>0.5s可得:n=0,则T=s,波速v=6m/s;选项A错误,B正确;t=0时刻x=2 m处的质点经过平衡位置;t=2 s=3T时,x=2 m处的质点经过平衡位置,选项C正确;t=0时刻,x=1m处质点在波峰,故t=1s=T=1T时,x=1m处质点位于波谷,故D错误;故选BC。
6.(浙江省杭州市2019届高三上学期模拟)如图所示,两列简谐横波a和b均沿x轴正方向传播,波速均为25m/s,下列说法正确的是( )
A.a波的周期为0.32s、b波的周期为0.16s
B.对于b波,x轴上1m处的质点经过0.16s就传到x=5m处
C.a、b两列波相遇不会发生干涉
D.随时间变化两列波的波峰重合点在不断变化,但两列波的波谷不会重合
【答案】ACD
【解析】
A:由图知,a波的波长,b波的波长;则a波的周期,b波的周期。故A项正确。
B:横波质点的振动方向垂直波的传播方向,质点在平衡位置附近做往复运动,则x轴上1m处的质点不会传到x=5m处。故B项错误。
C:a、b两列波的频率不同,则a、b两列波相遇不会发生干涉。故C项正确。
D:波的传播过程相当于将波形进行平移,两列波的波速相同,两列波平移的快慢相同,由图知随时间变化两列波的波峰重合点在不断变化,两列波的波谷不会重合。故D项正确。
7.(浙江杭州学军2018学年11月选考模拟)两列波速相同的简谐横波沿x轴相向传播,实线波的频率为3 Hz,振幅为10 cm,虚线波的振幅为5 cm。t=0时,两列波在如图所示区域内相遇,则
A.两列波在相遇区域内会发生干涉现象
B.实线波和虚线波的频率之比为3:2
C.t=s时,x=9 m处的质点实际振动方向向上
D.t=时,x=4 m处的质点实际位移大小|y|>12.5 cm
【答案】BCD
【解析】实线波的波长为 λ1=4m,虚线波的波长为 λ2=6m,它们的波速相等,由波速公式v=λf得:实线波和虚线波的频率之比为 f1:f2=λ2:λ1=3:2,两列波的频率不同,不能发生干涉现象.故A错误,B正确.波速为:v=λ1f1=4×3m/s=12m/s,则在t=s时间内波传播的距离 x=vt=2m=λ1=λ2,实线波单独传播时,在t=s时,x=9m处的质点到达波谷,振动速度为零.虚线波单独传播时,在t=s时,x=9m处的质点振动方向向上,则根据波叠加原理可知t=s时,x=9m处的质点振动方向向上.故C正确.波速为:v=λ1f1=4×3m/s=12m/s,则在t=s时间内波传播的距离 x=vt=1m=λ1,实线波单独传播时,t=s时,x=4m处的质点到达波谷,位移大小为 y1=10cm;根据波形的平移法作出虚线波传播x=1m时的波形,如图所示
由图看出此刻x=4m处的质点位移大小y2>2.5cm,则波的叠加原理可知t=s时,x=4m处的质点位移|y|=y1+y2>12.5cm,故D正确.故选BCD.
8.(浙江省嘉兴市2019届高三普通高校招生选考科目教学测试)在x坐标轴上x=0和x=9m处各有一个频率为0.5H的做简谐运动的波源,在同种均匀介质中形成两列简谐波,t=0时刻的波形如图所示,则
A.两列波的传播速度大小均为2m/s
B.在t=0.4s时刻,x=1.8m处的质点位于波峰
C.在0之后的0.5s内x=2m处质点的位移为1m
D.在x=4.5m处的质点在两列波叠加以后振幅为0
【答案】AB
【解析】
A项:由图可知,波长为4m,由公式,故A正确;
B项:由图可知,t=0时x=1m处的质点处于波峰位置,根据波的振动形式的迁移可知,此振动形式传到x=1.8m时所用的时间为,故B正确;
C项:由于周期为2s,0.5s等于四分之一周期,图示位置,x=2m处的质点向上振动,所以过0.5s,x=2m处的质点处于波峰位置,即位移为5cm,故C错误;
D项:振幅为两列波的振动加强时离开平衡位置的距离之和,所以应为10cm,故D错误。
9.(浙江省温州九校2019届高三上学期10月第一次联考)如图甲,介质中两个质点A和B的平衡位置距波源O的距离分别为1m和5m。图乙是波源做简谐运动的振动图象。波源振动形成的简谐横波沿图甲中x轴传播。已知t=4s时刻,A质点第一次运动到y 轴负方向最大位移处。下列判断正确的是( )
A.A质点的起振方向向上
B.该列简谐横波的波速为1m/s
C.该列简谐横波的波长为4m
D.t=8s时,B质点正好经过平衡位置且振动方向向下
【答案】ABC
【解析】
A项:各质点的起振方向与波源的起振方向相同,由图乙可知,波源的起振方向向上,故A正确;
B项:由图乙可知,周期为4s,波先从O点传A再振动到波谷,所以波从O到A所用的时间为1s,由公式,故B正确;
C项:由图乙可知,周期为4s,波速为1m/s,所以,故C正确;
D项:波传到B点所用的时间为,B质点开始向上运动3s即四分之三周期到波谷处,故D错误。
故应选ABC。
10.(浙江省2019届高三高考选考科目9月联考)如图所示,同一介质中的P、Q两列持续振动的简谐横波分别沿x轴正向和负向传播,质点a、b、c、d分别位于、7m、8m、处,若波的传播速度为,图示为时刻的波形图则再经过时( )
A.质点振动的频率为
B.质点a、c处于平衡位置
C.质点b的位移大小为30cm
D.质点d的振动方向沿轴
【答案】BD
【解析】由题意可知,,则质点振动的周期,频率为,A错误;质点a、c为振动减弱点,当t=0.5s时,两波振动方向相反,所以质点a、c处于平衡位置,B正确;质点b是振动加强点,t=0.5s时,两列波在质点b的位移均为0,故质点b的位移为零,C错误;t=0.5s时,简谐横波P在d处向下振动,简谐横波Q在d处也向下振动,所以质点d的振动方向沿-y轴,D正确.
