2021年高考物理考前提分刷題：機(jī)械能守恒定律等4個(gè)專項(xiàng)練習(xí)題匯編（含答案）

2021年高考物理考前提分刷題：機(jī)械能守恒定律等4個(gè)

專項(xiàng)練習(xí)題匯編

機(jī)械能守恒定律+機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波+動(dòng)能定理+動(dòng)量與動(dòng)量守恒

機(jī)械能守恒定律專項(xiàng)練習(xí)題

1.如圖所示，質(zhì)量為根的圓環(huán)套在與水平面成&=53。角的固定的光滑細(xì)桿

上，圓環(huán)用一輕繩通過一光滑定滑輪掛一質(zhì)量也為根的木塊，初始時(shí)圓環(huán)

與滑輪在同一水平高度上，這時(shí)定滑輪與圓環(huán)相距0.5m.現(xiàn)由靜止釋放圓

環(huán)，圓環(huán)及滑輪均可視為質(zhì)點(diǎn)，輕繩足夠長.已知重力加速度

g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.則下列說法正確的是()

A.圓環(huán)下滑0.6m時(shí)速度為零B.圓環(huán)與木塊的動(dòng)能始終相等

C.圓環(huán)的機(jī)械能守恒D.圓環(huán)下滑0.3m時(shí)速度為期m/s

2.“跳一跳”小游戲需要操作者控制棋子離開平臺(tái)時(shí)的速度，使其能跳到旁

邊等高的平臺(tái)上.如圖所示的拋物線為棋子在某次跳躍過程中的運(yùn)動(dòng)軌

跡，其最高點(diǎn)離平臺(tái)的高度為人在最高點(diǎn)時(shí)的速度為口若質(zhì)量為相、

可視為質(zhì)點(diǎn)的棋子在運(yùn)動(dòng)過程中，只受重力作用，重力加速度為g,以平

臺(tái)所在平面為零勢能面，貝1)()

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A.棋子從最高點(diǎn)落到平臺(tái)上所需時(shí)間，=2,胃

B.棋子在兩平臺(tái)上落點(diǎn)間的距離x=v楞

C.棋子落到后一個(gè)平臺(tái)上時(shí)的機(jī)械能公研+g，加

D.棋子落到后一個(gè)平臺(tái)上時(shí)的動(dòng)能線=：加2

3.如圖所示，在光滑水平面上放置一個(gè)質(zhì)量為M的滑塊，滑塊的一側(cè)是一

個(gè)（弧形凹槽，凹槽的半徑為兄A點(diǎn)切線水平。另有一個(gè)質(zhì)量為根的小球

以速度%從A點(diǎn)沖上凹槽，重力加速度為g,不計(jì)摩擦。下列說法正確的

是（）

A.當(dāng)％=抱?時(shí)，小球能到達(dá)B點(diǎn)

B.如果小球的速度足夠大，球?qū)幕瑝K的左側(cè)離開滑塊后落到水平面上

C.當(dāng)％=同時(shí)，小球在弧形凹槽上運(yùn)動(dòng)的過程中，滑塊的動(dòng)能一直增大

D.如果滑塊固定，小球返回A點(diǎn)時(shí)對滑塊的壓力為萼

4.如圖甲所示，用豎直向上的力/拉靜止在水平地面上的一物體，物體在

向上運(yùn)動(dòng)的過程中，其機(jī)械能E與位移入的關(guān)系如圖乙所示，其中"為

曲線，其余部分為直線，下列說法不正確的是（）

圖甲圖乙

A.在0?內(nèi)的過程中，物體所受拉力不變

B.在玉~七的過程中，物體的加速度先減小后增大

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C.在0?凡的過程中，物體的動(dòng)能先增大后減小

D.在0?％的過程中，物體克服重力做功的功率一直增大

5.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速度是券，下落

”到3點(diǎn)后與一輕彈簧接觸，又下落力后到達(dá)最低點(diǎn)C,在由A運(yùn)動(dòng)到C

的過程中，空氣阻力恒定，貝義）

A口一-干一

I

II

?-

C?

A.物塊機(jī)械能守恒

B.物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

C.物塊機(jī)械能減少）（H+h）

D.物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少/喀（“+力

6.如圖所示為著名的“阿特伍德機(jī)”裝置示意圖.跨過輕質(zhì)定滑輪的輕繩兩

端懸掛兩個(gè)質(zhì)量均為M的物塊，當(dāng)左側(cè)物塊附上質(zhì)量為m的小物塊時(shí)，

該物塊由靜止開始加速下落，下落力后小物塊撞擊擋板自動(dòng)脫離，系統(tǒng)以

v勻速運(yùn)動(dòng).忽略系統(tǒng)一切阻力，重力加速度為g.若測出照則可完成多

個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn).下列關(guān)于此次實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是（）

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A.系統(tǒng)放上小物塊后，輕繩的張力增加了〃取

B.可測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=誓用

C.要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，需驗(yàn)證等式，咫〃=m2,是否成立

D.?要探究合外力與加速度的關(guān)系，需探究〃%=（用+附/是否成立

7.在大型物流貨場，廣泛應(yīng)用著傳送帶搬運(yùn)貨物。如圖甲所示，與水平面

成。角傾斜的傳送帶以恒定速率運(yùn)動(dòng)，皮帶始終是繃緊的，將片1kg的貨

物放在傳送帶上的A處，經(jīng)過1.2s到達(dá)傳送帶的8端。用速度傳感器測得

貨物與傳送帶的速度v隨時(shí)間f變化圖象如圖乙所示，已知重力加速度

g=10m/s"由v—f圖可知（）

A.4B兩點(diǎn)的距離為2.4m

B.貨物與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

C.貨物從A運(yùn)動(dòng)到8過程中，傳送帶對貨物做功大小為12.8J

D.貨物從A運(yùn)動(dòng)到B過程中，貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為1L2J

8.一中子與一質(zhì)量數(shù)為A（A>1）的原子核發(fā)生彈性正碰。若碰前原子核靜止,

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則碰撞前與碰撞后中子的速率之比為（）

4An6+1)2

B得r

.(A-1)2

9.滑雪運(yùn)動(dòng)員沿斜坡滑道下滑了一段距離，重力對他做功IOOOJ,他克服阻

力做功100J。此過程關(guān)于運(yùn)動(dòng)員的說法，下列選項(xiàng)正確的是（）

A.重力勢能減少了900JB.動(dòng)能增加了IOOOJ

C.機(jī)械能增加了loooJD.機(jī)械能減少了woJ

10.如圖所示，彈簧的一端固定在豎直墻上,質(zhì)量為M的光滑弧形槽靜止在光

滑水平面上，底部與水平面平滑連接，一個(gè)質(zhì)量為皿〃的小球從槽高〃處

開始自由下滑，下列說法正確的是（）

A.在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，小球和槽的水平方向動(dòng)量始終守恒

B.在下滑過程中小球和槽之間的相互作用力始終不做功

C.全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,且水平方向動(dòng)量守恒

D.小球被彈簧反彈后，小球和槽的機(jī)械能守恒,但小球不能回到槽高h(yuǎn)處

H.水平地面上靜止一質(zhì)量為機(jī)的無人機(jī)，開始豎直向上以恒定功率啟動(dòng)

