《備考指南一輪 物理 》課件-第14章 第1講

第十四章第2講知識(shí)鞏固練習(xí)1．(2018年天津名校三模)一豎直懸掛的彈簧振子，下端裝有記錄筆，在豎直面內(nèi)放置有記錄紙．當(dāng)振子上下振動(dòng)時(shí)，水平向左以速率v勻速拉動(dòng)記錄紙，記錄筆在紙上留下如圖所示的圖像，y1，y2，x0,2x0為紙上軌跡的位置坐標(biāo)．則()A．該彈簧振子的振動(dòng)周期為2x0B．該彈簧振子的振幅為y1C．該彈簧振子的平衡位置在彈簧原長(zhǎng)處D．若從記錄紙?jiān)c(diǎn)開始計(jì)時(shí)，該彈簧振子的振動(dòng)方程為y＝eq\f(y1－y2,2)coseq\f(πv,x0)t【答案】D【解析】記錄紙勻速運(yùn)動(dòng)，振子振動(dòng)的周期等于記錄紙運(yùn)動(dòng)位移2x0所用的時(shí)間，則周期T＝eq\f(2x0,v)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像可知，振幅為A＝eq\f(y1－y2,2)，故B錯(cuò)誤；在平衡位置處彈簧振子靜止時(shí)，受到的合外力等于0，所以振子受到彈簧的拉力大小等于質(zhì)量，方向向上，所以在平衡位置時(shí)，彈簧處于拉長(zhǎng)狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；振子振動(dòng)的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,\f(2x0,v))＝eq\f(πv,x0)(rad/s)，所以若從記錄紙?jiān)c(diǎn)開始計(jì)時(shí)，該彈簧振子的振動(dòng)方程為y＝Acos(ωt)＝eq\f(y1－y2,2)coseq\f(πv,x0)t，故D正確．2．(2019年和平期中)某質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式為x＝10sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(π,4)t))cm.則下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅為5cm B．質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為4sC．在t＝4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度最大 D．在t＝4s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位移最大【答案】C【解析】根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式x＝Asin(ωt＋φ)，可知振幅為10cm，周期T＝eq\f(2π,ω)＝eq\f(2π,\f(π,4))＝8s，故A、B錯(cuò)誤．在t＝4s時(shí)可得位移x＝0，平衡位置速度最大，故C正確，D錯(cuò)誤．3．(2019年廣安模擬)位于坐標(biāo)原點(diǎn)O的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，周期T＝0.4s，振幅A＝10cm，t＝0時(shí)刻波源質(zhì)點(diǎn)由平衡位置開始向上振動(dòng)．在x軸正半軸上有P、Q兩質(zhì)點(diǎn)，距離為d＝0.16m，且d小于波長(zhǎng)．P質(zhì)點(diǎn)先振動(dòng)，且在t＝6s時(shí)第一次到達(dá)波谷．在此后振動(dòng)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)總是同時(shí)回到平衡位置且速度方向相反．令P、O之間的距離為L(zhǎng)；從波源質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)到波剛傳到Q點(diǎn)，波源質(zhì)點(diǎn)通過的路程為s.關(guān)于L與s，以下答案正確的是()A．L＝4.56m，s＝5.9m B．L＝2.28m，s＝4.1mC．L＝5.2m，s＝5.9m D．L＝4.56m，s＝6.4m【答案】A【解析】據(jù)題知，波從原點(diǎn)O傳到P點(diǎn)的時(shí)間為t1＝t－eq\f(3,4)T＝6s－eq\f(3,4)×0.4s＝5.7s．P、Q兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)總是同時(shí)回到平衡位置且速度方向相反，且d小于波長(zhǎng)，則有d＝eq\f(1,2)λ，解得λ＝2d＝0.32m．波速v＝eq\f(λ,T)＝eq\f(0.32,0.4)m/s＝0.8m/s，故L＝vt1＝0.8×5.7m＝4.56m．從波源質(zhì)點(diǎn)開始振動(dòng)到波剛傳到Q點(diǎn)所用時(shí)間t2＝t1＋eq\f(T,2)＝5.9s．則在這段時(shí)間內(nèi)，波源質(zhì)點(diǎn)通過的路程s＝eq\f(t2,T)×4A＝eq\f(5.9,0.4)×4×0.1m＝5.9m．