简谐运动习题_答案课件

1、1.如图所示是一做简谐运动的物体的振动图象,下列说法正确的是( ) A.振动周期是 s B.第2个 s内物体的位移是-10 cm C.物体的振动频率为25 Hz D.物体的振幅是10 cm 【解析】 根据周期是完成一次全振动所用的时间,在图象上是两相邻极大值间的距离.所以周期是 s,A项错误.又所以f=25 Hz,则C项正确.正、负极大值表示物体的振幅,所以振幅A=10 cm,则D项正确.第2个 s初位置是10 cm,末位置是0,根据位移的概念有s=-10 cm,则B项正确.故B、C、D项正确. 【答案】 BCD 2.弹簧振子在BC间做简谐运动,O为平衡位置,BC间距离是10 cm运动时间是1

2、 s,则( ) A.振动周期是1 s,振幅是10 cm B.从振子做了一次全振动 C.经过两次全振动,通过的路程是40 cm D.从B开始经过3 s,振子通过的路程是40 cm 【解析】 振子从是半次全振动,故周期 s=2 s.振幅A=OB=BC/2=5 cm.故A错. 从是一次全振动.故B错. 经过一次全振动,振子通过的路程是4A,两次全振动通过的路程是40 cm,故C正确. t=3 s即振子完成次全振动,路程是s=4A+2A=30 cm.故D不正确. 【答案】 C 3.(2011上海单科,5)两个相同的单摆静止于平衡位置,使摆球分别以水平初速、在竖直平面内做小角度摆动,它们的频率与振幅分别

3、为和则 ( ) A. B. C. D. 【解析】 单摆的频率由摆长决定,摆长相等,则频率相等,选项A、B错误;由机械能守恒可知,小球在平衡位置的速度越大,其振幅越大,选项C对D错. 【答案】 C 6.( 选做题)(2011上海卢湾区二模,17)一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做简谐振动,由传感器测出拉力F随时间t的变化图象如图所示,下列判断正确的是( ) A.小球振动的周期为2 s B.小球速度变化的周期为4 s C.小球动能变化的周期为2 s D.小球重力势能变化的周期为4 s 【解析】 小球每次经过平衡位置(最低点)

4、时,速度最大,拉力最大;从最低点开始一个周期经过三次最低点,由图可知,周期应为4 s,选项B、C正确;重力势能变化为增大、减小,变化周期为2 s,选项D错误. 【答案】 BC 3.做简谐运动的单摆摆长不变,若摆球质量增加为原来的4倍,摆球经过平衡位置时速度减小为原来的1/2,则单摆振动的( ) A.频率、振幅都不变 B.频率、振幅都改变 C.频率不变,振幅改变 D.频率改变,振幅不变 【解析】 由单摆周期公式T=2知周期只与l、g有关,与m和v无关,周期不变频率不变.又因为没改变质量前,设单摆最低点与最高点高度差为h,最低点速度为v,mgh=. 质量改变后:4mgh可知h振幅改变,故选C. 【

5、答案】 C 7.(2011上海杨浦区二模,5)如图所示,一弹簧振子在B、C两点间做机械振动,B、C间距为12 cm,O是平衡位置,振子每次从C运动到B的时间均为0.5 s,则下列说法中正确的是( ) A.该弹簧振子的振幅为12 cm B.该弹簧振子的周期为1 s C.该弹簧振子的频率为2 Hz D.振子从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动 【解析】 振幅指离开平衡位置的最大距离,应为图中OB或OC,即6 cm,选项A错误;周期应为一次全振动的时间,即 s,频率f=1/T=1 Hz,选项B对C错;振子从O点出发到再次回到O点且振动状态相同的过程才是一次全振动,选项D错误. 【答案】 B

6、1.(2010重庆卷,14)一列简谐波在两时刻的波形如图中实线和虚线所示,由图可确定这列波的( ) A.周期 B.波速 C.波长D.频率 【解析】 只能确定波长,正确选项为C.题中未给出实线波形和虚线波形的时刻,不知道时间差或波的传播方向,因此无法确定波速、周期和频率. 【答案】 C 4.(2012河北保定模拟,14)一列简谐横波以4 m/s的波速沿x轴正方向传播.已知t=0时的波形如图所示,下列说法正确的是( ) A.波的周期为1 s B.x=0处的质点在t=0时向y轴负向运动 C.x=0处的质点在 s时速度为0 D.x=0处的质点从t=0到t=1.5 s时间内,通过的路程是0.24 m 【