2/1高度，在運(yùn)動(dòng)過程中，無人機(jī)的動(dòng)能/.與高度x的關(guān)系圖像如圖所示,

不計(jì)無人機(jī)受到的空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A.o~/z階段，牽引力的功為2,咫萬B./2-2A,牽引力的功率為mg廊

C.0~3h,無人機(jī)機(jī)械能增加3〃磔D.2/7~3/7,無人機(jī)只受重力

12.如圖所示，在地面上以速度%拋出質(zhì)量為膽的物體，拋出后物體落到

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比地面低人的海平面上。若以地面為零勢能面且不計(jì)空氣阻力，則下列說

法中正確的是（）

T\

引、海平面

A.物體到海平面時(shí)的重力勢能為〃磔

B.重力對物體做的功為3人

C.物體在海平面上的動(dòng)能為g〃就+〃勵(lì)

D.物體在海平面上的機(jī)械能為;，江

13.如圖所示，傾角為"30。的光滑斜面固定在水平面上，頂端有一輕質(zhì)小

滑輪，勁度系數(shù)為我的輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面底端擋板尸上，另一端與

質(zhì)量為機(jī)的滑塊A相連，滑塊A通過細(xì)線與另一質(zhì)量也為m的物塊8相

連，初始時(shí)刻用手托著物塊3,使系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)細(xì)線上的張力

恰好為零?，F(xiàn)突然釋放物塊B,在滑塊A沿斜面向上滑動(dòng)的過程中，彈簧

形變始終處于彈性限度內(nèi)，不計(jì)一切阻力，A始終未與滑輪相碰，物塊8

始終未落地，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A.剛釋放物塊8的瞬間，8的加速度大小為g

B.4B組成的系統(tǒng)速度最大時(shí)，滑塊4的位移為整

k

C.在滑塊A向上滑動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，滑塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械

能一直增大

D.在滑塊4向上滑動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，滑塊A的機(jī)械能一直增大

14.如圖所示，固定在豎直面內(nèi)的光滑圓環(huán)半徑為R,圓環(huán)上套有質(zhì)量分別

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為根和2租的小球A、B（均可看作質(zhì)點(diǎn)），且小球A、B用一長為2R的輕質(zhì)

細(xì)桿相連，在小球3從最高點(diǎn)由靜止開始沿圓環(huán)下滑至最低點(diǎn)的過程中

（重力加速度為g）,下列說法正確的是（）

A.4球增加的機(jī)械能等于8球減少的機(jī)械能B.A球增加的重力勢能

等于8球減少的重力勢能

C.A球的最大速度為瞥D.細(xì)桿對A做的功為?！癵R

15.如圖所示，一定質(zhì)量的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）套在固定的豎直光滑橢圓

形軌道上，橢圓的左焦點(diǎn)為P,長軸AC水平且長為24,短軸BD豎直且長

為.原長為4的輕彈簧一端套在過尸點(diǎn)的垂直紙面的光滑水平軸上，另

一端與位于A點(diǎn)的小球連接.若小球逆時(shí)針沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)時(shí)的

速度大小為％,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則下列說法正確的是（）

A.小球在C點(diǎn)的速度大小為％

B.小球在。點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大

C.小球在反。兩點(diǎn)的機(jī)械能不相等

D.小球在從A點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)的過程中機(jī)械能先變小后變大

16.如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始

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自由下落，利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

笏位孔

L打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

①對于該實(shí)驗(yàn)，下列操作中對減小實(shí)驗(yàn)誤差有利的是.

A.重物選用質(zhì)量和密度較大的金屬錘B.兩限位孔在同一豎直

面內(nèi)上下對正

C.精確測量出重物的質(zhì)量D.用手托穩(wěn)重物，接通電源后，撒手釋

放重物

②某實(shí)驗(yàn)小組利用上述裝置將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到50Hz的交流電源上，按正

確操作得到了一條完整的紙帶，由于紙帶較長，圖中有部分未畫出，如圖

所示.紙帶上各點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)，其中。點(diǎn)為紙帶上打出的

第一個(gè)點(diǎn).重物下落高度應(yīng)從紙帶上計(jì)時(shí)點(diǎn)間的距離直接測出，利用下列

測量值能完成驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的選項(xiàng)有.

A.。爾AD和EG的長度B.OC、BC和CD的長度

C.BD、CF和EG的長度D.AC、8。和EG的長度

?,*□

I1148C)￡"G?

17.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.

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⑴該實(shí)驗(yàn)中使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，它的工作電壓是（填“交流220

V”“交流6V以下”或“直流6V以下”），紙帶下端所掛重物應(yīng)選圖乙中的

________重物比較合適（填所選重物的字母）.

（2）按照正確的操作得到如圖丙所示的紙帶.其中打。點(diǎn)時(shí)釋放重物,4B、c

是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的三個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)用毫米刻度尺測量。點(diǎn)到人以c

各點(diǎn)的距離，并記錄在圖丙中（單位cm）.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔為

0.02S,重物質(zhì)量為0.5kg,當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取9.80m/s2.

①這三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是.

②現(xiàn)選取重物在。3段的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，則打B點(diǎn)時(shí)重物的速度為

m/s,OB段動(dòng)能增加量為J,重力勢能減少量為J（計(jì)算

結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）.

③即使在操作規(guī)范，數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準(zhǔn)確的前提下,該實(shí)驗(yàn)測得的△與

也一定略大于峽，這是實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的必然結(jié)果,試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)

生的主要原因:.

18.氣墊導(dǎo)軌裝置如圖甲所示，驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，定滑輪下懸掛質(zhì)量

為相的鉤碼A,質(zhì)量為M的滑塊8上遮光條寬度為".實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑塊由靜

止釋放，分別測得遮光條通過光電門1和光電門2的時(shí)間為M和頷，兩光

電門中心之間的距離為L

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光電門2光電門1遮光條

甲

cm123

1111111111111!1111111111

01026

乙

（1）用游標(biāo)卡尺測量遮光條寬度，如圖乙所示，其讀數(shù)為"=cm

（2）在鉤碼從靜止開始釋放后，驗(yàn)證A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒的表達(dá)

式為;在鉤碼從靜止開始釋放到滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)繩子拉力對

滑塊8做的功w=（用題目所給物理量的符號(hào)表示）.

（3）影響上述實(shí)驗(yàn)誤差的主要因素有（至少列

出2條）.

