高考物理二輪復(fù)習(xí)精講精練專題11 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（精練）（解析版）

專題11機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波（精練）一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示是某水平彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的SKIPIF1<0圖像，M、P、N是圖像上的3個(gè)點(diǎn)，分別對(duì)應(yīng)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0時(shí)刻。下列說(shuō)法正確的是（）A．該振子的周期是0.2s，振幅是8cmB．在SKIPIF1<0時(shí)刻振子的速度方向就是圖像上P點(diǎn)的切線方向C．在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過(guò)程振子的速度先增大后減小D．在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過(guò)程振子的加速度逐漸減小【答案】D【詳解】A．由振動(dòng)圖像可知，該振子的周期是SKIPIF1<0，振幅是SKIPIF1<0，故A錯(cuò)誤；B．振動(dòng)圖像不是彈簧振子的運(yùn)動(dòng)軌跡，所以在SKIPIF1<0時(shí)刻振子的速度方向不是圖像上P點(diǎn)的切線方向，在SKIPIF1<0時(shí)刻振子的速度方向指向振子的平衡位置，故B錯(cuò)誤；C．由振動(dòng)圖像可知，在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過(guò)程振子先向正向最大位移方向運(yùn)動(dòng)，達(dá)到正向最大位移處后接著又朝著平衡位置運(yùn)動(dòng)，所以振子的速度先減小后增大，故C錯(cuò)誤；D．在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0過(guò)程振子朝著平衡位置方向運(yùn)動(dòng)，振子偏離平衡位置的位移SKIPIF1<0逐漸減小，根據(jù)SKIPIF1<0可知，振子的加速度逐漸減小，故D正確。故選D。2．如圖甲所示為以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在A、B兩點(diǎn)間運(yùn)動(dòng)的彈簧振子，圖乙為這個(gè)彈簧振子的振動(dòng)圖像，由圖可知下列說(shuō)法中正確的是（

）A．在t＝0.2s時(shí)，彈簧振子的加速度為正向最大B．在t＝0.1s與t＝0.3s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的速度相同C．從t＝0到t＝0.2s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)D．在t＝0.6s時(shí)，彈簧振子有最小的位移【答案】C【詳解】A．在t＝0.2s時(shí)，彈簧振子的位移為正向最大，加速度為負(fù)向最大，A錯(cuò)誤；B．在t＝0.1s與t＝0.3s兩個(gè)時(shí)刻，彈簧振子的位移相同，說(shuō)明彈簧振子在同一位置，速度大小相等，方向相反，B錯(cuò)誤；C．從t＝0到t＝0.2s時(shí)間內(nèi)，彈簧振子的位移增大，加速度增大，速度減小，所以彈簧振子做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，C正確；D．在t＝0.6s時(shí)，彈簧振子的位移為負(fù)向最大，D錯(cuò)誤。故選C。3．如圖所示，在傾角為α的斜面頂端固定一擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺，單擺在斜面上做小角度擺動(dòng)，擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的速度為v，則以下判斷正確的是（）A．單擺在斜面上擺動(dòng)的周期為SKIPIF1<0B．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的合外力SKIPIF1<0C．若小球帶正電，并加一沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則單擺的振動(dòng)周期將增大D．若斜面的傾角α增大，則單擺的振動(dòng)周期將增大【答案】B【詳解】AD．單擺在斜面上擺動(dòng)時(shí)等效重力加速度SKIPIF1<0，所以單擺在斜面上擺動(dòng)的周期為SKIPIF1<0當(dāng)傾角α增大，則單擺的振動(dòng)周期將減小，AD錯(cuò)誤；B．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)的回復(fù)力等于零，合外力提供向心力，所以有SKIPIF1<0，B正確；C．若小球帶正電，并加一沿斜面向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，可得此時(shí)單擺在斜面上擺動(dòng)等效重力加速度SKIPIF1<0所以振動(dòng)周期將減小，C錯(cuò)誤。故選B。4．如圖，O點(diǎn)固定一個(gè)點(diǎn)電荷SKIPIF1<0，絕緣細(xì)線將另一帶電小球SKIPIF1<0懸掛于O點(diǎn)。將小球SKIPIF1<0輕輕拉至A點(diǎn)，由靜止釋放后，小球在A、B間做小幅擺動(dòng)，不計(jì)空氣阻力。當(dāng)小球SKIPIF1<0向左經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)，迅速移走點(diǎn)電荷SKIPIF1<0，則（）A．?dāng)[動(dòng)周期減小B．小球仍能到達(dá)B點(diǎn)C．