7、解析】 由题图可知波长 m,则周期/v=1 s,选项A正确;x=0处的质点在 s时,即向y轴负向运动T/4时,未达到负最大位移处,速度不为零,选项C错误;从t=0到t=1.5 s时间内,通过的路程s=4A(t/.5 m=0.24 m,选项D正确. 【答案】 ABD 5.如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波,实线为t=0时刻的波形图,虚线为t=0.6 s 时的波形图,波的周期T>0.6 s,则( ) A.波的周期为2.4 s B.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动 C.经过0.4 s,P点经过的路程为4 m D.在t=0.5 s时,Q点到达波峰位置 【解析】 波向左传播且T<

8、;0.6 s,可得波向左传播3/4周期,所以周期为0.8 s,A项错误;在t=0.9 s时,P点沿y轴负方向运动,所以B错误;经0.4 s(半个周期),质点通过的路程为两个振幅,为0.4 m,所以C项错误;波速=10 m/s10.5 m=5 m,故经过0.5 s正好波峰传播到Q点,所以D正确. 【答案】 D 6.如图所示,波源S从平衡位置开始上、下(沿y轴方向)振动,产生的简谐横波向右传播,经过0.1 s后,沿波的传播方向上距S为2 m的P点开始振劝。若以P点开始振动的时刻作为计时的起点,P点的振动图象如图所示,则下列说法中正确的是( ) A.波源S最初是向上振动的 B.该简谐波的波速为20

9、m/s C.该波的波长为 m(n=0,1,2,) D.该波通过宽度约为1 m的缝隙时,不能产生明显的衍射现象 【解析】 根据P质点的振动图象可知P质点的起振方向向下,则波源开始振动的方向也向下,选项A错误;根据 m/s=20 m/s,B项正确;由振动图象知,波的周期为0.4 s,而.4 m=8 m,则选项C错误;障碍物的尺寸小于波的波长,则可以观察到明显的衍射现象,选项D错误. 【答案】 B 7.一列简谐横波沿x轴传播,甲、乙两图分别为传播方向上相距3 m的两质点的振动图象,如果波长大于1.5 m,则波的传播速度大小可能为( ) A.30 m/s B.15 m/s C.10 m/s D.6 m

10、/s 2.(2011山东理综,37(2)如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,圆心角.一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质,经OA折射的光线恰平行于OB. (1)求介质的折射率; (2)折射光线中恰好射到M点的光线(填”能”或”不能”)发生全反射. 【解析】 依题意作出光路图 (1)由几何知识可知, 入射角i=60°,折射角r=30° 根据折射定律得 代入数据解得 . (2)光由介质射向空气发生全反射的临界角,由几何关系可得射向M点的光线的入射角r=60-r=30因此不能发生全反射. 【答案】 (2)不能 1.(2011安徽理综,15)实验表明,可见光通过三棱

11、镜时各色光的折射率n随波长的变化符合科西经验公式:其中A、B、C是正的常量.太阳光进入三棱镜后发生色散的情形如图所示.则( ) A.屏上c处是紫光 B.屏上d处是红光 C.屏上b处是紫光 D.屏上a处是红光 【解析】 根据知波长越长折射率越小,光线偏折越小.从图可知,d光偏折最厉害,折射率最大,应是紫光;a光偏折最轻,折射率最小,应是红光;选项D正确. 【答案】 D 1.下列现象中能证明光是横波的是( ) A.光的色散 B.光的干涉 C.光的衍射 D.光的偏振 【解析】 光的色散说明白光是复色光,且同一种介质对不同颜色的光折射率不同;干涉与衍射是波的特性,说明光具有波动性,但不能证明光是横波;

12、而偏振是横波的特性,是区别横波和纵波的依据,所以D选项正确. 【答案】 D 1.声波和电磁波均可传递信息,且都具有波的共同特征.下列说法正确的是( ) A.声波的传播速度小于电磁波的传播速度 B.声波和电磁波都能引起鼓膜振动 C.电磁波都能被人看见,声波都能被人听见 D.二胡演奏发出的是声波,而电子琴演奏发出的是电磁波 【解析】 声波属于机械波,其传播需要介质,传播速度小于电磁波的传播速度;鼓膜的振动是空气的振动带动的,人耳听不到电磁波;电磁波的传播不需要介质,人眼看不到电磁波;二胡和电子琴发出的都是声波. 【答案】 A 2.在狭义相对论中,下列说法中哪些是正确的( ) A.一切运动物体相对于

