2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(六十三)　机械振动

2025新高考方案一轮物理课时跟踪检测(六十三)机械振动课时跟踪检测(六十三)机械振动1．(2024·宿州高三模拟)如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在光滑水平面上的A、B两点之间做简谐运动。取水平向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，则()A．在t＝0.2s时，振子的加速度为负向最大B．在t＝0.6s时，弹簧振子的弹性势能最小C．在t＝0.4s和t＝0.8s两个时刻，振子的速度都为零D．从t＝0.2s到t＝0.4s时间内，振子做加速度减小的减速运动2．一弹簧振子振幅为A，从最大位移处经过时间t0第一次到达平衡位置，若振子从平衡位置处经过时间eq\f(t0,3)时的加速度大小和动能分别为a1和E1，而振子位移为eq\f(A,3)时的加速度大小和动能分别为a2和E2，则a1、a2和E1、E2的大小关系为()A．a1>a2，E1>E2 B．a1>a2，E1<E2C．a1<a2，E1<E2 D．a1<a2，E1>E23．(多选)劲度系数相同的两根弹簧分别与甲、乙两个小钢球组成弹簧振子，让两弹簧振子各自在水平面内做简谐运动，某时刻开始计时，两者的振动图像如图所示。已知弹簧振子的振动周期T＝2πeq\r(\f(m,k))，其中m为振子质量，k为弹簧劲度系数，下列说法正确的是()A．甲球质量等于乙球质量B．甲球的加速度始终大于乙球的加速度C．t＝0.15s时，弹簧对甲球的作用力大于弹簧对乙球的作用力D．若用两根相同的无弹性细长绳分别系住两个小球制成单摆，甲球做成的单摆周期大于乙球做成的单摆周期4．(2024·哈尔滨模拟)假定地球为密度均匀分布的球体，球半径为R。某单摆在地面处做简谐运动的周期T1与在某矿井底部做简谐运动的周期T2之间满足T1＝eq\r(k)T2(0<k<1)。忽略地球的自转，已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的万有引力为零，则该矿井底部离地面的距离为()A．(1－k)RB.eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(1,\r(k))))RC．KrD.eq\r(k)R5．(2024年1月·吉林、黑龙江高考适应性演练)如图，质量均为m的物块甲、乙静止于倾角为θ的固定光滑斜面上，二者间用平行于斜面的轻质弹簧相连，乙紧靠在垂直于斜面的挡板上。给甲一个沿斜面向上的初速度，此后运动过程中乙始终不脱离挡板，且挡板对乙的弹力最小值为0，重力加速度为g。挡板对乙的弹力最大值为()A．2mgsinθ B．3mgsinθC．4mgsinθ D．5mgsinθ6．(多选)科技文化节中，物理社团做了如下一个沙摆实验。如图甲所示，薄木板被沿箭头方向水平拉出的过程中，沙摆漏出的沙在板上形成的一段曲线如图乙所示，当沙摆摆动经过最低点时开始计时(记为第1次)，当它第20次经过最低点时测得所需的时间为19s(忽略摆长的变化)，取当地重力加速度g＝10m/s2，下列说法中正确的是()A．随着沙子不断漏出，沙摆摆动的频率将会增加B．该沙摆的摆长约为1mC．由图乙可知薄木板做的是匀加速运动，且加速度大小约为7.5×10－3m/s2D．当图乙中的C点通过沙摆正下方时，薄木板的速率约为0.126m/s7．(多选)如图所示，质量为1.44kg的小球(视为质点)在B、C两点间做简谐运动，O点是它振动的平衡位置。若从小球经过O点开始计时，在t1＝0.1s时刻小球第一次经过O、B两点间的M点(图中未画出)，在t2＝0.5s时刻小球第二次经过M点，已知弹簧振子的周期T＝2πeq\r(\f(m,k))，其中m为小球的质量，k为弹簧的劲度系数，取π2＝10，则下列说法正确的是()A．弹簧振子的周期为1.2sB．弹簧的劲度系数为80N/mC．在t3＝1.3s时刻，小球第三次经过M点D．O、M两点间的距离为5cm课时跟踪检测(六十四)机械波一、立足基础，体现综合1．(2024年1月·河南高考适应性演练)如图，在同一根软绳上先后激发出a、b两段同向传播的简谐波，则它们()A．波长相同 B．振幅相同C．波速相同 D．频率相同2．