19.如圖所示，水平面右端放一質(zhì)量kg的小物塊，給小物塊一%=4m/s

的初速度使其水平向左運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)位移d=lm時(shí)將彈簧壓至最短（在彈簧

的彈性限度內(nèi)），反彈回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)物塊的速度大小K=2m/s,若水平面右

端與一長乙=3m的水平傳送帶平滑連接，傳送帶以彩=1。m/s的速度順時(shí)針勻

速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶右端又與一豎直平面內(nèi)的光滑圓形軌道的底端平滑連接,

圓軌道半徑R=0-8m,當(dāng)小物塊進(jìn)入圓軌道時(shí)會(huì)觸發(fā)閉合裝置將圓軌道封

閉，忽略空氣阻力.（5=10m/s2,sin53。=0.8,sin37。=0.6）,求：

（1）小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)從；

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(2)彈簧具有的最大彈性勢能耳；

(3)要使小物塊進(jìn)入豎直圓軌道后不脫離圓軌道，傳送帶與物塊間的動(dòng)

摩擦因數(shù)人應(yīng)滿足的條件.

20.兩質(zhì)量均為2〃7的劈A和8緊挨著放置，兩劈的表面均為半徑為R的;圓

周，放在光滑水平面上，A和B的傾斜面都是光滑曲面，如圖所示。一質(zhì)

量為機(jī)的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))位于劈A的最高點(diǎn)從靜止滑下，然后又滑上

⑴物塊第一次離開劈A時(shí)，劈A后退的距離；

(2)物塊在劈B上能夠達(dá)到的最大高度。

21.如圖，半徑/?=1.0m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B

與長為L=0.5m的水平面BC相切于B點(diǎn)離地面高A=0.45m,C點(diǎn)與一

傾角為由37。的光滑斜面連接，質(zhì)量1.0kg的小滑塊從圓弧上某點(diǎn)由靜止

釋放，到達(dá)圓弧B點(diǎn)時(shí)小滑塊對圓弧的壓力剛好等于其重力的2倍,當(dāng)小滑

塊運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)與一個(gè)質(zhì)量M=2.0kg的小球正碰，碰后返回恰好停在8點(diǎn),

已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.1(sin37°=0.6,cos37。=0.8,且取10

m/s2),求：

(1)小滑塊應(yīng)從圓弧上離地面多高處釋放;

(2)小滑塊碰撞前與碰撞后的速度；

(3)碰撞后小球的速度。

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參考答案

1.答案：D

解析：當(dāng)圓環(huán)下降0.6m時(shí)，由幾何關(guān)系知，木塊高度不變，圓環(huán)高度下

降了外=0.6sin53Om,由運(yùn)動(dòng)的合成與分解得唳=453。，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒有

=啖，由此可知，A錯(cuò)誤；圓環(huán)與木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守

恒，C錯(cuò)誤；設(shè)輕繩與細(xì)桿的夾角為仇由運(yùn)動(dòng)的合成與分解得

蹂=%COS。，當(dāng)圓環(huán)下滑o.3m時(shí)，根據(jù)幾何關(guān)系，6=90。，木塊速度為

零，圓環(huán)高度下降了%=0.3sin53Om=0.24m,木塊高度下降了

li.=0.5m-0.5xsin53°m=0.1m,由機(jī)械能守恒定律得相的+切典=；，"也,解得

v環(huán)=等向$,B錯(cuò)誤，D正確.

2.答案：C

解析：棋子從最高點(diǎn)落到平臺(tái)上，豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)間

'=后,A錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對稱性，上升和下落的總時(shí)間廠=2楞，棋子

在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以棋子在兩平臺(tái)上落點(diǎn)間的距離

x=2卷,B錯(cuò)誤；棋子運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，以平臺(tái)所在平面為零勢

能面，棋子在最高點(diǎn)的機(jī)械能后=，咫"+；〃“，與落到后一個(gè)平臺(tái)上時(shí)的機(jī)

械能相等，故C正確，D錯(cuò)誤.

3.答案：C

解析：水平面光滑，滑塊不固定，當(dāng)％=歷時(shí)、設(shè)小球沿槽上升的高度

為人系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，同時(shí)機(jī)械能守恒，則有

叫=(…山h(M+5+*可解得k心…，A錯(cuò)誤；因小球?qū)?/p>

弧形槽的壓力始終對滑塊做正功，故滑塊的動(dòng)能一直增大，C正確；當(dāng)小

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球速度足夠大，從B點(diǎn)離開滑塊時(shí)，相對滑塊做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，離開B點(diǎn)

后將再次從3點(diǎn)落回，不會(huì)從滑塊的左側(cè)離開滑塊后落到水平面上，B錯(cuò)

誤；如果滑塊固定，小球返回A點(diǎn)時(shí)對滑塊的壓力為作+機(jī)去，D錯(cuò)誤。

4.答案:D

解析：根據(jù)功能關(guān)系可得AE"-，得尸=爺，則Er圖線的斜率表示R

則在0~%的過程中物體所受拉力不變，故A正確；在演?々的過程中，拉

力逐漸減小，合力先減小后增大，則加速度先減小后反向增大，故B正

確；由題圖分析知，在0?4的過程中，物體先向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后做

加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，再做加速度反向逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，最后

做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，可知物體的速度先增大后減小，即動(dòng)能先增大后減

小，故C正確；在0~天的過程中，物體的速度先增大后減小，則物體克

服重力做功的功率先增大后減小，故D錯(cuò)誤.

5.答案：D

解析：對于物塊，從4到。要克服空氣阻力做功，從8到C又將一部分

機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，因此機(jī)械能減少，故A錯(cuò)誤；對于物塊和

彈簧組成的系統(tǒng)來說，物塊減少的機(jī)械能（克服空氣阻力所做的功+彈簧彈

性勢能，而彈簧則增加了彈性勢能），因此整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能減少量即為克

服空氣阻力所做的功，故B錯(cuò)誤；由A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，物塊的動(dòng)能

變化為零，重力勢能減小量等于機(jī)械能的減小量，所以物塊機(jī)械能減少

的…,故C錯(cuò)誤；物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落，加速度是1g,根據(jù)牛

頓第二定律得：=mg-ma=^mg,所以空氣阻力所做的功為+力，

整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能減少量即為克服空氣阻力所做的功，所以物塊、彈簧組成

的系統(tǒng)機(jī)械能減少1%（”+〃），故D正確.

6.答案：B

第13頁共51頁

解析：對系統(tǒng)，由牛頓第二定律得，加速度：嗎紇"券=肅—，對

M+機(jī)+M2M+tn

M,由牛頓第二定律得：F-Mg=Ma,解得：/=圖+始-，故A錯(cuò)誤；

對系統(tǒng)，由動(dòng)能定理得：(M+MgA-Mg/zlGW+H+M)/-。，解得：

gh嗎2mh7”,故B正確；如果機(jī)械能守恒，則：

(Al+m)gh=Mgh+^(M+m+M)v2,整理得：mgh=^(2M+m)v2,故C錯(cuò)誤；物體做

初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度：4=由牛頓第二定律得：

2

(M+m)g-Mg=(M+m+M)a,整理得：/wg=(2M+〃1)三，要探究合外力與加速度

2h

的關(guān)系，需探究公(2加+附會(huì)是否成立，故D錯(cuò)誤.