13、观察者的速度都不能大于真空中的光速 B.质量、长度、时间的测量结果都是随物体与观察者的相对运动状态而改变的 C.在一惯性系中发生于同一时刻 、不同地点的两个事件在其他一切惯性系中也是同时发生D.惯性系中的观察者观察一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些 【解析】 在任何参考系中观察,光速均为c,一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速;质量、长度、时间都具有相对性,测量结果随物体与观察者的相对运动状态而改变;”同时”是相对的,在一惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件在其他惯性系中不一定同时发生;根据时间的相对性公式,惯性系中的观察者观察

14、一个与他做匀速相对运动的时钟时,会看到这时钟比与他相对静止的相同的时钟走得慢些. 【答案】 ABD 3.关于电磁波,下列说法正确的是( ) A.雷达是用X光来测定物体位置的设备 B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调 C.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光 D.变化的电场可以产生变化的磁场 【解析】 雷达是根据超声波测定物体位置的,A错;使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制,B错;用紫外线照射时大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光,利用紫外线的荧光效应,C错;根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场可以产生磁场、变化的磁场产生电场,D对. 【答案】 D 4.(2

15、010天津理综,1)下列关于电磁波的说法正确的是( ) A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B.电磁波在真空和介质中传播速度相同 C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波 D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播 【解析】 根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的磁场能够在空间产生不变的电场,不变的电场不再产生磁场,因而不能形成电磁波,选项A对C错;电磁波在真空和介质中的传播速度不相同,选项B错误;电磁波在同种均匀介质中才能沿直线传播,选项D错误. 【答案】 A 2.(2011北京理综,14)如图所示的双缝干涉实验,用绿光照射单缝S时,在光屏P上观察到干涉条纹.要得到相邻条纹间距更大的干涉图样,可以(

16、 ) A.增大与的间距 B.减小双缝屏到光屏的距离 C.将绿光换为红光 D.将绿光换为紫光 【解析】 根据知相邻条纹间距x变大,可以是减小与的间距d,或者增大波长即将绿光换为红光. 【答案】 C 3.在”用双缝干涉测光的波长”实验中,将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲),并选用缝间距d=0.20 mm的双缝屏.从仪器注明的规格可知,像屏与双缝屏间的距离L=700 mm.然后,接通电源使光源正常工作. 乙 丙 (1)以线状白炽灯为光源,对实验装置进行了调节并观察实验现象后,总结出以下几点,你认为正确的是 . A.灯丝和单缝及双缝必须平行放置 B.干涉条纹与双缝垂直 C.干涉条纹疏密程度

17、与双缝宽度有关 D.干涉条纹间距与光的波长有关 (2)已知测量头主尺的最小刻度是毫米,副尺上有50分度.某同学调整手轮后,从测量头的目镜看去,第1次映入眼帘的干涉条纹如图乙(a)所示,图(a)中的数字是该同学给各暗纹的编号,此时图乙(b)中游标尺上的读数.16 mm;接着再转动手轮,映入眼帘的干涉条纹如图丙(a)所示,此时图丙(b)中游标尺上的读数 . (3)利用上述测量结果,经计算可得两个相邻明纹(或暗纹)间的距离x= mm;这种色光的波长 nm. (4)如果测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,如上图所示.则在这种情况下测量干涉条纹的间距x时,测量值实际值.(填”大于”“小于”

18、或”等于”) 【解析】 (1)为使屏上的干涉条纹清晰,灯丝与单缝和双缝必须平行放置,所得到的干涉条纹与双缝平行;由可知,条纹的疏密程度与双缝间距离、光的波长有关,所以A、C、D选项正确. (2)主尺由零刻度线对齐处为1.5 cm=15 mm,副尺第一格与主尺对齐为0.02 mm,故为15.02 mm. .02 mm-1.16 mm=13.86 mm,共有6间隔,故 mm=2.31 mm. 由公式得. nm. (4)测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上,由几何知识可知测量头的读数大于条纹间的实际距离. 【答案】 (1)ACD (2)15.02 mm (3)2.31 6. (4)大于