(2023·广东高考)渔船常用回声探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。声波在水中传播速度为1500m/s，若探测器发出频率为1.5×106Hz的声波，下列说法正确的是()A．两列声波相遇时一定会发生干涉B．声波由水中传播到空气中，波长会改变C．该声波遇到尺寸约为1m的被探测物时会发生明显衍射D．探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关3．(2023·湖北高考)一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为100cm，振幅为8cm。介质中有a和b两个质点，其平衡位置分别位于x＝－eq\f(40,3)cm和x＝120cm处。某时刻b质点的位移为y＝4cm，且向y轴正方向运动。从该时刻开始计时，a质点的振动图像为()4．(2023·浙江6月选考)如图所示，置于管口T前的声源发出一列单一频率声波，分成两列强度不同的声波分别沿A、B两管传播到出口O。先调节A、B两管等长，O处探测到声波强度为400个单位，然后将A管拉长d＝15cm，在O处第一次探测到声波强度最小，其强度为100个单位。已知声波强度与声波振幅平方成正比，不计声波在管道中传播的能量损失，则()A．声波的波长λ＝15cmB．声波的波长λ＝30cmC．两声波的振幅之比为3∶1D．两声波的振幅之比为2∶15．(2024·郑州高三检测)图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，图乙为某时刻两列超声波的波形图，P、Q为波源，点M(－1.5,0)、点N(0.5，0)分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为340m/s。则下列说法正确的是()A．该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为340HzB．小水珠悬浮时，受到的声波压力为零C．两列波充分叠加后，小水珠不可以悬浮在点M(－1.5，0)附近D．经过t＝1×10－4s，点M沿x轴正方向移动3.4cm6．(2024·重庆高三检测)图(a)是一列简谐横波在某时刻的波形图，该时刻横波恰好传播至P点，图(b)为质点M从该时刻开始的振动图像，下列说法正确的是()A．此波在该介质中的传播速度为1.25m/sB．波源起振方向沿y轴负方向C．此波传播至Q点的过程中，质点P的路程为0.5mD．此波传播至Q点时，质点N位于－5cm位移处7．一列简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，O和A是介质中平衡位置分别为x＝0和x＝10cm处的两个质点，且两质点的振动情况始终相反。t＝0时，质点O的位移为y0＝5cm，向上振动；t1＝eq\f(2,3)s时，质点O的位移第二次为y1＝5cm；t2＝1s时，质点O的位移第一次为y2＝－5cm。求：(1)简谐波的波速；(2)质点O的位移随时间变化的关系式。二、注重应用，强调创新8．(2024·荆门模拟)(多选)如图甲，水袖舞是中国京剧的特技之一，2023年春晚创意节目《满庭芳·国色》中的水袖舞给观众带来了一场绝美的视觉盛宴。如图乙，水袖由厚薄程度不同的重水袖和轻水袖连接而成。如图丙，某同学为研究重水袖和轻水袖传播机械波的情况，将水袖拉直平放在光滑水平玻璃上，在水袖方向和垂直水袖方向的水平面内建立坐标系，交界点O为坐标原点，P为轻水袖上距离O点0.70m处的一个点。某时刻对交界点施加一个外力，使此交界点沿y轴方向振动，并在两边水袖上形成两列沿x轴传播的简谐波。t＝0时，交界点O从平衡位置开始向y轴正方向运动，t＝2.25s时，O点第3次到达波峰，P点第一次经过平衡位置向下运动，则下列说法正确的是()A．两列波的周期相同B．波在重水袖上传播的波速等于在轻水袖上传播的波速C．在轻水袖上传播的波速为0.4m/sD．在重水袖上各质点的振幅小于在轻水袖上各质点的振幅9．(多选)一列沿x轴负方向传播的机械横波，在t＝0时0～14cm的波形图如图所示，由于某种原因，中间有一部分无法看清，已知该波的波速v＝1m/s，下列说法正确的是()A．这列波的频率f＝10HzB．t＝0时刻，x＝7cm处的质点振动方向沿y轴负方向C．0～0.05s时间内，质点P的速度不断增大D．