再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，小球的速度大于此前經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度D．再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的張力大于此前經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的張力【答案】B【詳解】A．因?yàn)樾∏騍KIPIF1<0在A、C間受到的庫(kù)侖力沿細(xì)線方向，則單擺周期公式SKIPIF1<0中的g值不變，故擺動(dòng)周期不變，故A錯(cuò)誤；B．小球SKIPIF1<0在A、C間受到的庫(kù)侖力沿細(xì)線方向，與速度方向垂直，對(duì)小球不做功，小球在A、B間做小幅擺動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，所以小球仍能到達(dá)B點(diǎn)，故B正確；C．因?yàn)闄C(jī)械能守恒，所以再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，小球的速度等于于此前經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度，故C錯(cuò)誤；D．小球第一次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0小球再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0可知再次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的張力小于此前經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的張力，故D錯(cuò)誤。故選B。5．如圖所示，把兩個(gè)彈簧振子懸掛在同一支架上，已知甲彈簧振子的固有頻率為9Hz，乙彈簧振子的固有頻率為72Hz，當(dāng)支架在受到豎直方向且頻率為9Hz的驅(qū)動(dòng)力作用做受迫振動(dòng)時(shí)，則兩個(gè)彈簧振子的振動(dòng)情況是（）A．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為18HzB．甲的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzC．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為9HzD．乙的振幅較大，且振動(dòng)頻率為72Hz【答案】B【詳解】因?yàn)榧椎墓逃蓄l率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，根據(jù)受迫振動(dòng)發(fā)生共振的條件可知甲的振幅較大；做受迫振動(dòng)的物體的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，可知乙振動(dòng)頻率為9Hz；故選B。6．一列簡(jiǎn)諧橫波沿SKIPIF1<0軸正方向傳播，波速為2.0cm/s。某時(shí)刻該波剛好傳播到SKIPIF1<0點(diǎn)，波形如圖所示。從此時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)（）A．SKIPIF1<0時(shí)質(zhì)點(diǎn)SKIPIF1<0正處于波峰B．經(jīng)過(guò)1.0s質(zhì)點(diǎn)SKIPIF1<0剛好完成一次全振動(dòng)C．SKIPIF1<0時(shí)質(zhì)點(diǎn)S開(kāi)始振動(dòng)，且振動(dòng)方向向下D．經(jīng)過(guò)2.0s，質(zhì)點(diǎn)SKIPIF1<0沿SKIPIF1<0軸正方向運(yùn)動(dòng)4cm【答案】C【詳解】A．SKIPIF1<0波形圖向右平移SKIPIF1<0故P點(diǎn)到達(dá)波谷位置，故A錯(cuò)誤；B．由圖可知SKIPIF1<0；SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故質(zhì)點(diǎn)SKIPIF1<0剛好完成一次全振動(dòng)時(shí)間為SKIPIF1<0，故B錯(cuò)誤；C．SKIPIF1<0波形圖向右平移SKIPIF1<0故質(zhì)點(diǎn)S開(kāi)始振動(dòng)，根據(jù)“上下坡”規(guī)律，振動(dòng)方向向下，故C正確；D．質(zhì)點(diǎn)SKIPIF1<0在平衡位置附近做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，并不會(huì)隨波遷移，故D錯(cuò)誤。故選C。7．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，SKIPIF1<0時(shí)刻的波形如圖甲所示，平衡位置在SKIPIF1<0的質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．該波的波長(zhǎng)為SKIPIF1<0 B．該波的波源的振動(dòng)頻率為SKIPIF1<0C．該波沿x軸正方向傳播 D．該波的波速為SKIPIF1<0【答案】D【詳解】A．由波的圖像可知，該波的波長(zhǎng)為24m，故A錯(cuò)誤；B．由振動(dòng)圖像可知，波的周期為0.4s，所以波源的振動(dòng)頻率為2.5Hz，故B錯(cuò)誤；C．SKIPIF1<0時(shí)，由于質(zhì)點(diǎn)P正在向下運(yùn)動(dòng)，根據(jù)同側(cè)法可知，波沿x軸負(fù)方向傳播，故C錯(cuò)誤；D．由波長(zhǎng)、波速與周期的關(guān)系SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故D正確。故選D。8．如圖所示，實(shí)線是一列正弦波在SKIPIF1<0時(shí)刻的波形圖，虛線是該列波在SKIPIF1<0s時(shí)的波形圖。