19、4.一块玻璃砖有两个相互平行的表面,其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面).现要测定此玻璃的折射率.给定的器材还有:白纸、铅笔、大头针4枚、带有刻度的直角三角板、量角器. 实验时,先将玻璃砖放到白纸上,使上述两个相互平行的表面与纸面垂直.在纸上画出直线aa和bb,aa表示镀银的玻璃表面,bb表示另一表面,如图所示.然后,在白纸上竖直插上两枚大头针、位置如图).用、的连线表示入射光线. (1)为了测量折射率,应如何正确使用大头针 、?.(试在题图中标出、的位置) (2)然后,移去玻璃砖与大头针.试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角与折射角.简要写出作图步骤. (3)写出用、

20、表示的折射率公式为n=. 【解析】 (1)在bb一侧观察、经bb折射,aa反射,再经bb折射后)的像,在适当的位置插上使得与、的像在一条直线上,即让挡住、的像;再插上让它挡住或的像和.、的位置如图所示. 1.以下涉及物理学史上的四个重大发现,其中说法正确的是 ( ) A.卡文迪许通过扭秤实验,测定出了万有引力常量 B.法拉第通过实验研究,发现了电流周围存在磁场 C.奥斯特通过实验研究,总结出电磁感应定律 D.牛顿根据理想斜面实验,提出力不是维持物体运动的原因 【解析】 法拉第通过实验研究,总结出电磁感应定律;奥斯特通过实验研究,发现了电流周围存在磁场;理想斜面实验是伽利略做的,不是牛顿做的.

21、【答案】 A 2.(2011广东广州一模,34)用下图所示的实验装置来验证牛顿第二定律. 为消除摩擦力的影响,实验前平衡摩擦力的具体操作为:取下,把木板不带滑轮的一端适当垫高并反复调节,直到轻推小车后,小车能沿木板做运动.某次实验测得的数据如下表所示.根据这些数据在坐标图中描点并作出a-图线,从a-图线求得合力大小为 N(计算结果保留两位有效数字). 【答案】 砂桶 匀速直线 描点,连线如图所示 0.30 N 3.在”探究加速度与力、质量的关系”实验时,已提供了小车,一端附有定滑轮的长木板、纸带、带小盘的细线、刻度尺、天平、导线.为了完成实验,还须选取的器材名称是_ (漏选或全选得零分);并分

22、别写出所选器材的作用 . 【解析】 电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到的拉力的大小,还可以用于测量小车的质量.如果选电磁打点计时器,则需要学生电源,如果选电火花计时器,则不需要学生电源. 【答案】 学生电源、电磁打点计时器、钩码、砝码或电火花计时器、钩码、砝码 学生电源为电磁打点计时器提供交流电源;电磁打点计时器(电火花计时器)记录小车运动的位置和时间;钩码用以改变小车的质量;砝码用以改变小车受到的拉力的大小,还可以用于测量小车的质量. 4.在”验证牛顿第二定律”的实验中,打出的纸带如图所示,相邻计数点间的时间间隔是t. (1)

23、测出纸带各相邻计数点之间的距离分别为、如图(a)所示,为使由实验数据计算的结果更精确一些,计算加速度平均值的公式应为a=_. (2)在该实验中,为验证小车质量M不变时,a与M成正比,小车质量M、砂及砂桶的质量m分别选取下列四组值. A.M=500 g,m分别为50 g、70 g、100 g、125 g B.M=500 g,m分别为20 g、30 g、40 g、50 g C.M=200 g,m分别为50 g、70 g、100 g、125 g D.M=200 g,m分别为30 g、40 g、50 g、60 g 若其他操作都正确,那么在选用_组值测量时所画出的a-F图象较准确. (3)有位同学通过测

24、量,作出a-F图象,如图(b)所示.试分析: 图象不通过原点的原因是_. 图象上部弯曲的原因是_. 【解析】 (1)逐差法处理实验数据,根据公式求解加速度. (2)满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M的条件,绳对小车的拉力才近似等于砂和桶的重力,故选B. (3)分析实验误差出现的原因:没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够;未满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M. 【答案】 (2)B (3)没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够 未满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M 5.为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了”加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力. (1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车 (选填”之前”或”之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点. (