内容正文:
专题13 机械振动和机械波
1.(2025·上海·二模)2020我国自主研制的万米载人潜水器“奋斗者号”成功在马里亚纳海沟坐底,历时3小时20分下潜深度达到10909米。“奋斗者号”的球形载人舱外壳采用钛合金材料,可以阻挡巨大的海水压强,海水的密度约为1×103kg/m3,g取10m/s2。
海浪从远海传向海岸。已知海浪的传播速度与海水的深度有关,海水越深,速度越大。一艘大船停泊在离岸较远处,振动的周期为9s.则( )
A.海浪拍打海岸的周期大于9s
B.海浪从远海传向海岸,相邻波峰之间的距离变小
C.悬挂在船上摆长为1m的单摆的振动周期为2s
D.让船停泊在离海岸更近处,海浪通过船体的衍射现象更明显
2.(2025·上海·二模)中国科学家在人造太阳领域取得了重大突破,新一代人造太阳“中国环流三号”成功完成了一系列实验,并取得了重大科研进展,其原理如图。
(1)“人造太阳”获得核能的方式是_______填“核裂变”或“核聚变”。
(2)“人造太阳”中的核能转化为势能,但是内能无法再转化为核能,说明能量的转化具有_______。
3.(2025·上海·二模)核污水中常含有氚()等放射性核素,处置不当将严重威胁人类安全。氘的核子数为_______;氚衰变的半衰期长达年,若将含有质量为m的氚的核污水排入大海,经过75年,排入海中的氚还剩_______(用分数表示)。
4.(2025·上海·二模)智能手机是现代人的必备物品,由于手机内置的传感器(如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等)利用手机也可以进行各种物理实验。
利用智能手机的加速度传感器可测量手机运动的加速度。如图甲所示,将手机与弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机,打开加速度传感器,t=0时刻从静止释放手机,得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图乙所示,取竖直向上为正方向,下列说法正确的是( )
A.0~1s内手机向下运动
B.t=0时刻,弹簧处于原长状态
C.0.5~1.5s内手机处于失重状态
D.1.0~1.5s内弹簧的弹力增大
5.(2025·上海金山·二模)青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动,形成的水面波近似为简谐横波。如图,O处为波源,实线圆和虚线圆分别表示水面波相邻的波峰和波谷,其周期为T,在水面波的传播方向上的A点处有一片树叶停在水面。
(1)若相邻实线圆与虚线圆的半径之差为L,水面波的传播速度大小为___________。
(2)树叶开始随波振动时计为t=0,在t=t1时刻运动到平衡位置下方最低点,已知0.5T < t1< 0.75T,则在t=2t1时,树叶位于平衡位置的___________。
A.上方,且速度在增大 B.上方,且速度在减小
C.下方,且速度在增大 D.下方,且速度在减小
6.(2025·上海闵行·二模)频闪技术 在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出强烈的短暂闪光,照亮运动物体,于是在照片上获得物体在闪光时刻的位置。某实验小组使用闪光频率为的频闪仪进行实验探究,以下图中数据均已换算为实际长度。
频闪仪连续闪光2次拍得绳波传播的照片如图,绳波向轴正方向传播,频闪仪闪光的时间间隔小于绳波的周期。根据图中数据,分析可知( )
A.波长为
B.质点正向轴负方向运动
C.波速可能是
D.波速可能是
7.(2025·上海浦东·二模)检测到地球大气中有两种电磁波。一种是Γ波,波长λ=3×10-6m;一种是Π波,波长λ'=1×10-7m。
(1)用Γ波做双缝干涉实验,保持屏到缝的距离不变,则双缝间距更小时获得的图样是( )
A.
B.
C.
D.
(2)若波长为740nm的红光照射某金属恰能发生光电效应现象,则________能使该金属发生光电效应现象。
A.仅Γ波 B.仅Π波
C.两种波都 D.两种波都不
(3)真空中光速c=3×108m/s,则Γ波的传播周期为_________s。真空中捕捉到Γ波部分波形如图所示,则波在A、B两点之间传播需要_________s。
8.(2025·上海普陀·二模)蜻蜓连续“点水”于平静水面的O处,形成的水波近似看作简谐横波。某时刻()水波图样如图(a)所示,图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点,两质点振动的平衡位置均在x轴上。质点M的振动图像如图(b)所示。
(1)若水波的传播速度为v,则质点M、N在x轴方向上的距离为______;
(2)质点N振动的位移y随时间变化t的关系是______
9.(2025·上海普陀·二模)蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿x轴正向飞行,其水平飞行速度恰好与水波的传播速度相等,且每次“点水”只形成一个向外扩展的圆形水波波纹,则蜻蜓连续三次“点水”后某时刻水波图样(俯视)可能是______。