質(zhì)點(diǎn)P（圖中未畫(huà)出）是平衡位置在SKIPIF1<0cm處的該列波上的一點(diǎn)，若SKIPIF1<0時(shí)刻P點(diǎn)向下振動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．這列波的最小波速是12m/sB．這列波頻率一定為SKIPIF1<0C．質(zhì)點(diǎn)P在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0s這段時(shí)間內(nèi)至少完成了1515次全振動(dòng)D．若這列波能夠與另一列波發(fā)生干涉，則干涉后每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振幅變?yōu)?0cm【答案】C【詳解】A．由波形圖可知波長(zhǎng)為λ=16cm，則SKIPIF1<0個(gè)波長(zhǎng)，若SKIPIF1<0時(shí)刻P點(diǎn)向下振動(dòng)，則波向x軸負(fù)向傳播，則在1s內(nèi)傳播的距離為SKIPIF1<0波速為SKIPIF1<0（n=0，1，2，3……）當(dāng)n=0時(shí)，v=12cm/s，可知這列波的最小波速是12cm/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．波的頻率SKIPIF1<0（n=0，1，2，3……）則這列波頻率可能為SKIPIF1<0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．波的周期為SKIPIF1<0最大周期為SKIPIF1<0可知SKIPIF1<0，即質(zhì)點(diǎn)P在SKIPIF1<0到SKIPIF1<0s這段時(shí)間內(nèi)至少完成了1515次全振動(dòng)，選項(xiàng)C正確；D．若這列波能夠與另一列波發(fā)生干涉，則干涉后有些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)加強(qiáng)，振幅可能變?yōu)?0cm，有些質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)減弱，振幅可能小于5cm，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。9．A、B兩列簡(jiǎn)諧橫波均沿x軸正向傳播，在某時(shí)刻的波形分別如圖甲、乙所示，經(jīng)過(guò)時(shí)間t（t小于A波的周期TA），這兩列簡(jiǎn)諧橫波的波形分別變?yōu)閳D丙、丁所示，則A、B兩列波的波速vA、vB之比可能是（）A．1：3 B．2：3 C．2：1 D．3：1【答案】A【詳解】由圖波長(zhǎng)λA＝24cm，λB＝12cm又t＝SKIPIF1<0，t＝kTB得到TA:TB＝2k:1，（k＝0，1，2．．．．．．）則由波速v＝SKIPIF1<0得到vA：vB＝1：k當(dāng)k＝1時(shí)vA:vB＝1:1當(dāng)k＝2時(shí)vA:vB＝1:2當(dāng)k＝3時(shí)vA:vB＝1:3因?yàn)閗為整數(shù)vA:vB≠3:1故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。10．2022年全國(guó)聲學(xué)大會(huì)即將在北京召開(kāi)。本次大會(huì)致力于高端前沿學(xué)習(xí)活動(dòng)，打造學(xué)習(xí)示范品牌。下列關(guān)于聲現(xiàn)象說(shuō)法正確的是（??）A．具有主動(dòng)降噪功能的耳機(jī)是利用了聲波的干涉原理B．觀察者聽(tīng)到遠(yuǎn)去的列車發(fā)出的汽笛聲，音調(diào)會(huì)變高C．校園內(nèi)喇叭播出的音樂(lè)，高音比低音更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象D．超聲波被血管中的血流反射后又被探測(cè)器接收，超聲波的頻率不會(huì)發(fā)生變化【答案】A【詳解】A．具有主動(dòng)降噪功能的耳機(jī)是利用了聲波的干涉原理，故A正確；B．根據(jù)多普勒效應(yīng)，波源與觀察者距離變大時(shí)，觀察者接收到的頻率比波源頻率低，故B錯(cuò)誤；C．高音頻率高，波長(zhǎng)短，不容易發(fā)生衍射，容易被阻攔，故C錯(cuò)誤；D．超聲波被血管中的血流反射后，由于血液流動(dòng)使反射的頻率發(fā)生改變，即探測(cè)器接收的超聲波頻率發(fā)生變化，處于多普勒效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。故選A。二、多項(xiàng)選擇題11．如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)彈簧下端掛一小球，小球靜止。現(xiàn)將小球向下拉動(dòng)距離A后由靜止釋放，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，小球在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén)。則（）A．經(jīng)SKIPIF1<0時(shí)間，小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離大于SKIPIF1<0B．經(jīng)SKIPIF1<0時(shí)間，小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離小于SKIPIF1<0C．在SKIPIF1<0時(shí)刻，小球的動(dòng)能最大D．在SKIPIF1<0時(shí)刻，小球的動(dòng)能最小【答案】BC【詳解】AB．