假期作业十三 机械振动 机械波-【快乐假期】2025-2026学年高二物理寒假作业

快乐假期 00-= 学而时习之，不亦说乎。 假期作业十三 机械振动 机械波 完成日期： 月 日 思维导图 振幅、周期、相位 描述物理量 产生条件 x=Asin(@t+)- 表达式 描述物理量一波长、周期（频率）、波速(=∫入) 弹簧振子： 两个模型 分类横波和纵波 单摆： 简谐 机 运动 机 在介质 回复力 振 中传播 波 波动 动 图像 振动图像 稳定干涉图样条件 干涉现象 共振： 两列波频率相同 受迫 特有 衍射现象 振动 现象 振动周期由驱动力的周期决定 偏振 多普勒效应 自测自查 F=_ mg T=2π F=一kxf振=∫固 振源和介质 情境思辨 技能提升台 任何物体都有自己的固 技能提升 有频率.研究表明，如果把人 一、选择题 1.下列说法正确的是 ( 作为一个整体来看，在水平方 ) A.摆钟走时快了必须调短摆长，才可能使 向上振动时的固有频率约为 其走时准确 5Hz.某工地上工人操作风 B.火车过桥要减速慢行，是为了防止火车 镐、风铲、铆钉机等振动机械在作业，则 因共振而倾覆 (1)操作者在水平方向将做受迫振动.() C.挑水时为了防止水从水桶中荡出，可以 (2)操作者的实际振动频率等于他自身的固有 加快或减慢走路的步频 频率 ( D.在连续均匀的海浪冲击下，停在海面的 小船上下振动，是共振现象 (3)操作者的实际振动频率等于机械的振动 2.如图所示，表示一物体做简谐运动的位移与 频率 () 时间关系图像，关于物体的速度、位移、加速 (4)为了保证操作者的安全，振动机械的频率 度和能量等，下列说法正确的是( 应尽量接近人的固有频率。 () y/cm (5)为了保证操作者的安全，应尽量提高操作 0.3 者的固有频率。 () 0.2 0.40.6t/s 答案：(1)/(2)×(3)√(4)×(5)× ·38· =0022 二理 A.0.2至0.3秒时间内，位移增大，速度 5.波的干涉和衍射都是波特有的现象.图甲为 减小 水波的衍射实验，挡板M是固定的，挡板N B.0.2至0.3秒时间内，速度减小，加速度 可以上下移动.图乙为两列频率相同的横波 减小 相遇时某一时刻的情况，实线表示波峰，虚 C.0.3至0.4秒时间内，位移与速度方向 线表示波谷.下列说法正确的是 相同 D.0.3至0.4秒时间内，势能增加，动能 减少 3.如图所示，一小球用细线悬 甲 挂于O点，细线长为L,O点 A.甲图中不管挡板N处于什么位置，水波 正下方？L处有一光滑铁 都能发生明显的衍射现象 A 钉.将小球拉至A处无初速 B.乙图中M点为振动加强点 C.乙图中N点为振动加强点 度释放（摆角很小），重力加速度为g,这个 D.乙图中M点的位移不可能为零 摆的周期是 ( 6.如图甲所示，两列横波在同一水平面上传 L A.2n B. E 播，两列横波的波源沿竖直方向振动.横波 1的波源B点的振动图像如图乙所示；横波 C.(2+1)π D.(√2+1)π L 2g 2的波源C点的振动图像如图丙所示.两列 4.(多选)现有一固定斜 波的波速都为20cm/s.两列波在P点相 遇，P与B、C两点的距离均为40cm,则P 面，其下端有一个垂直 点振幅为 ) 于斜面的固定挡板.轻 y/cm 质弹簧的一端与挡板相连，另一端连接一光 30 滑小球.现将小球由平衡位置O沿斜面向 上拉动10cm至A点，使其在AA'之间做简 y/cm 谐运动，B、C为斜面上的点，且xoB=xoc 40 0 0.5 .5ts 已知弹簧始终在其弹性限度内，则() 4 A.小球经过B、C两点时，小球的速度大小 丙 相等 A.70 cm B.-10 cm B.小球经过B、C两点时，弹簧的弹性势能 C.0 D.10 cm 7.(2025·衢州高二期末)如 相等 图是两列周期为0.2s,振 C.小球经B点向上运动四分之一个周期， 幅为5cm的同种横波相遇 其运动的路程大于10cm 时某一时刻的情况，实线 D.