2h

7.答案：B

解析：A.貨物的位移就是相兩點(diǎn)的距離，求出貨物的v-1圖象與坐標(biāo)軸圍

成的面積即可。所以有：坦m+—xlm=3.2m,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

AB22

B.由圖象可以看出貨物做兩段勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律有：

mgsin0+pmgcos0=tna],mgsin0-jumgcos0=ma2

22

由圖象得到：=10m/s,a2=2m/s,

解得：e=37。，〃=o.5,故選項(xiàng)B1E確；

C.傳送帶對貨物做的功分兩段來求，有：

叱+嗎=O.5xlxlOxO.8xO.2J-0.5xlxl0x0.8x3J=-11.2J,

故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.貨物與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量也分兩段來求，有：

+/XAX2=0.5xlxl0x0.8[(2x0.2-0.2)+(3-2xl)]=4.8J,

故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

8.答案：A

第14頁共51頁

解析：中子的質(zhì)量數(shù)為1,設(shè)質(zhì)量為〃%，該原子核的質(zhì)量為A〃%,根據(jù)動(dòng)量守恒

定律和機(jī)械能守怛定律可得=眼必+A%/,；血°片,聯(lián)立可得：

力=上，選項(xiàng)A正確。

%A—1

9.答案：D

解析：A、重力對運(yùn)動(dòng)員做功為1000J,是正功，則運(yùn)動(dòng)員重力勢能減小

1000J,故A錯(cuò)誤；

BCD、除重力外，運(yùn)動(dòng)員克服阻力做功100J,即阻力做功為-100J,故運(yùn)

動(dòng)員的機(jī)械能減小100J,

合力對運(yùn)動(dòng)員所做的總功為W=Wc+Wf=1000J-100J=900J,是正功，則根據(jù)動(dòng)能

定理知運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能增加900J.故BC錯(cuò)誤，D正確；

10.答案：D

解析：A、小球在槽上運(yùn)動(dòng)時(shí)?，由于小球受重力，故兩物體組成的系統(tǒng)外力

之和不為零,故動(dòng)量不守恒；當(dāng)小球與彈簧接觸后，小球受外力，故動(dòng)量不再

守恒，故A錯(cuò)誤；

B、下滑過程中兩物體都有水平方向的位移,而力是垂直于球面的，故力和

位移夾角不垂直，故兩力均做功，故B錯(cuò)誤；

C、全過程小球和槽、彈簧所組成的系統(tǒng)只有重力與彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能

守恒，小球與彈簧接觸過程系統(tǒng)在水平方向所受合外力不為零,系統(tǒng)水平方

向動(dòng)量不守恒，故C錯(cuò)誤；

D、小球與槽組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,球與槽的質(zhì)量相等，小球沿槽下滑,球與

槽分離后，小球與槽的速度大小相等，小球被反彈后球與槽的速度相等，小

球不能滑到槽上,不能達(dá)到高度3故D正確；故選:D.

11.答案：C

解析：0?h階段設(shè)牽引力的功為W,則根據(jù)動(dòng)能定理卬-摩/?=&,解得

W=3mgh,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在h?2h階段，無人機(jī)向上做勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)速度

第15頁共51頁

為V,則石2皿?=；/加，則石口=2^^，牽引力的功率為P=mgv=2mgy/gh,選

項(xiàng)B錯(cuò)誤；2h~3h,無人機(jī)動(dòng)能減小，根據(jù)動(dòng)能弓與高度x的關(guān)系圖像斜

率表示合外力可知，mg+F=2mg,解得F=mg,選項(xiàng)D錯(cuò)誤；。?3h,無人

機(jī)動(dòng)能不變，重力勢能增加3mgh,故無人機(jī)機(jī)械能增加3mgh,選項(xiàng)C正

確。

12.答案：BCD

解析：A.以地面為零勢能面，海平面低于地面刀，所以物體在海平面上時(shí)

的重力勢能為-mgh,故A錯(cuò)誤。

B.重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置的高度差有關(guān)，拋出點(diǎn)與海平面的

高度差為人并且重力做正功，所以整個(gè)過程重力對物體做功為叫人故3

正確。

C.由動(dòng)能定理w=則得，物體在海平面上的動(dòng)能

Ek2=Ekl+W=就+mgh,故C正確。

D.整個(gè)過程機(jī)械能守恒，即初末狀態(tài)的機(jī)械能相等，以地面為零勢能面，拋出

時(shí)的機(jī)械能為刎:,勵(lì)，所以物體在海平面時(shí)的機(jī)械能也為:叫+〃儂，故

D正確。

故選：BCD

13.答案:BCD

解析：初始時(shí)，A、B組成的系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，且細(xì)線的張力為零，則

此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，對滑塊A石〃?gsine=3;釋放物塊B的瞬間，彈

簧彈力不突變，設(shè)此時(shí)細(xì)線的張力為耳，對物塊B有叫-鳥=.，滑塊A

有耳=w，解得a=；g,A錯(cuò)誤；當(dāng)A、B組成的系統(tǒng)速度最大時(shí)，系統(tǒng)的

加速度為零，此時(shí)彈簧處于伸長狀態(tài)，有wzg=mgsin0+3，則滑塊的位移

第16頁共51頁

X3+X,=半，B正確；在滑塊A向上滑動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中，滑塊A先

k

向上做加速運(yùn)動(dòng)后向上做減速運(yùn)動(dòng)直到速度為零，對滑塊A和彈簧組成的

系統(tǒng)，細(xì)線的拉力對系統(tǒng)做正功，則系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大，C正確；滑

塊A在最低點(diǎn)時(shí)加速度大小為區(qū),方向沿斜面向上，由運(yùn)動(dòng)的對稱性可知

2

滑塊A在最高點(diǎn)時(shí)加速度方向沿斜面向下，大小也為名,此時(shí)滑塊A受到

2

的細(xì)線拉力和彈簧彈力的合力為零，故滑塊A向上運(yùn)動(dòng)過程中，受到的細(xì)

線拉力和彈簧彈力的合力沿斜面向上，且一直減小，A到最高點(diǎn)時(shí)恰好為

零，滑塊A受到的細(xì)線拉力和彈簧彈力的合力一直做正功故滑塊A的機(jī)

械能一直增大，D正確。

14.答案：AD

解析：由題意知，48兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A球增加的機(jī)械能

等于8球減少的機(jī)械能，A正確；A球重力勢能增加3?2R,8球重力勢能

減少2〃-2R,故B錯(cuò)誤；兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)B球運(yùn)動(dòng)到最低

點(diǎn)時(shí)速度最大，有2感.27?-叫2穴=3（旭+2a）/,解得u=故C錯(cuò)誤；除

重力外其余力做的功等于機(jī)械能的增加量，故細(xì)桿對A球做的功等于A球

動(dòng)能及重力勢能的增加量，有W=,D正確.