根據(jù)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的位移公式y(tǒng)=-AcosSKIPIF1<0則t=SKIPIF1<0時(shí)有y=-AsinSKIPIF1<0=-SKIPIF1<0A所以小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離為Δy=A-SKIPIF1<0A=SKIPIF1<0A<SKIPIF1<0A則小球從最低點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離小于SKIPIF1<0，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；CD．在t=SKIPIF1<0時(shí)，小球回到平衡位置，具有最大的振動(dòng)速度，所以小球的動(dòng)能最大，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。12．如圖所示為一款近期火爆的玩具“彈簧小人”，由頭部、彈簧及底部組成，頭部質(zhì)量為m，彈簧質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)為k，底部質(zhì)量為SKIPIF1<0，開(kāi)始彈簧小人靜止于桌面上，現(xiàn)輕壓頭部后由靜止釋放，小人不停上下振動(dòng)，已知當(dāng)彈簧形變量為x時(shí)，其彈性勢(shì)能SKIPIF1<0，不計(jì)一切摩擦和空氣阻力，重力加速度為g，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則下列判斷中正確的是（）A．若剛釋放時(shí)頭部的加速度大小為g，則小人在振動(dòng)過(guò)程中底部能離開(kāi)桌面B．若剛釋放時(shí)頭部的加速度大小為g，則小人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中頭部的最大速度為SKIPIF1<0C．若小人在振動(dòng)過(guò)程中底部恰好不能離開(kāi)桌面，頭部在最高點(diǎn)的加速度為SKIPIF1<0D．若小人在振動(dòng)過(guò)程中底部恰好不能離開(kāi)桌面，則輕壓頭部釋放時(shí)彈簧的壓縮量為SKIPIF1<0【答案】BC【詳解】A．設(shè)頭部在初始位置時(shí)彈簧的壓縮量為x0，對(duì)頭部列平衡方程mg＝kx0①施加力F后彈簧再壓縮x，頭部的平衡方程為F＋mg＝k（x0＋x）②若剛釋放時(shí)頭部的加速度大小為g，根據(jù)牛頓第二定律得SKIPIF1<0則F＝mg③由①②③得kx＝mg撤去力F的瞬間，頭部所受的回復(fù)力F回＝k（x0＋x）－mg＝kx當(dāng)頭部向上運(yùn)動(dòng)到初始位置上方距離也是x時(shí)，由對(duì)稱性知F回＝kx，而kx＝mg，可見(jiàn)頭部所受彈簧彈力恰好是零，以底部為研究對(duì)象，受力分析知地面對(duì)底部的支持力為SKIPIF1<0因此小人在振動(dòng)過(guò)程中底部不能離開(kāi)桌面。A錯(cuò)誤；B．剛釋放時(shí)彈簧的形變量為SKIPIF1<0彈簧振子在平衡位置時(shí)的動(dòng)能最大，根據(jù)能量守恒得SKIPIF1<0結(jié)合動(dòng)能SKIPIF1<0故小人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中頭部的最大速度為SKIPIF1<0，B正確；C．若小人在振動(dòng)過(guò)程中底部恰好不能離開(kāi)桌面，即當(dāng)頭部在最高點(diǎn)時(shí)，底部受到桌面的彈力為0，受力分析得彈簧此時(shí)的彈力等于底部的重力SKIPIF1<0此時(shí)對(duì)頭部受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有SKIPIF1<0故頭部在最高點(diǎn)的加速度為SKIPIF1<0，C正確；D．若小人在振動(dòng)過(guò)程中底部恰好不能離開(kāi)桌面，開(kāi)始施加力SKIPIF1<0后彈簧再壓縮SKIPIF1<0，頭部的平衡方程為SKIPIF1<0分析得SKIPIF1<0則輕壓頭部釋放時(shí)彈簧的壓縮量為SKIPIF1<0，D錯(cuò)誤。故選BC。13．小吳和小智組成的小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置研究沙擺小角度振動(dòng)的規(guī)律。漏斗靜止時(shí)下端接近水平薄木板，擺動(dòng)的豎直面與木板交線為SKIPIF1<0，木板中線SKIPIF1<0垂直于SKIPIF1<0。當(dāng)沿O'O勻速拉動(dòng)薄木板時(shí)，漏斗中漏出的沙在板上形成特定形狀的曲線?？筛淖儐螖[的最大擺角、擺長(zhǎng)、拉木板的速度進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，沙漏重心位置的變化可以忽略。當(dāng)拉木板的速度為v時(shí)，在木板上長(zhǎng)度為s的陰影區(qū)留下圖所示的實(shí)線a。同一木板另一次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果為如圖所示的實(shí)線b。在木板平面以O(shè)'O為橫軸，垂直O(jiān)'O建立縱軸，可以對(duì)圖線進(jìn)行研究。下列說(shuō)法正確的是（）A．圖橫軸可以代表時(shí)間軸，其中的實(shí)線a對(duì)應(yīng)的陰影區(qū)表示的時(shí)長(zhǎng)為SKIPIF1<0B．若圖中實(shí)線a為正弦曲線，則對(duì)應(yīng)的沙擺的運(yùn)動(dòng)可近似看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C．可判斷出圖中實(shí)線b對(duì)應(yīng)的沙擺最大擺角比實(shí)線a的小D．可判斷出圖中實(shí)線b對(duì)應(yīng)的沙擺擺長(zhǎng)比實(shí)線a的短【答案】AB【詳解】A．由已知，水平方向勻速拉動(dòng)薄木板，則橫軸可以代表時(shí)間軸SKIPIF1<0，A正確；B．