A. B.
C. D.
10.(2025·上海青浦·二模)爱因斯坦指出当外来光子的能量等于时,将“诱发”原子中处于高能级的电子向低能级跃迁而发光,称为受激辐射光,如图1所示。入射光和受激辐射光继续“诱发”其他电子,形成光子的“链式反应”,从而放大光辐射,形成激光,如图2。
(1)关于入射光和受其激发后产生的激光( )
A.频率相同,一个光子的能量相同,总能量相同
B.频率不同,一个光子的能量不同,总能量不同
C.频率相同,一个光子的能量相同,总能量不同
D.频率不同,一个光子的能量不同,总能量相同
(2)激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行波长的选择。如图,一束复色光以一定入射角进入棱镜后,不同颜色的光以不同角度折射,只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含红、黄光,已知棱镜对黄光的折射率大于红光,则黄光在棱镜中的折射角_____(填“大于”“等于”或“小于”)红光的折射角;若激光器输出的是红光,当要调为黄光输出时,需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_____(填“顺时针”或“逆时针”)转动一小角度。
11.(2025·上海松江·二模)彩超通过发射和接收超声波成像。当血细胞向探头运动,接收到的反射波频率______。
A.变小 B.不变 C.变大
12.(2025·上海徐汇·二模)一列向右传播的水波在某时刻的剖面如图,图中标记各点中此时具有竖直向上的最大速度的是( )
13.(2025·上海徐汇·二模)某同学设计了一种不使用秒表的测重力加速度方案。使一摆长为L的单摆与一弹簧劲度系数为k、振子质量为m的水平弹簧振子一起做简谐振动,数得单摆振动p次时振子恰振动q次。
(1)当地重力加速度值可表示为_________。
(2)为使测量准确,振动次数p、q宜取( )
A.几次 B.十几次 C.几十次 D.几百次
14.(2025·上海杨浦·二模)某水上游乐项目用固定在振动片上的细杆周期性地上下触动水面,在水面产生水波。以细杆浸入点为坐标原点,沿波在水面传播的某一方向建立轴。图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点,在时运动方向向上。由此可判断该波( )
A.沿轴正方向传播 B.沿轴负方向传播 C.波速可能为45m/s D.波速可能为55m/s
15.(2025·上海长宁·二模)某一波源持续发出频率为的声波,波源和观察者均相对于地面静止。若风向是从波源指向观察者,此时观察者接收到声波的频率______。
A.大于 B.等于 C.小于
16.(2025·上海崇明·二模)在平静的湖面上,用一根树枝周期性地轻轻点动水面,形成一个振动的波源,水波向四周传开。把水波看成是简单的机械横波。发现水面上传播出去的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,是波源位置。产生这一现象的可能原因( )
A.树枝振动强度逐渐增强 B.树枝振动强度逐渐减弱
C.树枝振动频率逐渐加大 D.树枝振动频率逐渐减小
17.(2025·上海崇明·二模)把一列水波看作是简谐横波,图为某时刻的波形图。此时点沿轴正方向向上运动,经过0.75s第一次返回平衡位置。则该波的传播方向为___________(填“向左”或“向右”),其波速___________m/s。
18.(2025·上海奉贤·二模)(1)如图所示,游乐园中的两个秋千均可视为单摆,且甲的摆长小于乙的摆长。现将它们拉开相同的摆角(小于5°)后,同时由静止释放,并在同一位移−时间(x-t)坐标系中,分别用实、虚线描绘出秋千甲、乙的摆动图像,则可能的是( )
