作業(yè)13振動和波選擇題每小題3分。1.(2024浙江杭州期末)如圖甲所示,粗細均勻的一根木筷,下端繞有鐵絲,可使其豎直漂浮于裝水的杯中。以豎直向上為正方向,把木筷提起一段距離后放手,木筷的振動圖像如圖乙所示。關(guān)于木筷(含鐵絲),下列說法正確的是()A.在t1時刻處于超重狀態(tài)B.在t2時刻向下運動C.在t2時刻合力不為零D.運動過程中,機械能一直減小2.(2024浙江臺州二模)控制噪聲的基本原則是設(shè)法將噪聲的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,如圖是一種利用薄板消除噪聲的方法。將薄板安放在框架上,并與框架之間留有一定的空氣層,當聲波入射到薄板上時,引起板的振動。由于板在振動時會消耗振動的能量,使其轉(zhuǎn)化為熱量,因此改變薄板的材料和空氣層的厚度,可有效消除不同頻率的噪聲。下列說法正確的是()A.薄板振動頻率始終與入射聲波的頻率相等B.隨著入射聲波頻率的增加,薄板振動的幅度一定增大C.當噪聲停止后,薄板振動頻率仍等于原噪聲頻率,但振幅減小D.該系統(tǒng)可有效消除的噪聲頻率范圍在其可調(diào)節(jié)的共振頻率之間3.(2024浙江金麗衢十二校聯(lián)考)水面上有兩個頻率、振幅、振動方向均相同的振源S1、S2,先后開始振動形成兩列水波在空間疊加。S1先振動,形成的水波如圖所示,a、b、c、d、e是S1S2連線上的點,e點是S1S2的中點,a、c、e此時均處在波峰處,b點和d點分別是ac和ce的中點。當S2振動一段時間后,觀察到e處水面始終平靜。已知兩振源的頻率為f,波速為v,下列說法正確的是()A.c點是振動加強點,b點是振動減弱點B.振動加強區(qū)的質(zhì)點一直處于最大位移處C.d點到兩振源之間的距離差為vD.d點到兩振源之間的距離差為v4.(2024浙江新陣地教育聯(lián)盟聯(lián)考)如圖甲所示,豎直放置的彈簧振子靜止在平衡位置,激光測距儀與小球的位置齊平。將小球豎直向下拉動一段距離后釋放,小球開始向上運動,同時測距儀開始記錄從測距儀到遮擋物(彈簧、小球或墻壁)的距離數(shù)據(jù),圖像經(jīng)過優(yōu)化擬合后,測得距離s與時間t的圖像如圖乙所示,彈簧始終在彈性限度內(nèi),下列說法正確的是()A.彈簧振子的振動周期為0.4sB.剛釋放時彈簧的彈性勢能最大C.0.2s時小球的機械能最大D.0.6s時小球的動能減為05.(2024浙江嘉興期末)某同學設(shè)計了一個聲波檢測器,由相互插接的兩條圓弧管道組成半徑為R的圓形,管道直徑遠遠小于R。當聲波從入口進入后分為上下兩路傳播,并在出口處匯合。某次測試時,先調(diào)節(jié)上下路徑相等,如圖甲所示,保持入口聲波強度不變,順時針方向旋轉(zhuǎn)右側(cè)出口管道角度θ(弧度制)后(如圖乙所示),探測到聲波強度第一次達到最弱,假設(shè)聲波波速為v,則()A.該同學設(shè)計的聲波檢測器的原理是波的衍射B.若由圖甲逆時針旋轉(zhuǎn)右側(cè)出口管道θ角度時,探測到的聲波強度最強C.可以求出該聲波的波長為2RD.可以求出該聲波的頻率為v6.(多選)(2024浙江三模)深度均勻的水槽中垂直水面放有一個擋板,擋板上與水面等高處開有小孔A、B,A、B距水面上一波源S的距離分別為3m、4m,A、B間距離為5m,俯視圖如圖甲所示。在擋板前方12m處的水面上有一點C,直線AC與擋板垂直。t=0時刻,波源S開始振動,振動圖像如圖乙所示。已知水波可視為簡諧橫波,水波的波長λ=2m,則()A.水波在經(jīng)過小孔A、B后傳播速度變小B.水波在小孔A處比在小孔B處振動相位超前πC.