t＝0.065s时，质点P运动到负方向最大位移处10．(多选)如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1＝0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1＝1.0m和x2＝4.0m的两质点，质点Q的振动方程为y＝10sin(10πt)cm，下列说法中正确的是()A．波沿x轴负方向传播B．波的传播速度为40m/sC．t1时刻与t2时刻之间的时间可能为2.15sD．质点P的振动方程为y＝10sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(10πt＋\f(3π,4)))cm11．甲、乙两列简谐横波分别沿x轴负方向和正方向传播，两波源分别位于x＝0.9m处和x＝－0.6m处，两列波的波速大小相等，波源的振幅均为2cm，两列波在t＝0时刻的波形如图所示，此时平衡位置在x＝－0.2m和x＝0.1m处的P、Q两质点刚要开始振动。质点M的平衡位置在x＝0.3m处，已知甲波的周期为0.8s，求：(1)乙波从P质点传播到M质点所需要的时间；(2)在0～2.5s时间内，M质点沿y轴正方向位移最大的时刻。课时跟踪检测(六十五)光的折射全反射一、立足基础，体现综合1．(2023·江苏高考)地球表面附近空气的折射率随高度降低而增大，太阳光斜射向地面的过程中会发生弯曲。下列光路图中能描述该现象的是()2．(2023·湖南高考)(多选)一位潜水爱好者在水下活动时，利用激光器向岸上救援人员发射激光信号，设激光光束与水面的夹角为α，如图所示。他发现只有当α大于41°时，岸上救援人员才能收到他发出的激光光束，下列说法正确的是()A．水的折射率为eq\f(1,sin41°)B．水的折射率为eq\f(1,sin49°)C．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角小于60°D．当他以α＝60°向水面发射激光时，岸上救援人员接收激光光束的方向与水面夹角大于60°3．(多选)“浸没式”光刻机的原理是一种通过在光刻胶和投影物镜之间加入浸没液体，从而减小曝光波长，提高分辨率的技术，如图所示。若浸没液体的折射率为1.5，当不加液体时(可视为真空)光刻胶的曝光波长为199nm，则加上液体后与不加液体相比，该曝光光波()A．在液体中的频率变为原来的eq\f(2,3)B．在液体中的传播速度变为原来的1.5倍C．在液体中的曝光波长约为133nmD．传播相等的距离，在液体中所需的时间变为原来的1.5倍4．(2024·邢台模拟)翠鸟的食物以鱼类为主，翠鸟入水之后是凭借触觉来抓捕猎物的，因此在入水之前，翠鸟事先看清楚鱼的位置，在时机成熟时会张开翅膀，以俯冲的姿势，快速地冲入水中将猎物捕获。若开始时翠鸟停在距离水面1.5m高的苇秆上，看到与水面成37°的方向有一条鱼，鱼的实际位置在水面下方40cm处。已知水对光线的折射率为eq\f(4,3)，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则下列说法正确的是()A．鱼的实际深度比翠鸟观察到的要浅B．鱼看到的翠鸟比实际位置要高C．翠鸟以与水面成37°的方向俯冲做直线运动即可捕获鱼D．鱼距离翠鸟的实际水平距离为2.5m5．(2024·聊城高三模拟)汽车的前挡风玻璃设计成双层玻璃，会使驾驶员在视觉上有“缩短”距离的作用。如图甲，在水平路面上行驶的某型号重卡的双层玻璃中夹的是空气，双层玻璃的倾斜角为30°(与竖直方向的夹角)，将重卡驾驶员前方的小轿车尾灯简化为一个点光源A，若其发出的与水平方向成30°角的光线在B点到达重卡外层玻璃外表面，该光线在外层玻璃内部的折射光线恰好沿水平方向，光线射出外层玻璃经过中间的空气层进入内层玻璃，折射后进入重卡驾驶员的眼睛，部分光路图如图乙所示。已知双层玻璃的厚度均为d。则双层玻璃使驾驶员的视觉上“缩短”的安全行驶距离AA′的长度为()A.eq\f(2\r(3),3)dB.eq\f(4\r(3),3)dC.eq\f(\r(3),3)dD.eq\f(5\r(3),3)d6．(2024年1月·甘肃高考适应性演练)(多选)如图为一透明均匀介质球的横截面，O为圆心，AB为直径。一束光以θ＝60°从A点入射，eq\x\to(ACB)弧面出射的光与AB平行。下列说法正确的是()A．介质球的折射率约为1.55B．介质球的折射率约为1.73C．