A. B.
C. D.
19.(2025·上海虹口·二模)台风登陆上海,上海中心大夏悬挂的千吨“慧眼”阻尼器随之晃动,减轻了台风对大厦的危害。“慧眼”阻尼器的原理可用图(乙)表示:摆锤的底部附着永磁体,一起在导体板的上方摆动,导体板内产生电涡流。下列判断正确的是( )
A.该装置无需使用外接电源
B.受风力作用,摆锤的振幅持续增大
C.磁场作用力是摆锤做受迫振动的驱动力
D.导体板中产生恒定的电涡流,耗散大厦振动的能量
E.导体板的电阻率越大,阻尼器越不容易停摆
F.阻尼器做受迫振动,振动频率与大楼的振动频率相同
/
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题13 机械振动和机械波
1.(2025·上海·二模)2020我国自主研制的万米载人潜水器“奋斗者号”成功在马里亚纳海沟坐底,历时3小时20分下潜深度达到10909米。“奋斗者号”的球形载人舱外壳采用钛合金材料,可以阻挡巨大的海水压强,海水的密度约为1×103kg/m3,g取10m/s2。
海浪从远海传向海岸。已知海浪的传播速度与海水的深度有关,海水越深,速度越大。一艘大船停泊在离岸较远处,振动的周期为9s.则( )
A.海浪拍打海岸的周期大于9s
B.海浪从远海传向海岸,相邻波峰之间的距离变小
C.悬挂在船上摆长为1m的单摆的振动周期为2s
D.让船停泊在离海岸更近处,海浪通过船体的衍射现象更明显
【答案】BC
【详解】A.波在传播过程中,波源的振动周期决定波的周期,所以海浪拍打海岸的周期等于大船振动的周期,即为9s,故A错误;
B.根据 已知海浪传播速度v在海水变浅过程中变小,周期T不变,那么波长λ变小,相邻波峰之间的距离就是波长,所以相邻波峰之间的距离变小,故B正确;
C.单摆的周期公式为 当摆长l=1m时,代入上式解得单摆的振动周期约为2s,故C正确;
D.发生明显衍射的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或跟波长相差不多,离海岸更近处海水变浅,波速变小,波长变小,而船的尺寸不变,此时海浪通过船体更不容易发生明显衍射现象,故D错误。
故选BC。
2.(2025·上海·二模)中国科学家在人造太阳领域取得了重大突破,新一代人造太阳“中国环流三号”成功完成了一系列实验,并取得了重大科研进展,其原理如图。
(1)“人造太阳”获得核能的方式是_______填“核裂变”或“核聚变”。
(2)“人造太阳”中的核能转化为势能,但是内能无法再转化为核能,说明能量的转化具有_______。
【答案】(1)核聚变 (2)方向性
【详解】(1)如原理图所示可知“人造太阳”获得核能的方式是“核聚变”。
(2)“人造太阳”中的核能转化为势能,但是内能无法再转化为核能,说明能量的转化具有方向性。
3.(2025·上海·二模)核污水中常含有氚()等放射性核素,处置不当将严重威胁人类安全。氘的核子数为_______;氚衰变的半衰期长达年,若将含有质量为m的氚的核污水排入大海,经过75年,排入海中的氚还剩_______(用分数表示)。
【答案】 2
【详解】[1]氘()的核子数为2;
[2]氚衰变的半衰期长达 年,则经过75年,排入海中的氚还剩
4.(2025·上海·二模)智能手机是现代人的必备物品,由于手机内置的传感器(如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等)利用手机也可以进行各种物理实验。
利用智能手机的加速度传感器可测量手机运动的加速度。如图甲所示,将手机与弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在天花板上。用手握着智能手机,打开加速度传感器,t=0时刻从静止释放手机,得到竖直方向加速度随时间变化的图像如图乙所示,取竖直向上为正方向,下列说法正确的是( )
A.0~1s内手机向下运动
B.t=0时刻,弹簧处于原长状态
C.0.5~1.5s内手机处于失重状态
D.1.0~1.5s内弹簧的弹力增大
【答案】CD
【详解】A.根据a-t图像中图线与横轴所围面积表示速度变化,可知内手机加速向上运动,速度值逐渐增大, 内手机向上减速运动,在t=1s时刻,速度恰好减为零。故A错误;
B.由图可知,初始时手机加速度竖直向上,根据牛顿第二定律 可知弹簧处于伸长状态。故B错误;
C.由图可知,内手机加速度竖直向下,处于失重状态,故C正确;