若圖中實(shí)線a為正弦曲線，在忽略空氣阻力情況下，沙擺在SKIPIF1<0之間做周期性運(yùn)動(dòng)，可近似看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，B正確；C．由圖判斷出圖中實(shí)線b對(duì)應(yīng)振幅比實(shí)線a的振幅大，則實(shí)線b對(duì)應(yīng)的沙擺，最大擺角比實(shí)線a的大，C錯(cuò)誤；D．由圖可知，實(shí)線b對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)比實(shí)線a的波長(zhǎng)大，由波長(zhǎng)公式SKIPIF1<0薄木板水平勻速運(yùn)動(dòng)，波速相同，可以判斷出SKIPIF1<0由單擺的周期公式SKIPIF1<0帶入可知SKIPIF1<0，D錯(cuò)誤；故選AB。14．某實(shí)驗(yàn)小組在研究單擺時(shí)改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)方案，將一力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上。圖甲中O點(diǎn)為單擺的固定懸點(diǎn)，現(xiàn)將擺球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拉至A點(diǎn)，此時(shí)細(xì)線處于張緊狀態(tài)。由靜止釋放擺球，則擺球?qū)⒃谪Q直平面內(nèi)的A、C之間來(lái)回?cái)[動(dòng)，其中B點(diǎn)為最低位置，∠AOB＝∠COB＝α，α小于5°且大小未知，同時(shí)由計(jì)算機(jī)得到了擺線對(duì)擺球的拉力大小F隨時(shí)間t變化的曲線，如圖乙所示（圖中所標(biāo)字母均為已知量），且圖中t＝0時(shí)刻為擺球從A點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。已知擺長(zhǎng)為l，重力加速度為g。根據(jù)題中（包括圖中）所給的信息，下列說(shuō)法正確的是（）A．該單擺的周期為t2B．可求出擺球的質(zhì)量C．不能求出擺球在最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小D．若在地球的兩極做該實(shí)驗(yàn)，則測(cè)得單擺的周期最大E．若增加擺球的質(zhì)量，單擺的周期不變【答案】ABE【詳解】A．由題圖乙可知單擺的周期為T(mén)＝t2，A正確；BC．在B點(diǎn)拉力F有最大值，根據(jù)牛頓第二定律SKIPIF1<0在A、C兩點(diǎn)拉力F有最小值，即有Fmin＝mgcosα由A點(diǎn)到B點(diǎn)根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgl（1－cosα）＝SKIPIF1<0mv2由此可求得擺球的質(zhì)量SKIPIF1<0在B點(diǎn)時(shí)的速度SKIPIF1<0，C錯(cuò)誤，B正確；D．地球的兩極重力加速度最大，若在地球的兩極做該實(shí)驗(yàn)，單擺周期為T(mén)＝2πSKIPIF1<0所以測(cè)得單擺的周期最小，D錯(cuò)誤；E．根據(jù)單擺周期公式可知，單擺的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)，E正確。故選ABE。15．如圖所示為單擺在兩次受迫振動(dòng)中的共振曲線，則下列說(shuō)法正確的是（）A．若兩次受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長(zhǎng)相同，則圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線B．若兩次受迫振動(dòng)是在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩次擺長(zhǎng)之比lⅠ∶lⅡ=25∶4C．圖線Ⅱ若是在地面上完成的，則該單擺擺長(zhǎng)約為1mD．圖線Ⅱ若是在地面上完成的，則該單擺擺長(zhǎng)約為0.5mE．若擺長(zhǎng)均為1m，則圖線Ⅰ是在地面上完成的【答案】ABC【詳解】A．題圖線中振幅最大處對(duì)應(yīng)的頻率應(yīng)與做受迫振動(dòng)的單擺的固有頻率相等，從圖線上可以看出，兩擺的固有頻率fⅠ=0.2Hz，fⅡ=0.5Hz。當(dāng)兩擺在月球和地球上分別做受迫振動(dòng)且擺長(zhǎng)相等時(shí)，根據(jù)公式f=SKIPIF1<0可知，g越大，f越大，由圖像知gⅡ>gⅠ，又因?yàn)間地>g月，因此可推知圖線Ⅰ表示月球上單擺的共振曲線，故A正確；B．若在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行兩次受迫振動(dòng)，g相同，擺長(zhǎng)長(zhǎng)的f小，且有SKIPIF1<0所以SKIPIF1<0故B正確；CDE．若圖線Ⅱ是在地面上完成的，根據(jù)g=9.8m/s2，可計(jì)算出lⅡ約為1m，故C正確，DE錯(cuò)誤。故選ABC。16．在某均勻介質(zhì)中，甲、乙兩波源分別位于O點(diǎn)和Q點(diǎn)，分別產(chǎn)生向右和向左傳播的同性質(zhì)簡(jiǎn)諧橫波，某時(shí)刻兩波波形如圖中實(shí)線和虛線所示，此時(shí)，甲波傳播到x=24m處，乙波傳播到x=12m處，已知甲波波源的振動(dòng)周期為0.4s，下列說(shuō)法正確的是（）A．兩列波在相遇區(qū)會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象B．兩列波起振的方向都是沿y軸正方向C．乙波波源比甲波波源早振動(dòng)0.3sD．從圖示時(shí)刻開(kāi)始再經(jīng)0.6s，x=12m處的質(zhì)點(diǎn)再次到達(dá)平衡位置【答案】CD【詳解】A．由題圖可知，兩列波的波長(zhǎng)不同，且在同種介質(zhì)中傳播時(shí)兩波的波速相同，則兩波的頻率不同，因此不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，A錯(cuò)誤；B．