15.答案:AB

解析：小球運(yùn)動(dòng)過程中小球與彈簧組成的系統(tǒng)的重力勢能、彈性勢能和動(dòng)

能相互轉(zhuǎn)化，但三者之和保持不變.因?yàn)閺椈稍L為4,半長軸的長為4,

故在A點(diǎn)彈簧處于壓縮狀態(tài)，壓縮量等于P。的長度，即（由橢圓公式

知長為:4）.小球在。點(diǎn)時(shí)彈簧長度等于4+；。＞=|",故伸長量也等于

PO的長度，即;4,所以在&c兩點(diǎn)彈簧的形變量相等，彈簧的彈性勢能

第17頁共51頁

相等，故在高度相同的A、C兩點(diǎn)小球的動(dòng)能相等，小球在C點(diǎn)的速度大小

也為％,A正確.由兒何關(guān)系可知加=4,小球在。點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)的重力勢能、

彈性勢能都最小，所以此時(shí)小球動(dòng)能最大，B正確.在反。兩點(diǎn)時(shí)，小球到

尸點(diǎn)的距離都等于4,即等于彈簧原長，彈簧的彈性勢能相同（一般視為

零），小球的機(jī)械能也是相等的，C錯(cuò)誤.小球在從A點(diǎn)經(jīng)過。點(diǎn)到達(dá)C

點(diǎn)的過程中彈簧的彈性勢能先變小后變大，故小球的機(jī)械能先變大后變

小，D錯(cuò)誤.

16.答案：①AB

②BC

解析：①質(zhì)量和密度較大的重物可以減少阻力對實(shí)驗(yàn)的影響，選項(xiàng)A正

確；兩限位孔在同一豎直面內(nèi)上下對正，可以減少紙帶與限位孔間的摩

擦，選項(xiàng)B正確；本實(shí)驗(yàn)不需要測量出重物的質(zhì)量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)

應(yīng)用手捏住紙帶上端，接通電源后，釋放重物，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

②利用選項(xiàng)A不能完成驗(yàn)證，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B為驗(yàn)證由。點(diǎn)到。點(diǎn)

重物的機(jī)械能守恒，實(shí)驗(yàn)原理為〃辿。C=；〃咫,。點(diǎn)的速度可由BC和CD的長

度求得，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)C是驗(yàn)證由。點(diǎn)到廠點(diǎn)重物的機(jī)械能守恒，

實(shí)驗(yàn)原理為加且砧=；相侔-哨，/點(diǎn)的速度可由EG的長度求得，。點(diǎn)的速度

可由的長度求得，選項(xiàng)C正確；對選項(xiàng)D,應(yīng)利用AC、80和CE的長度

來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.

17.答案:⑴交流220V;B

⑵①12.8

（2）1.57;0.616;0.627

③重錘在下落時(shí)要受到阻力作用（摩擦力、空氣阻力）

解析：（1）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為交流220V,紙帶下端所掛重物應(yīng)

選體積小、質(zhì)量大的重物，故選B;

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（2）①刻度尺的讀數(shù)需讀到最小刻度的后一位，三個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字

讀數(shù)要求的是12.8.

②打8點(diǎn)時(shí)重物的速度%=乎=當(dāng)蕓吧m/s=1.57m/s,動(dòng)能的增加量

I，XU.U，

AEk=；*=；xO.5xl.572bo.616J,重力勢能的減少量

AEp=mghB=0.5x9.8x0.128J?0.627J.

③該實(shí)驗(yàn)測得的△穌也一定略大于八線,該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因:重錘在

下落時(shí)要受到阻力作用（對紙帶的摩擦力、空氣阻力）.

18.答案:（1）0.860

（2）好鳥…）信焉；.己）2

（3）擋光片的寬度d過長；鉤碼、滑塊質(zhì)量測定；光電門間的距離測定

等

解析：（1）由題圖甲可知，該游標(biāo)卡尺的精確度為工mm=0.05mm,主尺

20

上的讀數(shù)為8mm,游標(biāo)尺上第12條刻度與主尺上某刻線對齊，則遮光條

寬度d=0.8cm+12x0.05mm=0.860cm.（2）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，只需驗(yàn)證

系統(tǒng)重力勢能的減小量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，即需滿足

〃迎=!（相+"）（.一上）滑塊所受合外力為繩子對其的拉力，根據(jù)動(dòng)能定

理得，滑塊從靜止釋放到滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)繩子拉力對滑塊8做的功

w1JY

W=-M.

2

19.答案：（1）小物塊在水平面上向左運(yùn)動(dòng)再返回到出發(fā)點(diǎn)的過程中，根

據(jù)能量守恒定律可得

12122

—=—mv1+從mg-2a

代入數(shù)據(jù)解得4=。3.

第19頁共51頁

（2）小物塊運(yùn)動(dòng)到將彈簧壓縮至最短時(shí)，彈簧具有最大的彈性勢能，對

于小物塊從出發(fā)到將彈簧壓縮至最短的過程，由能量守恒定律可得

口.1,

Ev+/Jimgd=-mv^

代入數(shù)據(jù)解得耳=05J.

（3）該問題分兩種情況討論：①設(shè)物塊在圓軌道最低點(diǎn)時(shí)速度為匕，恰

好到達(dá)圓心右側(cè)等高點(diǎn)時(shí)速度為0

根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mgR=,解得匕=4tn/s<v2=1（）m/s

說明物塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可得

…解得〃2=0.2,即要使物塊不脫離圓軌道，進(jìn)入軌道時(shí)物

塊速度應(yīng)為心匕，故〃2V02

②設(shè)物塊在圓軌道最低點(diǎn)速度為匕時(shí)，恰好能到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)，在圓軌

道最高點(diǎn)有mg=m著

物塊從圓軌道最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律可得

2mgR+mvj=mv^

代入數(shù)據(jù)解得匕=2而m/s<v2=10m/s，說明物塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)

動(dòng)

由動(dòng)能定理可得〃201gL=gw"；叫2，解得〃2=。6,即要使物塊不脫離圓軌

道，進(jìn)入軌道時(shí)物塊速度應(yīng)為此明故〃24。-6

綜上所述傳送帶與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃2應(yīng)滿足的條件是〃2402或〃々0.6.