在擋板的前方水波會發(fā)生干涉,干涉圖樣關(guān)于AB的垂直平分線左右對稱D.從小孔A、B發(fā)出的水波在C點相干加強7.(2025浙江高三開學考試)如圖甲所示,在均勻介質(zhì)中兩波源M、N分別位于x1=-2m、x2=6m處,質(zhì)點P位于坐標原點,t=0時刻,兩波源同時振動。圖乙為質(zhì)點P的振動圖像。則()A.M、N的起振方向相反B.波的傳播速度為2m/sC.較長時間后,MN間有7個振動減弱點D.0~10s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程為48cm8.(多選)(2024浙江湖州二模)圖甲和圖乙分別表示甲、乙兩列波在不同介質(zhì)中沿x軸正方向傳播,圖中實線和虛線分別表示兩列波在t=0和t=0.5s時的波形圖。若兩列波的周期均大于0.35s,則()A.甲波的周期可能是乙波周期的1B.甲波傳播的速度可能比乙波速度大,也可能比乙波速度小C.0~0.5s內(nèi)某時刻,質(zhì)點P、Q的運動方向可能相同D.t=1s時,質(zhì)點P、Q的位移大小可能相等9.(多選)(2024浙江金華期末)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧下端系一質(zhì)量為m的書寫式激光筆,組成一彈簧振子,并將其懸掛于教室內(nèi)一體機白板的前方,使彈簧振子沿豎直方向上下自由振動,白板以速率v水平向左勻速運動,激光筆在白板上留下書寫印跡。圖中相鄰豎直虛線的間隔均為x0,印跡上P、Q兩點的縱坐標為y0和-y0。不計一切阻力,則()A.該彈簧振子的振動周期為4B.在激光筆留下PQ段印跡的過程中,彈簧對它做功為-2mgy0C.在激光筆留下PQ段印跡的過程中,彈簧對它的沖量為0D.在激光筆留下PQ段印跡的過程中,振動系統(tǒng)的重力勢能和彈性勢能之和先減小后增大10.如圖甲所示,將一彈簧振子豎直懸掛,以小球的平衡位置為坐標原點O,豎直向上為正方向建立x軸。若將小球從彈簧原長處由靜止釋放,其在地球與某球狀天體表面做簡諧運動的圖像如圖乙所示(不考慮自轉(zhuǎn)影響)。設(shè)地球和該天體的平均密度分別為ρ1和ρ2,地球半徑是該天體半徑的n倍。ρ1ρ2的值為A.2n B.n2 C.2n D

參考答案作業(yè)13振動和波1.D【解析】在t1時刻,振動物體處于正的最大位移處,加速度方向豎直向下,物體處于失重狀態(tài),故A錯誤;在t2時刻,物體處于平衡位置,加速度為零,合力為零,且向上運動,故B、C錯誤;由于物體做減幅振動,所以運動過程中,機械能一直減小,故D正確。2.D【解析】薄板振動穩(wěn)定后的頻率與入射聲波的頻率相同,在沒有達到穩(wěn)定的初始時頻率不同,A錯誤;在入射聲波的頻率與薄板的固有頻率相同時,二者共振,薄板的振幅最大,所以隨著入射聲波頻率的增加,薄板的振幅可能會增大,也可能會減小,B錯誤;當噪聲停止后,薄板振動逐漸不穩(wěn)定直至振動停止,此時頻率與原噪聲頻率不同,C錯誤;只有當噪聲頻率范圍在系統(tǒng)可調(diào)節(jié)的共振頻率之間,二者才可以產(chǎn)生干涉波紋,達到消除噪聲的目的,D正確。3.C【解析】當S2振動一段時間后,觀察到e處水面始終平靜,所以e點為振動減弱點,即兩波源都振動時,振動完全相反,c點到e點的距離為λ,則c點到兩波源的距離差為2λ,所以c點為振動減弱點,b點到e點的距離為3λ2,則b點到兩波源的距離差為3λ,所以b點為振動減弱點,故A錯誤;振動加強區(qū)的質(zhì)點振幅最大,但并不是一直處于最大位移處,故B錯誤;根據(jù)λ=vf,d點到e點的距離為λ2,則d點到兩波源的距離差為λ,即距離差為vf,4.B【解析】0~0.2s小球從最低點運動到平衡位置,0.2~0.6s小球從平衡位置運動到最高點再回到平衡位置,0.6~0.8s小球從平衡位置運動到最低點,所以彈簧振子的周期為0.8s,A錯誤;剛釋放時,彈簧伸長量最大,彈性勢能最大,B正確;0.2s時小球回到平衡位置將繼續(xù)向上運動,彈簧彈力仍做正功,小球機械能繼續(xù)增大,C錯誤;0.6s時小球回到平衡位置,速度最大,動能最大,D錯誤。