故選A．4．(2018年四川名校二模)如圖所示，一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播，圖示為t＝0時(shí)刻的波動(dòng)圖像，a、b、c、d、e分別是xa＝2m，xb＝4m，xc＝6m，xd＝7m，xe＝9m處的五個(gè)質(zhì)點(diǎn)．已知波的傳播速度為2m/s.則在第2s內(nèi)回復(fù)力做功相同的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)是()A．a(chǎn)和b B．b和cC．c和d D．d和e【答案】D【解析】由題圖知λ＝8m．周期T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(8,2)s＝4s．因此t＝2s＝eq\f(T,2)，則在第2s內(nèi)，a質(zhì)點(diǎn)從平衡位置運(yùn)動(dòng)到波谷，動(dòng)能減小，回復(fù)力做負(fù)功；b質(zhì)點(diǎn)從波谷運(yùn)動(dòng)到平衡位置，動(dòng)能增加，回復(fù)力做正功．a(chǎn)與b回復(fù)力做功不同，故A錯(cuò)誤．c質(zhì)點(diǎn)從平衡位置運(yùn)動(dòng)到波峰，動(dòng)能減小，回復(fù)力做負(fù)功．則b與c回復(fù)力做功不同，故B錯(cuò)誤．在第2s內(nèi)，d的動(dòng)能變化量為零，回復(fù)力做功為零，則c與d回復(fù)力做功不同，故C錯(cuò)誤．在第1s末，d、e的位移大小相等，方向相反，速率相等．第2s內(nèi)，位移大小又相等，方向相反，速率相等．則d與e動(dòng)能的變化量相等，回復(fù)力做功相同，故D正確．5．(多選)(2019年陜西名校模擬)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動(dòng)圖像．下列說法正確的是()A．甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機(jī)械能比乙擺大D．在t＝0.5s時(shí)有正向最大加速度的是乙擺【答案】ABD【解析】由圖看出，兩單擺的周期相同，同一地點(diǎn)g相同，由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))可知，甲、乙兩單擺的擺長(zhǎng)L相等，故A正確．甲擺的振幅為10cm，乙擺的振幅為7cm，則甲擺的振幅比乙擺大，故B正確．盡管甲擺的振幅比乙擺大，兩擺的擺長(zhǎng)也相等，但由于兩擺的質(zhì)量未知，無法比較機(jī)械能的大小，故C錯(cuò)誤．在t＝0.5s時(shí)，甲擺經(jīng)過平衡位置，振動(dòng)的加速度為零，而乙擺的位移為負(fù)的最大，則乙擺具有正向最大加速度，故D正確．綜合提升練習(xí)6．(2020屆北京名校模擬)如圖，細(xì)繩一端固定于懸掛點(diǎn)O，另一端系一小球．在懸掛點(diǎn)正下方A點(diǎn)處釘一個(gè)釘子．小球從B點(diǎn)由靜止釋放，擺到最低點(diǎn)C的時(shí)間為t1，從C點(diǎn)向右擺到最高點(diǎn)的時(shí)間為t2.擺動(dòng)過程中，如果擺角始終小于5°，不計(jì)空氣阻力．下列說法正確的是()A．t1＝t2，擺線碰釘子的瞬間，小球的速率變小B．t1>t2，擺線碰釘子的瞬間，小球的速率變小C．t1>t2，擺線碰釘子的瞬間，小球的速率不變D．t1＝t2，擺線碰釘子的瞬間，小球的速率不變【答案】C【解析】因擺角始終小于5°，則小球在釘子兩邊擺動(dòng)時(shí)均可看作單擺，因?yàn)樵谧髠?cè)擺動(dòng)時(shí)擺長(zhǎng)較長(zhǎng)，根據(jù)T＝2πeq\r(\f(L,g))可知周期較大，因擺球在釘子兩邊擺動(dòng)的時(shí)間均為所在擺周期的eq\f(1,4)，可知t1＝eq\f(1,4)T左>eq\f(1,4)T右＝t2；擺線碰釘子的瞬間，由于水平方向受力為零，可知小球的速率不變．故選C．7．(2019年太原模擬)振幅為0.1m、波長(zhǎng)為2m的一列簡(jiǎn)諧正弦波以1m/s的速率沿一條繃緊的足夠長(zhǎng)的水平弦從左向右傳播．t＝0時(shí)，弦的左端點(diǎn)P在平衡位置且向下運(yùn)動(dòng)．規(guī)定向上為正方向，不考慮波的反射．求：(1)質(zhì)點(diǎn)P振動(dòng)的周期，寫出P的振動(dòng)方程；(2)t＝5.5s時(shí)，弦上與P相距1.25m的質(zhì)點(diǎn)Q的位移．【答案】(1)2sy＝－0.1sin(πt)m(2)－5eq\r(2)m【解析】(1)質(zhì)點(diǎn)的周期為T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(2,1)s＝2s.質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方程為y＝Asineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(