解析：

20.答案：（1）物塊第一次在劈A上滑行的過程中，設(shè)物塊前進(jìn)的水平距離

為斗，劈A后退的距離為W

對于劈A和物塊組成的系統(tǒng)，根據(jù)水平方向動(dòng)量守恒，有2f=小

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并且々+西=R

解得“日

(2)設(shè)物塊第一次離開劈4時(shí)，物塊的速度大小為匕，劈A的速度大小為

V2

根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有…-2mvi=0

根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有頻=；*+gx2,也

解得匕=即

設(shè)物塊在劈5上達(dá)到的最大高度為K此時(shí)兩者的速度大小均為丫

根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有(％+2〃?)丫=叫

根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有=^m+2m)v2+mgh

解得人=9

21.答案：(1).0.95m;(2).1.0m/s;(3).2.0m/s

解析：(1).設(shè)小滑塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度為vB

2

由機(jī)械能守恒定律有:mg(H-h)=l/2mvH

由牛頓第二定律有：F-mg=m

聯(lián)立上式解得：H=0.95m

(2).小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度為vC,由動(dòng)能定理有：mg(H-h)-

MmgL=l/2mv1

可得小滑塊在C點(diǎn)的速度即與小球碰前的速度vc=3m/s

碰后滑塊返回B點(diǎn)過程：由動(dòng)能定理得可碰后滑塊速度V1=l.0m/s

(3).碰撞過程由動(dòng)量守恒：mvC=-mv1+Mv2

解得碰后小球速度V2=2.Om/s

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2021年高考物理考前提分刷題：機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波專項(xiàng)練習(xí)題

一、多項(xiàng)選擇（下列各題中四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)符合題意）

1.如圖甲所示，S2、。三點(diǎn)位于某一均勻介質(zhì)的同一平面內(nèi)，&、S2為振動(dòng)情況完

全相同的兩個(gè)波源，其振動(dòng)圖像如圖乙所示，波源產(chǎn)生的簡諧波在該介質(zhì)中的傳播速

A.兩機(jī)械波的波長為4m

B.。點(diǎn)為振動(dòng)減弱點(diǎn)

C.質(zhì)點(diǎn)。的位移不可能為0

D.質(zhì)點(diǎn)。的振動(dòng)振幅20cm

E.若將波源S2移去，在Q、Si兩點(diǎn)間放置一障礙物，

N產(chǎn)生的波仍可能使質(zhì)點(diǎn)。振動(dòng)起來

2.如圖所示，彈簧振子在光滑水平桿上的MN之做往復(fù)振動(dòng)，振幅為A,周期為T,。

為平衡位置，Po為ON的中點(diǎn)，下列說法正確的是（）

4%卜

支「nnnnnnnnnnnn.11N

“IIII'

MON

A.彈簧振子受重力、支持力、彈簧彈力和回復(fù)力的作用

B.振子由。運(yùn)動(dòng)至Po，所用的時(shí)間為工

12

C.振子由N向。運(yùn)動(dòng)過程中，回復(fù)為和位移逐漸減小

D.彈簧振子每經(jīng)過。時(shí)間，通過的距離均為A

3.在「=0時(shí)刻，波源。點(diǎn)開始向上振動(dòng)，波源起振后在x=0m到x=4m之間第一次形

成一列如圖所示沿x軸正向傳播的簡諧橫波。已知波在介質(zhì)中傳播的速度v=4m/s,M

質(zhì)點(diǎn)的平衡位置距波源。點(diǎn)為L5m。則以下說法正確的是（）

第22頁共51頁

A.圖示時(shí)刻M點(diǎn)的振動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向

B.該簡諧橫波的傳播周期為1s

C.圖示時(shí)刻起，在5.25s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)M通過的路程為42cm

D.圖示是r=1.50s時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)時(shí)間為1.125s

E.平衡位置x=18m的質(zhì)點(diǎn)，4.75s時(shí)的位移為2cm

4.一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，U0時(shí)刻的波形圖如圖所示，此時(shí)坐標(biāo)為（4,0

）的質(zhì)點(diǎn)P剛好開始運(yùn)動(dòng)，在Z=0.5s時(shí)刻，觀測到質(zhì)點(diǎn)P第二次到達(dá)波峰位置，質(zhì)點(diǎn)Q的

坐標(biāo)是（9,0）,則下列說法正確的是（）

A.波源起振方向沿y軸正方向

B.r=0.85s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的加速度大于質(zhì)點(diǎn)P的加速度

C.f=1.2s時(shí)，平衡位置在49m處的質(zhì)點(diǎn)。第二次到達(dá)波谷

D.在0?0.3s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)的路程為3m

E.能與該波發(fā)生穩(wěn)定干涉的另一列簡諧橫波的頻率一定為2.5Hz

5.圖甲為某一列沿x軸正向傳播的簡諧橫波在r=L0s時(shí)刻的波形圖，圖乙為參與波動(dòng)

的某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則下列說法正確的是。

第23頁共51頁

y/my/cm

叫——----->-°-p

卜：1/234q的

-0.2|.\iy_______

甲乙

A.該簡諧橫波的傳播速度為4m/s

B.從此時(shí)刻起，經(jīng)過2秒，。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了1.6m的路程

C.從此時(shí)刻起，P質(zhì)點(diǎn)比Q質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置

D.乙圖可能是甲圖x=2m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象

E.此時(shí)刻M質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度小于。質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)速度

6.如圖所示為兩個(gè)單擺的受迫振動(dòng)的共振曲線，則下列說法正確的是（）

A.若兩個(gè)受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長相同，則圖線I表示月球上

單擺的共振曲線

B.若兩個(gè)受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩個(gè)擺長之比j：Lu=25：4

C.圖線H若是在地面上完成的，則該單擺擺長約為1m

D.若擺長均為1m,則圖線I是在地面上完成的

E.若兩個(gè)單擺在同一地點(diǎn)均發(fā)生共振，圖線n表示的單擺的能量一定大于圖線1表示

的單擺的能量

7.一列沿x軸傳播的簡諧橫波，在仁0時(shí)的波形如圖甲所示，P、。是波上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)

,此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿），軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)。圖乙是波上某一質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像下列說法中正確的是

（）

第24頁共51頁

A.該波沿x軸正方向傳播

B.圖乙可能為。點(diǎn)的振動(dòng)圖像

C.f=0.10s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P沿）軸正方向運(yùn)動(dòng)

D.該波的波速為80m/s

E.質(zhì)點(diǎn)。在Z=0.10〃s（/?=0,1,2...）回到x=4m,y=0的位置

8.一列簡諧橫波沿龍軸傳播，P、。是平衡位置分別位于x=5m和x=15m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)

，圖甲為尸4s時(shí)刻的波形，圖乙為質(zhì)點(diǎn)。的振動(dòng)圖像。則下列判斷正確的是

A.波沿x軸負(fù)向傳播

B.波的傳播速度大小為2.5m/s

C.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y=-2sinTjT?m）

D.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)與質(zhì)點(diǎn)。的振動(dòng)總是相反

E.質(zhì)點(diǎn)Q在任意2s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程為2m

9.如圖（a）,在xOy平面內(nèi)有兩個(gè)沿z方向（z方向垂直于xOy平面）做簡諧振動(dòng)的點(diǎn)