D.内,有 由图可知,加速度逐渐减小,弹力增大。故D正确。
故选CD。
5.(2025·上海金山·二模)青蛙在平静的水面上持续鸣叫引起水面持续振动,形成的水面波近似为简谐横波。如图,O处为波源,实线圆和虚线圆分别表示水面波相邻的波峰和波谷,其周期为T,在水面波的传播方向上的A点处有一片树叶停在水面。
(1)若相邻实线圆与虚线圆的半径之差为L,水面波的传播速度大小为___________。
(2)树叶开始随波振动时计为t=0,在t=t1时刻运动到平衡位置下方最低点,已知0.5T < t1< 0.75T,则在t=2t1时,树叶位于平衡位置的___________。
A.上方,且速度在增大 B.上方,且速度在减小
C.下方,且速度在增大 D.下方,且速度在减小
【答案】 A
【详解】(1)若相邻实线圆与虚线圆的半径之差为L,可知波长为2L,则水面波的传播速度大小为
(2)由图可知,树叶的起振方向为向上,所以在t=t1时刻运动到平衡位置下方最低点,已知0.5T<t1<0.75T,则t1非常接近0.75T,在t=2t1时,非常接近1.5T,所以树叶此时将向下振动至平衡位置,即树叶位于平衡位置的上方,且速度在增大。
故选A。
6.(2025·上海闵行·二模)频闪技术 在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出强烈的短暂闪光,照亮运动物体,于是在照片上获得物体在闪光时刻的位置。某实验小组使用闪光频率为的频闪仪进行实验探究,以下图中数据均已换算为实际长度。
频闪仪连续闪光2次拍得绳波传播的照片如图,绳波向轴正方向传播,频闪仪闪光的时间间隔小于绳波的周期。根据图中数据,分析可知( )
A.波长为
B.质点正向轴负方向运动
C.波速可能是
D.波速可能是
【答案】ACD
【详解】A.由图可知,波长为=30cm =0.3m,故A正确;
B.因为绳波向x轴正方向传播,根据“同侧法”可知,质点A正向y轴正方向运动,故B错误;
CD.频闪仪连续闪光2次拍得绳波传播的照片如图,且频闪仪闪光的时间间隔小于绳波的周期,由于不确定哪一个绳波在前,所以在 ,的时间内绳波传播的距离可能为:x1=0.075m,x2=0.225m,根据, 可知,波速可能为v1=0.75m/s,v2=2.25m/s,故CD正确。
故选ACD。
7.(2025·上海浦东·二模)检测到地球大气中有两种电磁波。一种是Γ波,波长λ=3×10-6m;一种是Π波,波长λ'=1×10-7m。
(1)用Γ波做双缝干涉实验,保持屏到缝的距离不变,则双缝间距更小时获得的图样是( )
A.
B.
C.
D.
(2)若波长为740nm的红光照射某金属恰能发生光电效应现象,则________能使该金属发生光电效应现象。
A.仅Γ波 B.仅Π波
C.两种波都 D.两种波都不
(3)真空中光速c=3×108m/s,则Γ波的传播周期为_________s。真空中捕捉到Γ波部分波形如图所示,则波在A、B两点之间传播需要_________s。
【答案】(1)A (2)B (3) 1×10-14 7.5×10-15
【详解】(1)根据条纹间距公式 可知,双缝间距更小时,则条纹间距变大,即获得的干涉条纹为等间距、明暗相间、亮度相同的条纹。
故选A。
(2)由于 所以红光的频率小于Π波的频率,大于Γ波的频率,若红光照射某金属恰能发生光电效应现象,则仅Π波能使该金属发生光电效应现象。
故选B。
(3)[1]真空中光速c=3×108m/s,则Γ波的传播周期为
[2]由图可得
8.(2025·上海普陀·二模)蜻蜓连续“点水”于平静水面的O处,形成的水波近似看作简谐横波。某时刻()水波图样如图(a)所示,图中实线、虚线分别表示波峰、波谷。M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点,两质点振动的平衡位置均在x轴上。质点M的振动图像如图(b)所示。
(1)若水波的传播速度为v,则质点M、N在x轴方向上的距离为______;
(2)质点N振动的位移y随时间变化t的关系是______
9.(2025·上海普陀·二模)蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿x轴正向飞行,其水平飞行速度恰好与水波的传播速度相等,且每次“点水”只形成一个向外扩展的圆形水波波纹,则蜻蜓连续三次“点水”后某时刻水波图样(俯视)可能是______。