若将小球由平衡位置O沿斜面向上拉动 表示波峰，虚线表示波谷， 5cm后由静止释放，则小球运动的周期 弧AB与CD的间距为1m,E为AC、BD 将变短 连线的交点.则下列说法正确的是( ·39· 飞壁快乐假期 000-□ A.两列波遇到宽为3m的障碍物，不会发 A.测摆线时摆线拉得过紧 生衍射现象 B.摆线上端悬点未固定，振动中出现松动， B.两列波的波速大小均为5m/s 使摆线长度增加了 C.E点为振动减弱点 C.开始计时时，停表过迟按下 D.E点在1s内运动的路程为2m D.实验时误将49次全振动记为50次 8.(2025·绵阳江油中学高二月考)如图，一列 10.(2025·三明市高二期末)如图所示为振 简谐横波沿x轴正方向传播，实线为t=0 幅、频率相同的两列横波在=0时刻相遇 时的波形图，虚线为t=0.5s时的波形图. 时发生干涉的示意图，实线与虚线分别表 已知该简谐波的周期大于0.5s.关于该简 示波峰和波谷.若两列波的振幅均为1 谐波，下列说法错误的是 ) cm,波速和波长均分别为2m/s和0.8m, y/cm 则Q点为振动 (选填“加强”或 “减弱”)点；从t=0到t=0.2s的时间内， x/m S点通过的路程为 cm. A.波速为6m/s B.频率为1.5Hz C.t=1s时，平衡位置为x=1m处的质点 处于波峰 11.如图所示，一质量为m的小钢球， D.t=2s时，平衡位置为x=2m处的质点 用长为1的细丝线挂在水平天花 经过平衡位置 板上(1远大于小钢球的半径)，初 二、非选择题 始时，摆线和竖直方向的夹角为0 9.某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中，先 (0<5).静止释放小球后，求：（不计空气 测得摆线长为97.50cm,然后用游标卡尺测量 阻力，重力加速度为g) 小球的直径如图甲，用停表记录了单摆全振动 (1)小球摆到最低点所用的时间； 50次所用的时间如图乙所示， (2)小球在最低点受到的拉力的大小 23 cm cm 0510 甲 1415 876 乙 (1)小球直径为 cm,该摆摆长为 cm,停表读数为 (2)如果测得的g值偏小，可能的原因是 ·40· 三0022 12.一振动片以频率f做简谐振 A.甲波的周期为6s 动时，固定在振动片上的两 B.乙波的波长为6m 根细杆同步周期性地触动水 C.t=6s时，M向y轴正方向运动 面上a、b两点，两波源发出的波在水面上 形成稳定的干涉图样.c是水面上的一点， D.t=6s时，N向y轴负方向运动 a、b、c间的距离均为l,如图所示.已知除c 〈《益智欢乐谷 点外，在ac连线上还有其他振幅最大的 宇宙学中的多普勒效应 点，其中距c最近的点到c的距离为 20世纪20年代， 1.求： 美国天文学家斯莱弗 (1)波的波长； (2)波的传播速度. 在研究远处的旋涡星 云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，认 识到了旋涡星云正快速远离地球而去.1929 年哈勃根据光谱红移总结出著名的哈勃定律： 星系的远离速度v与距地球的距离r成正比， 即v=Hor,H。为哈勃常数.根据哈勃定律和 后来更多天体光谱红移的测定，人们相信宇宙 在长时间内一直在膨胀，宇宙的密度一直在变 小.反推可以想象，宇宙在很久以前并没有现 在这么大，最初它可能很小.因此，伽莫夫(G. Gamow)和他的同事们提出了大爆炸宇宙模 型，认为是一个极点大爆炸后，经长期地膨胀 高考冲浪 (多选)(2025·山东卷)均匀介质中分别沿 和演化而形成今天的宇宙.20世纪60年代以 x轴负向和正向传播的甲、乙两列简谐横 来，大爆炸宇宙模型逐渐被人们接受。 波，振幅均为2cm,波速均为1m/s,M、N 具有波动性的光也会出现多普勒效应，这 为介质中的质点.t=0时刻的波形图如图所 被称为多普勒一斐索效应，它使人们对距地球 示，M、N的位移均为1cm.