波源與（0,0）和S2（10,0）o兩波源的振動(dòng)圖像分別如圖（b）和圖（c）所示，兩

列波的波速均為2.0m/s。下列說法正確的是（）

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A.兩列波的波長均為4m

B.兩列波的起振方向相同

C.點(diǎn)A(5,4)處的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)減弱

D.點(diǎn)A(5,4)處的質(zhì)點(diǎn)振幅為0

E.直線x=2m上的所有質(zhì)點(diǎn)中振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)有3個(gè)

10.一列簡諧橫波沿x軸傳播，，=0時(shí)刻的波形如圖所示，°、氏c是波傳播路徑上的

三個(gè)質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)/7的平衡位置分別在x軸上x=2m和x=6m處，從，=0時(shí)刻開始，

質(zhì)點(diǎn)b經(jīng)3s的時(shí)間第一次到達(dá)波谷，質(zhì)點(diǎn)c比質(zhì)點(diǎn)。先到達(dá)波谷，則下列判斷正確的是(

A.波沿x軸正方向傳播

B.，=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)a沿)軸負(fù)方向振動(dòng)

C.波傳播的速度大小為4m/s

D.質(zhì)點(diǎn)a與質(zhì)點(diǎn)方的振動(dòng)方向總是相反

E.質(zhì)點(diǎn)c在2s內(nèi)通過的路程為1m

11.一列振幅為5cm的簡諧橫波在z=0.5s時(shí)的波形圖如圖甲所示，M、N是介質(zhì)中的兩

個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖乙是質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像。則下列結(jié)論正確的是()

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A.這列波沿x軸正方向傳播

B.這列波的傳播速度為4m/s

C.質(zhì)點(diǎn)N在片0.5s時(shí)刻偏離平衡位置的位移大小為25cm

D.，=0.5s到z=2.5s內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)N通過的總路程為0.2m

E.U1.25s時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)N回到其平衡位置

12.一列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，當(dāng)傳播到x=lm的質(zhì)點(diǎn)A時(shí)開

始計(jì)時(shí)，尸4s時(shí)的波形如圖所示，且此時(shí)波剛好傳播到x=3m處，B、C兩質(zhì)點(diǎn)此時(shí)的

位移均為y=1cm。下列說法正確的是。

B.f=4s之后，質(zhì)點(diǎn)C比質(zhì)點(diǎn)8回到平衡位置要晚1s

C.f=8s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A將運(yùn)動(dòng)到x=5m的位置

D.f=lls時(shí)，平衡位置在x=5m處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-2cm。

E.若該波在傳播過程中遇到一個(gè)尺寸為1m的障礙物，則會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

二、綜合計(jì)算題(要求寫出相應(yīng)的計(jì)算過程)

13.如圖所示，實(shí)線和虛線分別是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在/=0和介=0.03s時(shí)刻的波

形圖。已知在/=0時(shí)刻，x=0.3m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)。

(1)求該波的最大周期及此周期下處的振動(dòng)圖象；

(2)若2T<O.O3s<3T,求該波的波速。

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14.機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播會(huì)形成機(jī)械波，現(xiàn)有平衡位置位于原點(diǎn)。的波源形成的簡

諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸傳播，P、Q為x軸上的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)(均位于x軸正向)，P與。

的距離為35cm,此距離介于一倍波長與二倍波長之間，已知波源自/=0時(shí)由平衡位置開

始向上振動(dòng)，振幅A=5cm。h=1.25s時(shí)波傳到P點(diǎn)，此時(shí)，波源恰好處于波峰位置；止匕

后再經(jīng)過5s,Q質(zhì)點(diǎn)第一次處于波峰位置。試分析：

(1)計(jì)算簡諧橫波的波長；。

(2)寫出波源的位移y隨時(shí)間/變化的關(guān)系式；

(3)從U0開始到。質(zhì)點(diǎn)第一次處于波谷位置的過程中，質(zhì)點(diǎn)P在振動(dòng)過程中通過的路

程。

0-PQ*

15.如圖所示，彈簧。和彈簧方為兩根相同的彈簧，與可視為質(zhì)點(diǎn)的小球相連，另外兩

端固定，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)兩彈簧均處于伸長狀態(tài)且伸長量為祀，彈簧的勁度系數(shù)

為匕質(zhì)量不計(jì)，小球的質(zhì)量為〃2,整個(gè)裝置處于光滑的水平面上。現(xiàn)將小球向右緩慢

推動(dòng)一段距離X,釋放后小球?qū)⒆龊喼C運(yùn)動(dòng)，試求此刻小球的回復(fù)力大小。

16.如圖所示，甲圖為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在/=0時(shí)刻的波動(dòng)圖象，P為即=2m位

置的質(zhì)點(diǎn)。乙圖為質(zhì)點(diǎn)尸的振動(dòng)圖象，

(1)判斷波的傳播方向，并計(jì)算波速的大小；

(2)求從U0時(shí)刻起,經(jīng)過3.5sP點(diǎn)的路程。

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17.沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在4=0時(shí)的波形如圖所示，此時(shí)波傳播到x=2m處

的質(zhì)點(diǎn)3,而平衡位置為x=().5m處的質(zhì)點(diǎn)A恰好位于波谷位置。再經(jīng)0.2s,質(zhì)點(diǎn)A

恰好第一次到達(dá)波峰。求：

(1)從乙=0時(shí)開始計(jì)時(shí)，寫出A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程；

⑵在0.9s時(shí)，平衡位置為x=5m處的質(zhì)點(diǎn)。的位移；

(3)從a=0時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)多長時(shí)間x=L25m處的質(zhì)點(diǎn)的位移為-2cm。

18.一列簡諧波的波源位于坐標(biāo)原點(diǎn)。處，/=0時(shí)刻開始波源沿y軸做簡諧運(yùn)動(dòng)，z=0.5s

時(shí)波恰好傳播至卜=lm處，形成圖示波形，且在0~0.5s時(shí)間內(nèi)波源通過的路程為12cm。

求：

(1)該列波的振幅和傳播速度大小；

(2)從圖示時(shí)刻起，經(jīng)多長時(shí)間k4.5m處的質(zhì)點(diǎn)N第一次到達(dá)波峰？

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19.如圖所示，兩個(gè)做簡諧運(yùn)動(dòng)的波源M、N相距L=27m,它們產(chǎn)生的簡諧波在空間

疊加。已知簡諧波在空間的傳播速度u=340m/s,兩波源的振動(dòng)頻率均為7=85Hz,

MP=9m、NP=18m,并發(fā)現(xiàn)P點(diǎn)始終為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。求：

(1)兩波源的相位差A(yù)。；

(2)過尸點(diǎn)與MN垂直的直線上振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)的個(gè)數(shù)〃(包括P點(diǎn))。

M-PN

L

20.圖甲為某波源的振動(dòng)圖像，圖乙是該波源產(chǎn)生的橫波在/=0時(shí)刻的波動(dòng)圖像，波

動(dòng)圖像中的。點(diǎn)表示波源，P、。是介質(zhì)中的兩點(diǎn)。求：

(1)這列波的波速；

(2)質(zhì)點(diǎn)。開始振動(dòng)所需要的時(shí)間和Q點(diǎn)的起振方向；

(3)質(zhì)點(diǎn)。第一次到達(dá)平衡位置且向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程。