A. B.
C. D.
【答案】8. 9.A
【详解】1.[1]M和N是相邻波峰和波谷上的两个质点,则两者距离半个波长,由图可知周期为T=2t0,则距离为x=vt0;
[2]由题意,N正处于波谷,满足振动方程
2.相邻两圆的圆心距离是蜻蜓点水后到下一次点水运动的距离,与此同时,波传播的距离为相邻两圆的半径之差,由图可知相邻两圆的圆心距离等于相邻两圆的半径之差,可得蜻蜓飞行的速度恰好与水波的传播速度相等,且蜻蜓沿x轴正方向飞,新形成的波应该在x轴上右侧。故选A。
10.(2025·上海青浦·二模)爱因斯坦指出当外来光子的能量等于时,将“诱发”原子中处于高能级的电子向低能级跃迁而发光,称为受激辐射光,如图1所示。入射光和受激辐射光继续“诱发”其他电子,形成光子的“链式反应”,从而放大光辐射,形成激光,如图2。
(1)关于入射光和受其激发后产生的激光( )
A.频率相同,一个光子的能量相同,总能量相同
B.频率不同,一个光子的能量不同,总能量不同
C.频率相同,一个光子的能量相同,总能量不同
D.频率不同,一个光子的能量不同,总能量相同
(2)激光器中常用镀有反射膜的三棱镜进行波长的选择。如图,一束复色光以一定入射角进入棱镜后,不同颜色的光以不同角度折射,只有折射后垂直入射到反射膜的光才能原路返回形成激光输出。若复色光含红、黄光,已知棱镜对黄光的折射率大于红光,则黄光在棱镜中的折射角_____(填“大于”“等于”或“小于”)红光的折射角;若激光器输出的是红光,当要调为黄光输出时,需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴_____(填“顺时针”或“逆时针”)转动一小角度。
【答案】 C 小于 顺时针
【详解】(1)根据 可知入射光和受其激发后产生的激光频率相同,一个光子的能量相同;但由于入射光和受其激发后产生的激光的光子数量不同,所以总能量不同。
故选C。
(2)[1]由于透镜对黄光折射率大于红光,根据折射定律可知,入射角相同,黄光在棱镜中的折射角小于红光的折射角;
[2]此时输出激光为红光,要变为黄光,应使黄光折射后垂直入射到反射膜,则应使黄光的折射角增大,根据可知,入射角应增大,需将棱镜以过入射点且垂直纸面的轴顺时针转动一小角度。
11.(2025·上海松江·二模)彩超通过发射和接收超声波成像。当血细胞向探头运动,接收到的反射波频率______。
A.变小 B.不变 C.变大
【答案】C
【详解】根据题意,由多普勒效应可知,当血细胞向探头运动,接收到的反射波频率变大。
故选C。
12.(2025·上海徐汇·二模)一列向右传播的水波在某时刻的剖面如图,图中标记各点中此时具有竖直向上的最大速度的是( )
【答案】C
【详解】根据波形图可知,波向右传播,根据平移法且处于平衡位置的速度最大,故具有竖直向上的最大速度的是C。
13.(2025·上海徐汇·二模)某同学设计了一种不使用秒表的测重力加速度方案。使一摆长为L的单摆与一弹簧劲度系数为k、振子质量为m的水平弹簧振子一起做简谐振动,数得单摆振动p次时振子恰振动q次。
(1)当地重力加速度值可表示为_________。
(2)为使测量准确,振动次数p、q宜取( )
A.几次 B.十几次 C.几十次 D.几百次
【答案】 C
【详解】(1)振子的振动周期 单摆的周期公式 根据题意有 解得
(2)为使测量准确方便,振动次数p、q宜取几十次。
故选C。
14.(2025·上海杨浦·二模)某水上游乐项目用固定在振动片上的细杆周期性地上下触动水面,在水面产生水波。以细杆浸入点为坐标原点,沿波在水面传播的某一方向建立轴。图中的实线和虚线分别为和时的波形图。已知平衡位置在处的质点,在时运动方向向上。由此可判断该波( )
A.沿轴正方向传播 B.沿轴负方向传播 C.波速可能为45m/s D.波速可能为55m/s
【答案】AD
【详解】AB.题意知平衡位置在处的质点,在时运动方向向上。同侧法可知该波沿沿轴正方向传播,故A正确,B错误;
CD.波形可知,波长,且(n=0,1,2,3...) 联立解得波速则n取0时,波速为15m/s,n取1时,波速为35m/s,n取2时,波速为55m/s,故C错误,D正确。
故选AD。