甲波傳播到x=24m處，根據(jù)波向右傳播可知：質(zhì)點(diǎn)向下振動(dòng)，故甲波波源的起振方向?yàn)閥軸負(fù)方向，同理可得乙波起振的方向是沿y軸正方向，故B錯(cuò)誤；C．由圖可知：甲波的波長(zhǎng)為8m，又有甲波波源的振動(dòng)周期為0.4s，故甲波的波速大小為SKIPIF1<0同一介質(zhì)中橫波波速相同，故乙波的波速也為20m/s，甲波的傳播距離為24m，故波源振動(dòng)時(shí)間為SKIPIF1<0乙波的傳播距離為SKIPIF1<0故波源振動(dòng)時(shí)間為SKIPIF1<0所以，乙波波源比甲波波源早振動(dòng)0.3s，故C正確；D．由圖可知：圖示時(shí)刻，兩波在x=12m處都處于平衡位置，將要向上振動(dòng)；故該質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方程為SKIPIF1<0那么，t=0.6s時(shí)，y=0，即從圖示時(shí)刻開(kāi)始再經(jīng)0.6s，x=12m處的質(zhì)點(diǎn)再次到達(dá)平衡位置，D正確。故選CD。17．x軸上一條長(zhǎng)繩，其左端在坐標(biāo)原點(diǎn)，SKIPIF1<0時(shí)刻，某同學(xué)抓住繩左端在豎直方向做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，經(jīng)過(guò)SKIPIF1<0所形成的波形如圖中實(shí)線所示，已知此列繩波傳播的速度為SKIPIF1<0時(shí)刻繩波的部分波形如圖中的虛線所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．該繩波的波長(zhǎng)為12.5mB．該繩波的頻率為1HzC．在SKIPIF1<0時(shí)間內(nèi)，繩左端通過(guò)的路程為3.3mD．SKIPIF1<0、SKIPIF1<0與周期T的關(guān)系式為SKIPIF1<0E．虛線波形所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻可能為SKIPIF1<0【答案】BCE【詳解】AB．由圖可知，在SKIPIF1<0時(shí)間內(nèi)，波傳播了SKIPIF1<0，則SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0則SKIPIF1<0波長(zhǎng)SKIPIF1<0故B正確，A錯(cuò)誤；C．時(shí)間SKIPIF1<0則在SKIPIF1<0時(shí)間內(nèi)，繩左端通過(guò)的路程為SKIPIF1<0故C正確；DE．由平移法可得SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0當(dāng)SKIPIF1<0時(shí)SKIPIF1<0故E正確，D錯(cuò)誤。故選BCE。18．在xOy平面內(nèi)有一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波，波速為2m/s，振幅為A.M、N是平衡位置相距2m的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，如圖所示。在t＝0時(shí)，M通過(guò)其平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)，N位于其平衡位置上方最大位移處。已知該波的周期大于1s。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．該波的周期為SKIPIF1<0sB．該波的周期為SKIPIF1<0sC．在t＝SKIPIF1<0s時(shí)，N的速度一定為2m/sD．從t＝0到t＝1s，M向右移動(dòng)了2m【答案】ACD【詳解】AB．由題可知MN=SKIPIF1<0（n=0、1、2、3……）則波長(zhǎng)SKIPIF1<0（n=0、1、2、3……）則周期的可能值為SKIPIF1<0（n=0、1、2、3……）又因?yàn)橹芷诖笥?秒，所以周期應(yīng)為SKIPIF1<0故A錯(cuò)誤，B正確；C．在SKIPIF1<0時(shí)質(zhì)點(diǎn)N剛好運(yùn)動(dòng)到平衡位置，速度最大，振動(dòng)速度和波傳播速度無(wú)關(guān)，因此不一定是2m/s，故C錯(cuò)誤；D．機(jī)械波傳播的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移，故D錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的，故選ACD。19．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，振幅為SKIPIF1<0cm，波速為2m/s．在t=0時(shí)刻，平衡位置在x=1m處的質(zhì)點(diǎn)a位移為1cm，平衡位置在x=5m處的質(zhì)點(diǎn)b的位移為-1cm，兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向相反，其中質(zhì)點(diǎn)a沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，如圖所示，已知此時(shí)質(zhì)點(diǎn)a、b之間只有一個(gè)波谷，則下列說(shuō)法正確的是（）A．該列簡(jiǎn)諧橫波的波長(zhǎng)可能為SKIPIF1<0mB．質(zhì)點(diǎn)b的振動(dòng)周期可能為2sC．質(zhì)點(diǎn)a、b的速度在某一時(shí)刻可能相同D．當(dāng)t=0.5s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a的速度可能最大也可能最小【答案】ACD【詳解】AB．若波沿x軸負(fù)方向傳播，a、b間是半個(gè)波長(zhǎng)的波形，有