甲乙

21.如圖所示，甲乙兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中分別沿x軸正向和負(fù)向傳播，波速均為

25cm/s,圖示為兩列波在/=()時(shí)的波形曲線，求：

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(1)甲乙兩列波的周期(和72；

(2)。=0時(shí)，介質(zhì)中偏離平衡位置位移為16cm的所有質(zhì)點(diǎn)的X坐標(biāo)；

(3)從/=()開始，介質(zhì)中最早出現(xiàn)偏離平衡位置位移為-16cm的質(zhì)點(diǎn)的時(shí)間。

22.如圖所示，一列橫波的波源在坐標(biāo)原點(diǎn)。處，經(jīng)過0.4s振動(dòng)向右傳播了一個(gè)波長

,4=20cm,P質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)為60cm,從圖中狀態(tài)開始計(jì)時(shí)，求：

(1)P質(zhì)點(diǎn)起振的方向？

(2)該波的波速多大？

(3)經(jīng)過多少時(shí)間，P質(zhì)點(diǎn)第三次到達(dá)波峰？

x(cm)

參考答案

1.ADE2.BC3.BD4.ACE5.ACD6.ABC7.ACE8.BCD9.ACE10.BDE11.B

DE12.ADE

JT

13.(1)0.04s；y=0.05sin(50R+w)m或y=0.05cos(50R)m(2)v=110m/s

14.(1)28cm；(2)y=0.05sin27rt(m)；(3)135cm

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15.2kx

16.⑴波向x軸負(fù)方向傳播；4m/s⑵2.8m

17.(I)y=—2(cos5加)cm；(2)-2cm；(3)4(0.25+0.4左)s,k=Q,1,2,3...

18.(1)6cm；2m/s；(2)2.5s

TT

19.(1)彳(2)在過P點(diǎn)與MN垂直的直線上取一點(diǎn)p,在pR上取一點(diǎn)N',使N'N=lm

,如圖所示。把N'看成一個(gè)新波源，它與波源M相位差為0,當(dāng)PN'-P'M等于半個(gè)波

長的偶數(shù)倍時(shí)，P點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。由幾何關(guān)系知

-lm<W-?<8m

當(dāng)P'N'-P'M等于8m、4m或0時(shí)，P為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)。根據(jù)對稱性可知，過P點(diǎn)與MN垂

直的直線上振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)一共有5個(gè)。

20.(1)lm/s；(2)5s,沿)軸負(fù)方向；(3)0.7m

21.(1)0.02s；0.024s(2)玉=(50+300〃)cm(〃=±1,±2,±3…)(3)0.1s

22.(1)沿y軸負(fù)方向；(2)0.5m/s；(3)1.9s

動(dòng)能定理專項(xiàng)練習(xí)題

一、單項(xiàng)選擇(下列各題中四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)

1.如圖所示，用一段不可伸長的輕繩，一端系有質(zhì)量為m的小球，另一端固定在。點(diǎn)

O現(xiàn)將小球拉至輕繩呈水平的位置，然后由A點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)最低點(diǎn)8運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過

程中，不計(jì)空氣阻力，小球的動(dòng)能員隨時(shí)間f的變化圖像可能是()

B

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2.一質(zhì)量為4kg的物體，在水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

o當(dāng)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后拉力逐漸減小，且當(dāng)拉力減小到零時(shí)，物體剛好停止運(yùn)動(dòng)。如圖

所示為拉力F隨位移X變化的關(guān)系圖象。g取10m/s2,則據(jù)此可以求得（）

?F/N

4

-EF

4

04x/m

A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=02

B.整個(gè)過程摩擦力對物體所做的功為叼=-8J

C.物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為v=2m/s

D.整個(gè)過程合外力對物體所做的功為W=-4J

3.某汽車在平直的公路上以初速度％開始加速行駛，經(jīng)過一段時(shí)間/后，汽車前進(jìn)的

位移大小為x,此時(shí)汽車恰好達(dá)到其最大速度以，設(shè)在此過程中汽車牽引力的功率P始

終不變，汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力恒為則汽車的牽引力在這段時(shí)間內(nèi)做功的是（

）

②p+△③一g加片+△④g0（%+%）

A.①④B.①③C.②③D.①②④

4.從地面豎直向上拋出一物體，在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力外，還受到一大小恒定、方

向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反的空氣阻力尸阻的作用。距地面高度〃在0至3

，〃以內(nèi)時(shí)，物體上升、下落過程中動(dòng)能E*隨力的變化如圖所示。重力加速度取lOm*,

該物體運(yùn)動(dòng)過程受到的空氣阻力力且為（）

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A.0.5NB.1NC.1.5ND.2N

5.如圖是質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)在水平面上運(yùn)動(dòng)的V-/圖像，以水平向右的方向?yàn)檎较?/p>

A.在0~3s時(shí)間內(nèi)，合力對質(zhì)點(diǎn)做功為6J

B.在4口6s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的平均速度為2m/s

C.在1口5s時(shí)間內(nèi)，合力的平均功率為4W

D.在f=6s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度為零

6.如圖所示，將三個(gè)完全相同的小球1、2、3分別從同一高度由靜止釋放（圖甲、圖

丙）或平拋（圖乙），其中圖丙是一固定在地面上傾角為45。的光滑斜面，不計(jì)空氣

阻力，則每個(gè)小球從開始運(yùn)動(dòng)到落地說法正確的是（）

A.該過程重力做功叱=嗎＜也

B.落地瞬間速度匕=為=V3

C.落地瞬間重力的功率＜=￡＞A

D.全程重力做功的平均功率耳=鳥=6

7.使用無人機(jī)播種時(shí)，為保證種子的成活率，將種子連同營養(yǎng)物質(zhì)包進(jìn)一個(gè)很小的莢

里。某次播種，在離地面10m高處、以15m/s的速度水平勻速飛行的無人機(jī)中，播種器

把質(zhì)量為0.02kg的莢以5m/s的速度（相對播種器）豎直向下射出，莢進(jìn)入地面下0.1m

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深處完成一次播種。不考慮所受空氣阻力及進(jìn)入土壤后重力的作用，取g=10m/s2,則

（）

A.射出莢的過程中，播種器對莢做的功為2.5J

B.離開無人機(jī)后，莢在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2s

C.土壤對莢的平均阻力為22.5N

D.土壤對莢沖量的大小為0.3枝kg.m/s

8.一質(zhì)量為根的物體靜止在光滑水平面上，現(xiàn)對其施加兩個(gè)水平作用力，兩個(gè)力隨時(shí)

間變化的圖像如圖所示，由圖像可知在今時(shí)刻物體的（）

A.加速度大小為上隹

m

B.速度大小為（’二3