15.(2025·上海长宁·二模)某一波源持续发出频率为的声波,波源和观察者均相对于地面静止。若风向是从波源指向观察者,此时观察者接收到声波的频率______。
A.大于 B.等于 C.小于
【答案】B
【详解】波源和观察者均相对于地面静止,即观察者相对于波源处于静止状态,根据多普勒效应可知,观察者接受到的频率与波源发出的声波频率相等,即有
故选B。
16.(2025·上海崇明·二模)在平静的湖面上,用一根树枝周期性地轻轻点动水面,形成一个振动的波源,水波向四周传开。把水波看成是简单的机械横波。发现水面上传播出去的波形如图所示,其中实线表示波峰,虚线表示波谷,是波源位置。产生这一现象的可能原因( )
A.树枝振动强度逐渐增强 B.树枝振动强度逐渐减弱
C.树枝振动频率逐渐加大 D.树枝振动频率逐渐减小
17.(2025·上海崇明·二模)把一列水波看作是简谐横波,图为某时刻的波形图。此时点沿轴正方向向上运动,经过0.75s第一次返回平衡位置。则该波的传播方向为___________(填“向左”或“向右”),其波速___________m/s。
【答案】16.C 17 向左 4
【详解】16.AB.机械波的强度与振幅有关,强度越大,振幅越大;强度越小,振幅越小。而题目中给出的波形图反映的是波的频率等特性相关变化情况,并没有体现出振幅的变化,波形图中波峰到平衡位置、波谷到平衡位置的距离并没有改变,也就是振幅没有改变。所以树枝振动强度逐渐增强或逐渐减弱都不符合波形图所展示的现象,故AB错误;
CD.频率决定了单位时间内波振动的次数,当树枝振动频率逐渐加大时,在相同的传播距离内,会有更多的波峰和波谷出现,也就是波长会变短;相反,当树枝振动频率逐渐减小,在相同的传播距离内,波峰和波谷的数量会减少,波长会变长。观察题目中给出的波形图可以发现,越远离波源,波峰和波谷的间距(即波长)在逐渐变长,这意味着越远离波源的区域,频率越小,而振源最近时间内的振动产生的波靠近振源,此区域内波峰和波谷的间距(即波长)较小,频率较大,故推知产生这一现象的可能原因是树枝振动频率逐渐加大,故C正确,D错误。
故选C。
17.[1][2]点沿轴正方向向上运动,根据同侧法知,波的传播方向为向左,又经过0.75s第一次返回平衡位置,根据波形图知 解得 故波速
18.(2025·上海奉贤·二模)(1)如图所示,游乐园中的两个秋千均可视为单摆,且甲的摆长小于乙的摆长。现将它们拉开相同的摆角(小于5°)后,同时由静止释放,并在同一位移−时间(x-t)坐标系中,分别用实、虚线描绘出秋千甲、乙的摆动图像,则可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】5°以内的单摆运动可以视为简谐运动。由于最开始甲乙都是拉开相同的摆角且甲的绳长小于乙,所以甲的振幅小于乙。由单摆周期公式可以判断,甲的绳长短,所以甲的周期小。
故选C。
19.(2025·上海虹口·二模)台风登陆上海,上海中心大夏悬挂的千吨“慧眼”阻尼器随之晃动,减轻了台风对大厦的危害。“慧眼”阻尼器的原理可用图(乙)表示:摆锤的底部附着永磁体,一起在导体板的上方摆动,导体板内产生电涡流。下列判断正确的是( )
A.该装置无需使用外接电源
B.受风力作用,摆锤的振幅持续增大
C.磁场作用力是摆锤做受迫振动的驱动力
D.导体板中产生恒定的电涡流,耗散大厦振动的能量
E.导体板的电阻率越大,阻尼器越不容易停摆
F.阻尼器做受迫振动,振动频率与大楼的振动频率相同
【答案】AEF
【详解】A.摆锤摆动时,导体板内产生电涡流是利用电磁感应现象,不需要外接电源,依靠摆锤运动时磁通量变化产生感应电流,故A正确;
B.阻尼器的作用就是消耗能量,使摆锤的振幅减小,而不是持续增大,故B错误;
C.风力是摆锤做受迫振动的驱动力,而不是磁场作用力,故C错误;
D.导体板内产生的电涡流大小是变化的,因为摆锤的摆动情况在变化,导致磁通量变化情况也在变化,并非恒定的电涡流,故D错误;
E.导体板的电阻率越大,产生电涡流越困难,阻尼效果越差,阻尼器就越不容易停摆,故E 正确;
F.阻尼器做受迫振动,其振动频率与驱动力(即大楼的振动频率)相同,故F 正确。
故选AEF。
/
学科网(北京)股份有限公司
$$