SKIPIF1<0得SKIPIF1<0周期SKIPIF1<0若波沿x軸正方向傳播，則a、b間是1.5個(gè)波形，有SKIPIF1<0得SKIPIF1<0周期SKIPIF1<0，B錯(cuò)誤A正確；C．質(zhì)點(diǎn)a、b平衡位置間的距離為SKIPIF1<0的奇數(shù)倍，質(zhì)點(diǎn)a、b的速度可能均為零，但位移不可能同時(shí)為正或同時(shí)為負(fù)，C正確；D．當(dāng)t=0.5

s時(shí)波沿傳播方向運(yùn)動(dòng)的距離SKIPIF1<0當(dāng)a、b間是半個(gè)波長(zhǎng)的波形時(shí)，t=0時(shí)x=2

m處的質(zhì)點(diǎn)速度最大，經(jīng)0.5

s其振動(dòng)形式恰好傳到質(zhì)點(diǎn)a處，當(dāng)a、b間是1.5個(gè)波形時(shí)，t=0時(shí)x=0處的質(zhì)點(diǎn)速度最小，經(jīng)0.5

s其振動(dòng)形式恰好傳到質(zhì)點(diǎn)a處，即質(zhì)點(diǎn)a的速度可能最大也可能最小，D正確。故選ACD。20．如圖所示，在同種介質(zhì)中放置兩個(gè)頻率相同的波源F1和F2，F(xiàn)1和F2恰在雙曲線SKIPIF1<0的兩個(gè)焦點(diǎn)上。C點(diǎn)坐標(biāo)為（0，8）。A、B為雙曲線上的兩點(diǎn)，其中A點(diǎn)恰在F1的正上方。F1的振動(dòng)圖線如圖甲所示。t=2s時(shí)F2發(fā)出的波在x軸上形成的波形如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．t=4.25s時(shí)，C點(diǎn)沿振動(dòng)的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)B．F1和F2的連線上共有三個(gè)振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)C．B點(diǎn)可能是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)也可能是振動(dòng)減弱點(diǎn)D．在0-7.5s內(nèi)，A點(diǎn)走過(guò)的路程為16cm【答案】ABD【詳解】A．根據(jù)振動(dòng)和波動(dòng)圖可知波長(zhǎng)為8m，波速為4m/s，兩列波的相位差為SKIPIF1<0，可視為同相。C點(diǎn)到兩波源的路程差為0，為振動(dòng)的加強(qiáng)點(diǎn)。SKIPIF1<0s時(shí)兩列波在C點(diǎn)相遇疊加，4.25s時(shí)C點(diǎn)沿振動(dòng)的負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，故A正確；B．兩列波可視為同相。故到波源路程差為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍的點(diǎn)為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，在SKIPIF1<0連線上僅O點(diǎn)、（SKIPIF1<0）和（4，0）為振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，故B正確；C．根據(jù)雙曲線的特點(diǎn)，B點(diǎn)到的路程差為4，一定是振動(dòng)的減弱點(diǎn)，故C錯(cuò)誤；D．A點(diǎn)到SKIPIF1<0的距離分別為16m和20m，因此SKIPIF1<0s時(shí)A點(diǎn)開(kāi)始振動(dòng)，振幅為4cm，SKIPIF1<0s時(shí)，兩列波在A點(diǎn)發(fā)生干涉，A點(diǎn)為振動(dòng)的減弱點(diǎn)，在4s~6s內(nèi)，A點(diǎn)走過(guò)的路程為16cm，故D正確。故選ABD。三、計(jì)算題21．如圖所示，SKIPIF1<0是一長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平放置光滑弧形槽，弧形槽半徑R，R遠(yuǎn)大于AB的弧長(zhǎng)，弧形槽的左端有一微小凹槽SKIPIF1<0，P為最低點(diǎn)?，F(xiàn)有一物理興趣小組進(jìn)行闖關(guān)比賽，比賽選手從E點(diǎn)（為圓弧SKIPIF1<0的最低點(diǎn)）沿EP方向給質(zhì)量為m的小球甲一個(gè)沖量I，同時(shí)從A點(diǎn)由靜止釋放小球乙，甲、乙兩小球在P點(diǎn)相碰可視為比賽選手過(guò)關(guān)，兩小球均視為質(zhì)點(diǎn)。求：（1）甲、乙兩球第1次到達(dá)P點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間之比；（2）要想比賽過(guò)關(guān)，比賽選手在E點(diǎn)給小球甲的沖量大小需滿足的條件。【答案】（1）SKIPIF1<0；（2）SKIPIF1<0【詳解】（1）設(shè)小球甲運(yùn)動(dòng)的初速度為v，根據(jù)動(dòng)量定理有SKIPIF1<0小球甲在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故其第1次到達(dá)P點(diǎn)所需時(shí)間為SKIPIF1<0聯(lián)立得SKIPIF1<0由于弧形槽半徑R遠(yuǎn)大于AB的弧長(zhǎng)，故小球乙相當(dāng)于做單擺運(yùn)動(dòng)，故有SKIPIF1<0乙球第1次到達(dá)P點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間為SKIPIF1<0甲、乙兩球第1次到達(dá)P點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間之比為SKIPIF1<0（2）乙球第n次到達(dá)P點(diǎn)時(shí)所用時(shí)間為SKIPIF1<0要想比賽過(guò)關(guān)，則甲球到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間需與乙球到達(dá)P點(diǎn)所使用時(shí)間相等，即SKIPIF1<0又根據(jù)動(dòng)量定理及勻速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有SKIPIF1<0；SKIPIF1<0聯(lián)立可得SKIPIF1<022．