5.D【解析】該聲波檢測器是利用波的干涉原理設(shè)計的,A錯誤;由圖甲逆時針旋轉(zhuǎn)右側(cè)出口管道θ角度時,探測到的聲波強度依然是最弱,B錯誤;由于順時針方向旋轉(zhuǎn)右側(cè)出口管道角度θ,故兩列波的波程差Δx=2Rθ,探測到聲波強度第一次達到最弱,根據(jù)波的干涉原理,有Δx=12λ,聯(lián)立解得λ=4Rθ,C錯誤;根據(jù)波長、頻率、波速的關(guān)系v=λf,解得該聲波的頻率f=vλ6.BCD【解析】水波在經(jīng)過小孔A、B后,處于同種介質(zhì)中,波速保持不變,故A錯誤;根據(jù)Δx=4m-3m=1m=12λ,可知水波在小孔A處比在小孔B處振動相位超前π,故B正確;把小孔A與小孔B當成兩個波源,兩波源發(fā)出的水波在擋板的前方發(fā)生干涉,由于相對于AB的垂直平分線對稱的左右任意兩點到兩波源的路程差一樣,所以干涉圖樣關(guān)于AB的垂直平分線左右對稱,故C正確;C點與小孔A、B的路程差為Δx=122+52m-12m=1m=λ2,由于水波在小孔A處與在小孔B處振動相位相差π,所以從小孔A、B7.D【解析】由P點的振動圖像知,t=2s時,M的振動傳到P點,則波的傳播速度為v=ΔxΔt=22m/s=1m/s,故B錯誤;N的振動傳到P點所用時間為Δt'=Δx'v=61s=6s,由P點的振動圖像知,M的振動周期為2s,在t=6s時,兩波在P點疊加,且振動加強,所以兩波源的起振方向相同,故A錯誤;兩列波的波長為λ=vT=2m,由于兩波源的起振方向相同,所以振動減弱點到兩波源的路程差滿足Δx=n+12λ=(2n+1)m(n為整數(shù)),所以MN間有8個振動減弱點,分別為x=-1.5m、-0.5m、0.5m、1.5m、2.5m、3.5m、4.5m、5.5m,故C錯誤;在0~6s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程為s1=2×4A=16cm,在6~10s內(nèi)質(zhì)點P經(jīng)過的路程為s2=2×4(A+A)=32cm,則0~108.BC【解析】由圖甲可得甲波的波長λ甲=4m,有x1=14λ甲+nλ甲,t=14T甲+nT甲,周期大于0.35s,可得T甲=0.4s或2s,由圖乙可得乙波的波長λ乙=6m,有x2=12λ乙+nλ乙,t=12T乙+nT乙,周期大于0.35s,可得T乙=1s,甲波的周期不可能是乙波周期的12,故A錯誤;甲波傳播的速度v甲=λ甲T甲=10m/s或2m/s,乙波傳播的速度v乙=λ乙T乙=6m/s,甲波傳播的速度可能比乙波速度大,也可能比乙波速度小,故B正確;當甲波周期為0.4s時,質(zhì)點P在0~0.1s內(nèi)向y軸正方向運動,0.1~0.3s內(nèi)向y軸負方向運動,0.3~0.5s內(nèi)向y軸正方向運動,質(zhì)點Q在0~2.56s內(nèi)向y軸負方向運動,2.56~0.5s內(nèi)向y軸正方向運動,所以質(zhì)點P、Q的運動方向可能相同,故C正確;當t=1s時,甲波周期不論為09.BD【解析】圖中相鄰豎直虛線的間隔均為x0,則該彈簧振子的振動周期為T=2x0v,故A錯誤;由于P、Q兩位置彈簧振子的速度均為0,從P到Q根據(jù)動能定理得W彈+2mgy0=0-0,解得W彈