機(jī)械振動(dòng)1一 、單選題（本大題共4小題 。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的）1.（2015天津高考真題）圖甲為一列簡(jiǎn)諧橫波在某一時(shí)刻的波形圖，a、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為和，圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)的振動(dòng)圖象，下列說(shuō)法正確的是A、該波沿+x方向傳播，波速為1m/sB、質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過(guò)4s振動(dòng)的路程為4mC、此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D、質(zhì)點(diǎn)a在t=2s時(shí)速度為零2.（2015福建高考真題）簡(jiǎn)諧橫波在同一均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速為v 。若某時(shí)刻在波的傳播方向上，位于平衡位置的兩質(zhì)點(diǎn)a、b相距為s，a、b之間只存在一個(gè)波谷，則從該時(shí)刻起，下列四副波形中質(zhì)點(diǎn)a最早到達(dá)波谷的是（ ）3.（2015北京高考真題）周期為2.0s的簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，該波在某時(shí)刻的圖像如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，則該波（ ）A、沿x軸正方向傳播，波速v=20m/s B、沿x軸正方向傳播，波速v=10m/sC、沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=20m/s D、沿x軸負(fù)方向傳播，波速v=10m/s4. 如圖所示為一個(gè)豎直放置的彈簧振子物體沿豎直方向在A、B之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為平衡位置，A點(diǎn)位置恰好為彈簧的原長(zhǎng)。物體由C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)（C、D兩點(diǎn)未在圖上標(biāo)出）的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能增加了3.0J，重力勢(shì)能減少了2.0J。對(duì)于這段過(guò)程有如下說(shuō)法： 物體的動(dòng)能增加1.0JC點(diǎn)的位置可能在平衡位置以上D點(diǎn)的位置可能在平衡位置以上物體經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向可能指向平衡位置以上說(shuō)法正確的是A和    B和    C和    D只有二 、多選題（本大題共3小題 ）5.如圖所示，實(shí)線是沿x軸傳播的一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)P恰在平衡位置，虛線是這列波在t=0.2s時(shí)刻的波形圖已知該波的波速是0.8m/s，則下列說(shuō)法正確的是（）A這列波可能是沿x軸正方向傳播的Bt=0時(shí)，x=4cm處質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸負(fù)方向C質(zhì)點(diǎn)P在0.6s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程為0.32mD質(zhì)點(diǎn)P在0.4s時(shí)刻速度方向與加速度方向相同6.（2015金山區(qū)一模）如圖，一列簡(jiǎn)諧橫波向右傳播，質(zhì)點(diǎn)a和b的平衡位置相距0.5m某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b剛好處于平衡位置向上運(yùn)動(dòng)這列波的波長(zhǎng)可能是（）A1mB2mC0.4mD0.5m7.（2015奉賢區(qū)一模）一列橫波在x軸上沿x軸正方向傳播，振幅為A，在t與t+0.4s兩時(shí)刻在x軸上3m到3m的區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖同一條圖線所示，則正確的是（）A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大周期為0.4 sB該波的最大波速為10 m/sC從t時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x=2.5 m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置D在t+0.2 s時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移一定為A三 、簡(jiǎn)答題（本大題共2小題 ）8. 彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置在B.C兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).B.C相距20 cm.某時(shí)刻振子處于B點(diǎn).經(jīng)過(guò)0.5 s，振子首次到達(dá)C點(diǎn).求：（1）振動(dòng)的周期和頻率；（2）振子在5 s內(nèi)通過(guò)的路程及位移大小；（3）振子在B點(diǎn)的加速度大小跟它距O點(diǎn)4 cm處P點(diǎn)的加速度大小的比值.9. (1)一簡(jiǎn)諧振子沿x軸振動(dòng)，平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)。時(shí)刻振子的位移；時(shí)刻；時(shí)刻。該振子的振幅和周期可能為（ ） A.0. 1 m， B.0.1 m, 8s C.0.2 m， D.0.2 m，8s (2) 如題圖所示，空氣中在一折射率為的玻璃柱體，其橫截面是圓心角為90°.半徑為R的扇形OAB，一束平行光平行于橫截面，以45°入射角照射到OA上，OB不透光，若只考慮首次入射到圓弧上的光，則上有光透出部分的弧長(zhǎng)為多少？0.2016萬(wàn)卷作業(yè)卷（十八）答案解析一 、單選題1. 【答案】D【解析】質(zhì)點(diǎn)b開(kāi)始振動(dòng)的方向向上，根據(jù)前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)的原理，該波沿x軸負(fù)方向傳播，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；4s是半個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過(guò)半個(gè)周期振動(dòng)的路程是兩個(gè)振幅，即1 m，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)a、b振動(dòng)方向相反，此時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿一y方向，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t=2 s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)a在波谷，速度為零，選項(xiàng)D正確。2. 【答案】：D【解析】由圖A知，波長(zhǎng)=2s，周期，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)T第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，B圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)=s，周期，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)T第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，C圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)=s，周期由圖知質(zhì)點(diǎn)a向上振動(dòng)，經(jīng)T第一次到達(dá)波谷，用時(shí)，D圖對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)=s，由圖知質(zhì)點(diǎn)a向下振動(dòng)，經(jīng)T到達(dá)波谷，用時(shí)，所以D正確。