某興趣小組研究彈簧振子，設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置，一個(gè)輕彈簧豎直放置，一端固定于地面，另一端與質(zhì)量為m的物體B固連在一起，整個(gè)裝置被一個(gè)口徑略大且足夠長(zhǎng)的光滑圓套約束（圖中未畫(huà)出）。現(xiàn)將質(zhì)量也為m的物體A由B的正上方某一高度處自由釋放，A和B發(fā)生碰撞后兩者一起以相同的速度向下運(yùn)動(dòng)（但不粘連）。AB在以后的振動(dòng)過(guò)程中恰好不會(huì)分離，彈簧的的勁度系數(shù)為k，整個(gè)振動(dòng)過(guò)程彈簧處于彈性限度內(nèi)。忽略A、B的體積，不計(jì)空氣阻力。m、k、g為已知量。求：（1）AB一起振動(dòng)過(guò)程中最大加速度的大??；（2）小組中的甲同學(xué)通過(guò)研究彈簧彈力做功，得出了彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式SKIPIF1<0（x為彈簧形變量）。求A釋放前距B的高度；（3）小組中的乙同學(xué)通過(guò)課下自學(xué)了解到彈簧振子的周期與彈簧的勁度系數(shù)k及振子的質(zhì)量m有關(guān)，但是他記不清周期公式是SKIPIF1<0還是SKIPIF1<0，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)直接選出正確的彈簧振子周期公式（不必寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程）：（4）以A與B碰撞為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，求AB振動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)刻?！敬鸢浮浚?）a=g；（2）SKIPIF1<0；（3）SKIPIF1<0；（4）SKIPIF1<0【詳解】（1）AB在以后的振動(dòng)過(guò)程中恰好不會(huì)分離，所以振動(dòng)最高點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)位置，此時(shí)加速度最大。有2mg=2ma解得a=g（2）B靜止時(shí)有SKIPIF1<0物體A自由下落的過(guò)程，由機(jī)械能守恒得SKIPIF1<0物體A、B碰撞過(guò)程有SKIPIF1<0碰后AB在以后振動(dòng)過(guò)程中到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)彈簧剛好處于原長(zhǎng)狀態(tài)，相對(duì)于原來(lái)向上運(yùn)動(dòng)得距離SKIPIF1<0對(duì)物體A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，由能量守恒得SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0（3）通過(guò)單位可以判定：彈簧振子的周期公式為SKIPIF1<0（4）在振動(dòng)過(guò)程中，設(shè)平衡位置彈簧的壓縮量為x，有SKIPIF1<0振幅SKIPIF1<0以第一次向下經(jīng)過(guò)平衡位置為0時(shí)刻，取向下為正方向，則振動(dòng)方程為SKIPIF1<0，AB碰撞時(shí)SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0因此以A與B碰撞為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，求AB振動(dòng)到最高點(diǎn)的時(shí)刻SKIPIF1<023．水波是一種常見(jiàn)的波，相對(duì)于普通的機(jī)械波，水波的運(yùn)動(dòng)形式要復(fù)雜一些，有科研人員總結(jié)出水波的傳播規(guī)律，水波的周期為SKIPIF1<0式中h為水的深度，、β為復(fù)雜的系數(shù)。水的深度遠(yuǎn)大于波長(zhǎng)時(shí)，稱為深水區(qū)，此時(shí)SKIPIF1<0，SKIPIF1<0；反之水的深度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)稱為淺水區(qū)，此時(shí)SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。（g取10m/s2，計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字，SKIPIF1<0)（1）某次海嘯時(shí)，海嘯的波長(zhǎng)為400km，太平洋的平均深度為4km，求海嘯在太平洋上的傳播速度。（2）兩船出海作業(yè)時(shí)，海洋深度約為1000m，海浪的波長(zhǎng)為100m，兩船在海浪的傳播方向上相距150m，計(jì)算兩個(gè)小船先后到達(dá)波峰的最小時(shí)間間隔?！敬鸢浮浚?）200m/s；（2）11.9s【詳解】（1）依題意，海嘯時(shí)，波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于深度，為淺水區(qū)有SKIPIF1<0SKIPIF1<0；SKIPIF1<0（2）依題意，此時(shí)視為深水區(qū)周期為SKIPIF1<0波速為SKIPIF1<0兩個(gè)小船先后到達(dá)波峰的最小時(shí)間間隔為SKIPIF1<024．如圖所示，在均勻介質(zhì)中，坐標(biāo)系xOy位于水平面