θ在0～90°变化时，弧面上观察不到全反射现象D．若入射光为白光，弧面上出射光形成彩色光带7．如图所示，有一个长为20cm的竖直线状光源AB，其表面可以向各个方向发射光线，将光源封装在一个半球形的透明介质中，整个装置放在水平地面上。线状光源的B端与半球的球心O重合，封装用的透明介质的折射率为1.5，为使光源发出的所有光均能射出介质球，不考虑二次反射，试分析介质球的半径R至少为()A．30cm B．10eq\r(5)cmC．20cm D．40cm二、注重应用，强调创新8．(2024·哈尔滨四校联考)冰雕展上有一种由冰块制作的装饰灯，冰块呈立方体，在立方体的中心安装着一个很小的灯，灯向各个方向均匀发光。已知冰的折射率为eq\f(4,3)，冰块在各侧面上有光射出的地方用空白表示，没有光射出的地方用阴影表示，下列四幅图能正确表示光从侧面射出情况的是()9．天文学中规定，太阳发出的光与地球上某点相切时，为该点对应的日出时刻。由于大气层的存在，我们看到的日出时间相对于没有大气层会提前，如图所示，地球自转方向为顺时针，对应A点为日出时刻，假设地球大气层可以看作是折射率均匀的介质，其折射率为1.0003，厚度h＝20km，地球可视为半径R＝6370km的球体，春分日，一个天文爱好者在赤道上某点观测日出，已知地球的自转周期为T＝24h，求：(相应角度的正弦值见下表)角度值85.285.385.485.5正弦值0.99650.99660.99680.9969角度值85.685.785.885.9正弦值0.99710.99720.99730.9974(1)当其观察到第一道曙光进入眼睛时，此光线在进入大气层后对应的折射角。(2)相对没有大气层观测者看到日出提前了多长时间。10．(2023·全国乙卷)如图，一折射率为eq\r(2)的棱镜的横截面为等腰直角三角形△ABC，AB＝AC＝l，BC边所在底面上镀有一层反射膜。一细光束沿垂直于BC方向经AB边上的M点射入棱镜，若这束光被BC边反射后恰好射向顶点A，求M点到A点的距离。11．(2024年1月·广西高考适应性演练)光学反射棱镜被广泛应用于摄像、校准等领域，其中一种棱镜的截面如图，eh边为镀膜反射面，ef＝eh，fg＝gh，∠e＝60°，∠g＝120°，棱镜的折射率为eq\r(3)，光在真空中的传播速度为3.0×108m/s，若细光束从O点以60°的入射角从真空射入棱镜，求：(1)光在上述棱镜中传播速度的大小；(2)光束从棱镜中射出的折射角，并完成光路图。12．(2023·山东高考)一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝M、N，相距为d，直径均为2a，折射率为n(n<eq\r(2))。M、N下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在M内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至N下端面，N下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。(1)从M下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为θ，求θ的正弦值；(2)被测物体自上而下微小移动，使N下端面从刚能接收反射激光到恰好全部被照亮，求玻璃丝下端面到被测物体距离b的相应范围(只考虑在被测物体表面反射一次的光线)。课时跟踪检测(六十一)理想变压器与电能的输送一、立足基础，体现综合1．(2024·武汉高三调研)点火线圈能产生20000V的高压，使汽车启动。某型号点火线圈部分结构如图所示，其初级线圈匝数为100匝，次级线圈匝数为20000匝。已知汽车电瓶是电动势为12V的蓄电池。下列说法正确的是()A．点火线圈的次级线圈应和蓄电池相连B．仅增加初级线圈的匝数，也一定能成功点火C．汽车蓄电池是直流电源，需要将直流电先转化为交流电才能使点火线圈正常工作D．初级线圈断电瞬间，其两端电压约为100V2．(2023·海南高考)(多选)如图是工厂利用u＝220eq\r(2)sin100πtV的交流电给36V照明灯供电的电路，理想变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是()A．电源电压有效值为220eq\r(2)VB．交变电流的周期为0.02sC．