11.(浙江省杭州市2018年高考命题预测卷)B超成像的基本原理就是向人体发射一组超声波,而遇到人体组织会产生不同程度的反射(类似回声),通过探头发送和接收超声波信号,经过电子电路和计算机的处理,形成了我们今天的B超图像(如图所示)。图为仪器检测到发送和接收的超声波图象,其中实线为沿x轴正方向发送的超声波,虚线为一段时间后遇到人体组织沿x轴负方向返回的超声波。已知超声波在人体内传播速度约为1 500 m/s,下列说法正确的是( )
A.根据题意可知此超声波的频率约为1.25×105 Hz
B.图中质点A在此后的1 s内运动的路程为1 500 m
C.图中质点B此时沿y轴正方向运动
D.图中质点A,B两点加速度大小相等,方向相反
【答案】AC
【解析】
A项:由图乙可知,波长为,由公式得,,故A正确;
B项:质点A只在平衡位置上下振动,所以不可能运动1500m,故B错误;
C项:由“上下坡法”可知,质点B此时沿y轴正方向运动,故C正确;
D项:由于A、B两点离开平衡位置的位移同,所以两质点的加速度大小相等,方向相同。
12.(2018年浙江省湖州一中高三物理模拟)如图所示,两列简谐横波在同一绳上传播时某时刻的波形图,已知甲波向左传,乙波向右传.下列说法正确的是( )
A.甲波的速度v甲比乙波的速度v乙大
B.两列波的速度一样大
C.两列波相遇时不会发生干涉现象
D.两列波相遇时绳上x=0的质点始终为振动加强点
【答案】BC
【解析】同一绳上传播的两列绳波,波速一定相同,由图看出,两列波的波长不等,由f=v/λ,由此可知频率f1≠f2.故不能发生干涉。故BC正确,AD错误。故选BC。
13.(浙江省宁波市2018届新高考选考适应性考试
)如图是某绳波形成过程的示意图。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动,带动质点2、3、4…各个质点依次上下振动,把振动从绳的左端传到右端。t=T/4时,质点1到达最高位置,质点5刚要开始运动。下列说法正确的是( )
A.t=T/4时,质点5开始向下运动
B.t=T/4时,质点3的加速度方向向下
C.从t=T/2开始的一小段时间内,质点8的速度正在增大
D.在t=3T/2时,1到17个质点刚好第一次构成一个标准的完整正弦图像
【答案】BD
【解析】A项:由题意可知,在质点1位于波峰可知,质点的起振方向向上,根据受迫振动的振动方向与波源振动方向相同,所以质点5的起振方向向上,故A错误;
B项:t=T/4时,质点3位于平衡位置上方,所以加速度方向向下,故B正确;
C项:在t=T/2时,质点8开始向上振动,所以振动速度减小,故C错误;
D项:在t=T时,1到16个质点刚好第一次构成一个标准的完整正弦图像,故D错误。
14.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速度比波2速度大
B.这两列波的频率相同
C.在这两列波传播方向上,不会产生稳定的干涉现象
D.相对于同一障碍物,波1比波2发生衍射现象更明显
【答案】CD
【解析】A、两列声波在同一空间的空气中沿同一方向传播,波速相同,故A错误;
B、由图读出声波1和声波2波长之比,由得到两波频率之比
,故B错误;
C、由于两列波的频率不同,不会产生稳定的干涉现象,故C正确;
D、声波1的波长较长,相对于同一障碍物,波1比波2发生衍射现象更明显,故D正确。
点睛:本题考查基本的读图能力.对于波的三个物理量抓住:波速是由介质决定的,频率是由波源决定的,波长由介质和波源共同决定。
15.(浙江省台州中学2019届高三上学期第一次统练)如图所示是水下机器人 PowerRay“小海鳐”,它在水下开启寻鱼模式可以通过声纳技术(通过发射声波和接收回波判断目标物的距离、方位和移动速度等信息)准确探测鱼群。它也能将水下鱼群信息通过无线电波传输上岸,由于水中衰减快,其最大传输距离为80m。下列分析合理的是( )
A.声波和无线电波在水中的传播速度相等
B.无线电波在水中衰减指的是其频率不断减小
C.发射声波后能形成回波是波的反射现象
D.若接收回波频率大于发射声波的频率,说明鱼正在靠近
【答案】CD
【解析】声音进入水中传播速度会增大,无线电波进入水中速度会减小,但两者的速度不相等,故A错误;无线电波进入水中时频率不变,波长变短,故B错误;发射声波后能形成回波是波的反射现象,故C正确;根据声音的多普勒效应可知,若接收回波频率大于发射声波的频率,说明声源接近观察者,即鱼正在靠近,故CD正确。故选CD。