3. 【答案】B【解析】根據(jù)前一質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)后一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的原理，該波沿x軸正方向傳播；根據(jù)圖像，這列波的波長(zhǎng)為20 m，所以波速v=10ms，選項(xiàng)B正確。4. 【答案】A解：由于系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由彈簧的彈性勢(shì)能增加了3.0J，重力勢(shì)能減少了2.0J，則可知?jiǎng)幽軠p少1.0J，故錯(cuò)誤。 由于到D點(diǎn)的時(shí)候動(dòng)能已經(jīng)減少了，故D之前到達(dá)了平衡位置，C也在D之前，故C可能在平衡位置以上，故正確。 由的分析知，D不能在平衡位置以上，故錯(cuò)誤。 由于只知道D位置是在平衡位置以下，但是可能是速度減小到零，返回來(lái)又經(jīng)過(guò)D位置，故物體經(jīng)過(guò)D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向可能指向平衡位置，故正確。故選A.二 、多選題5. 【答案】BC考點(diǎn)：波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象專題：波的多解性分析：由圖讀出波長(zhǎng)，由v=求出周期T，由時(shí)間t=0.2s與T的關(guān)系，根據(jù)波形的平移，判斷波的傳播方向，即可判斷t=0時(shí)，x=4cm處質(zhì)點(diǎn)P的速度方向由時(shí)間與周期的關(guān)系，求解質(zhì)點(diǎn)P在0.6s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程，確定出質(zhì)點(diǎn)P在0.4s時(shí)刻的位置，分析速度方向與加速度方向的關(guān)系解答：解：A、由圖讀出波長(zhǎng)=12cm，由v=得周期T=，t=0.2s=T，由圖看出，實(shí)線到虛線，波形向右平移了9cm1cm=8cm=，向左平移了13cm9cm=4cm=故得知，波形應(yīng)向左平移，波沿x軸負(fù)方向傳播故A錯(cuò)誤B、波沿x軸負(fù)方向傳播，t=0時(shí)，x=4 cm處質(zhì)點(diǎn)P的速度沿y軸負(fù)方向故B正確C、時(shí)間t=0.6s=4T，而每個(gè)周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是4A，則質(zhì)點(diǎn)P在0.6s時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程為S=4×4A=0.32m故C正確D、質(zhì)點(diǎn)P在0.4s時(shí)刻與0.1s時(shí)刻狀態(tài)相同，而t=0.1s=，質(zhì)點(diǎn)P正從平衡位置向波谷運(yùn)動(dòng)，速度方向向下，而加速度方向向上，故D錯(cuò)誤故選BC點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是時(shí)間t=0.2s與T的關(guān)系，利用波形的平移法判斷波的傳播方向根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系，分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)6.【答案】BC考點(diǎn)：波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象分析：a質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)平衡位置速度方向可能向上，也可能向下，結(jié)合波的周期性，得到波長(zhǎng)的通項(xiàng)，再得到特殊值解答：解：據(jù)題質(zhì)點(diǎn)a運(yùn)動(dòng)到波峰位置時(shí)，質(zhì)點(diǎn)b剛好處于平衡位置向上運(yùn)動(dòng)，則ab間距離與波長(zhǎng)的關(guān)系為：xab=（n+），n=0，1，2，3則得 =m當(dāng)n=0時(shí)，=2m；當(dāng)n=1時(shí)，=0.4m；故選：BC點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵抓住波的空間周期性，得到波長(zhǎng)的通項(xiàng)，考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的能力和分析波動(dòng)形成過(guò)程的能力7.【答案】AC考點(diǎn)：波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系；橫波的圖象分析：根據(jù)波形圖的周期性，重復(fù)性，可列出在0.4秒內(nèi)的經(jīng)過(guò)N個(gè)周期，從而得出波速的通項(xiàng)式，并由此確定周期的最大值和波速的最小值根據(jù)時(shí)間與周期的關(guān)系分析質(zhì)點(diǎn)的位移由波的傳播方向來(lái)確定質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，判斷回到平衡位置的先后解答：解：A、B、由題意可知，t=0時(shí)刻與t=0.4s時(shí)刻在x軸上3m至3m區(qū)間內(nèi)的波形圖如圖中同一條圖線所示，則有 0.4s=NT（N=1，2，3），所以當(dāng)N=1時(shí)，周期最大，為T=0.4s，根據(jù)v=，當(dāng)N=1時(shí)，波速最小為lOm/s，故A正確，B錯(cuò)誤；C、橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)，x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)先向上運(yùn)動(dòng)再回到平衡位置，所以從t=0開(kāi)始計(jì)時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)比x=2.5m處的質(zhì)點(diǎn)先回到平衡位置，C正確；D、在t+0.2 s時(shí)，x=2 m處的質(zhì)點(diǎn)位移為零D錯(cuò)誤；故選：AC點(diǎn)評(píng)：此題關(guān)鍵要理解波的傳播周期性與重復(fù)性，列出周期的通項(xiàng)，掌握波速、頻率與波長(zhǎng)的關(guān)系，理解質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向三 、簡(jiǎn)答題8.（1）設(shè)振幅為A，由題意BC2A20 cm，所以A10 cm.振子從B到C所用時(shí)間t0.5 s，為周期T的一半，所以T=1.0 s；f=1.0 Hz.（2）振子在1個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的路程為4A，故在t=5 s=5T內(nèi)通過(guò)的路程s=×4A=200 cm.5 s內(nèi)振子振動(dòng)了5個(gè)周期，5 s末振子仍處在B點(diǎn)，所以它偏離平衡位置的位移大小為10 cm.（3）振子加速度a=-x,ax.所以aBaP=xBxP=104=52.9. (1) 【答案】AD【解析】若振幅為0.1m,則，當(dāng)n=0時(shí)，解得,故選項(xiàng)A正確.B錯(cuò)誤；若振幅為0.2m, 則,當(dāng)n=0時(shí)解得，T=8s,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤.D正確。 (2)【答案】【解析】光路圖如圖所示，由光的折射定律可知；，解得；又，利用幾何關(guān)系可以求出透光的區(qū)域所對(duì)的圓心角是。