副线圈匝数为180匝D．副线圈匝数为240匝3．(2023·广东高考)用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，输出功率为8.8kW，原线圈的输入电压u＝220eq\r(2)sin(100πt)V。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是()A．20A,50Hz B．20eq\r(2)A,50HzC．20A,100Hz D．20eq\r(2)A,100Hz4．(多选)某同学为研究无线充电的原理，将自制的线圈放在无线充电器的充电板上方，如图所示。自制线圈匝数为40匝，内阻r＝1Ω，在它的两端连接一阻值R＝10Ω的电阻和交流电压表。当充电板接输出电压有效值为220V的正弦式交流电源时，电压表的示数为20V。若不计充电板中线圈的电阻及线圈感应中的漏磁，电压表可视为理想电表，则下列说法正确的是()A．充电板中线圈的匝数为440匝B．充电板中线圈的匝数为400匝C．增大R的阻值，自制线圈的输出功率减小D．增大R的阻值，自制线圈的输出功率不变5．(2023·北京高考)自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是()A．仅增加原线圈匝数B．仅增加副线圈匝数C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍D．将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈6．(2023·天津高考)(多选)如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为R，下列说法正确的是()A．T1的输出电压与T2的输入电压相等B．T1的输出功率大于T2的输入功率C．若用户接入的用电器增多，则R消耗的电功率减小D．若用户接入的用电器减少，则T2的输出功率减小7．(2024·泰安高三检测)如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入甲、乙两个互感器，两互感器原、副线圈的匝数比分别为200∶1和1∶20，电压表的示数为220V，电流表的示数为4A，输电线路总电阻r＝20Ω，则下列说法正确的是()A．甲是电流互感器，乙是电压互感器B．输电线路上损耗的功率为320WC．用户得到的电功率为3392kWD．用电设备增多，降压变压器输出电压U4变大8．(多选)如图，R1与R2连接在理想变压器副线圈的两端，且阻值相等。变压器原线圈两端接入一正弦式交流电源，原、副线圈匝数比n0∶n1∶n2＝2∶2∶1，下列说法正确的是()A．原线圈n0与副线圈n1中的电流有效值满足eq\f(I0,I1)＝eq\f(n1,n0)B．两个副线圈中电流有效值之比I1∶I2＝2∶1C．若电阻R2功率为P，则该交流电源输出功率为5PD．若仅减小R1的阻值，可使原线圈中电流I0减小9．(多选)新一代标准动车组“复兴号”是中国自主研发、集成了大量现代国产高新技术的新一代高速列车。如图，“复兴号”高铁的供电流程是将电网高压U1经过牵引变电所进行变压(可视作理想变压器)降至U2，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触完成受电，机车最终获得U3的电压使高铁机车运行，牵引变电所到机车之间线路的电阻不可忽略。根据上述信息可知()A．牵引变电所变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2＝U1∶U2B．机车获得的电压U3与牵引变电所输出的电压U2相等C．如果高铁机车功率为P，则牵引变电所到机车之间线路的等效电阻为r＝eq\f(U2－U32,P)D．如果高铁机车功率为P，则牵引变电所到机车之间线路损耗的电功率为P损＝eq\f(PU2－U3,U3)二、注重应用，强调创新10．(多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈接定值电阻R1＝5Ω、理想电流表A和理想电压表V1，输入电压U0＝65eq\r(2)sin(0.5πt)V；副线圈接定值电阻R2＝5Ω，最大电阻为10Ω的滑动变阻器RP和理想电压表V2。则下列说法正确的是()A．当滑动变阻器的滑片从下向上滑动时，通过R2的电流的频率变大B．当滑