下列说法正确 的是 任意远的天体的运动的研究成为可能，这只要 ( ↑y/cm 分析一下接收到的光的频谱就行了.1868年， 英国天文学家W·哈金斯用这种办法测量了 天狼星的视向速度（即物体远离我们而去的速 k/m 度)，得出了46km/s的速度值. ·41·=0022 2 答案：(1)6m/s,水平向左， ,m/s,水平向右 (2)2 5 m/s,水平向左，J 假期作业十三 技能提升台 技能提升 1.C摆钟走时快了说明摆的周期变短了，需要增大单摆的周期， 根据单摆的周期公式T=2π 可知，必须增大摆长，才可能使 g 其走时准确，故A错误；火车过桥时要减速是为了防止桥发生共 振，不是防止火车发生共振，故B错误：挑水的人由于行走，使扁 担和水桶上下振动，当扁担与水桶振动的固有频率等于人迈步 的频率时，发生共振，水桶中的水荡出，挑水时为了防止水从水 桶中荡出，可以加快或减慢走路的步频，故C正确；停在海面的 小船上下振动，是受迫振动，故D错误. 2.A由题图可知，0.2至0.3秒时间内，位移增大，做减速运动，速 度减小，由a= -知加速度增大，故A正确，B错误；0,3至0.4 777 秒时间内，位移方向为y轴负方向且逐渐减小，速度方向沿y轴 正方向且逐渐增大，则动能增大，势能减小，故C、D错误. 3.D小球再次回到A点时所用的时间为一个周期，其中包括了以 L为摆长的简谐运动半个周期和以2L为据长的简谐运动的半 个周期.以L为摆长的运动时间为： 4=×2√g L 入y 以2L为摆长的运动时间为：4=合×2m√ 2 g 则这个摆的周南为：T=十红=(2+1D不√层放A,B.C错 误，D正确. 4.AC由简谐运动的对称性可知，小球经过B、C两点时，小球的 速度大小相等，选项A正确；小球经过B、C两点时，弹簧的形变 量不等，则弹簧的弹性势能不相等，选项B错误；小球做简谐运 动时，若从平衡位置开始运动经过四分之一周期的路程等于A= 10cm,因经过平衡位置附近的速度较大，则经B点向上运动四 分之一个周期，其运动的路程大于10cm,选项C正确；简谐运动 的周期与振幅无关，则若将小球由平衡位置O沿斜面向上拉动5 m后由静止释放，小球运动的周期不变，选项D错误」 5.B 当水波的波长比M、N之间狭缝大得多或者相差不大时，水 波才能发生明显的衍射现象，A错误；题图乙中，M,点为两列波 波峰交点，M点振动加强，B正确；题图乙中，N点为两列波波峰 和波谷交点，N点振动减弱，C错误；波是在不停振动着的，M点 的位移可能为零，D错误， 6.D由题图乙、丙可知，两列波的周期都是T=1s,由v=· 得， 波长λ=vT=0.2×1m=0.2m.因PC=PB=40cm,即两波源 到P点的距离差为波长的整数倍，而t=0时刻两波的振动方向 相反，则P点是振动减弱的点，振幅等于两列波振幅之差，即为 A=40cm-30cm=10cm,故A、B、C错误，D正确. 7.D衍射现象是一切波所特有的现象，两列波遇到宽为3的障 碍物，会发生衍射现象，A错误；孤AB与CD的间距为1m,则这 两列波的波长入=2m,根据波速公式得口=产 =10m/s,B错 误；由题图可知，两列波的波峰能同时到达E点，所以该点振动 加强，C错误：E点为振动加强点，其振幅为10cm,则1s内运动 的路程为s一0.2X4A=2mD正确. 8.C根据波形平移的特点可知，速度为口=子=05m/s二 3 t 6m/s,A正确，不符合题意；根据波形图可知，波长为入=4m,则 有f-” = 6H2=1.5Hz,B正确，不符合题意；该简谱波的周 4 期T= 2 ·s,t=0时平衡位置为x=1m处的质，点位于波 峰，经t=1s,即经过1.5个周期，平衡位置为x=1m处的质点 处于波谷，C错误，符合题意；由于△1=2s=3T,即再经过3个周 期，质点仍在原来位置，所以t=2s时，平衡位置为x=2处的 质点经过平衡位置，D正确，不符合题意. 9.解析：1)由题图甲知小球的直径为15mm十0.1×8mm=15,8mm =1,58cm,摆长等于摆线长与球半径之和，即摆长等于98.29cm, 由题图乙所示停表可知，其示数为1.5min十9.78s=99.78s. (2)根据公式T=2π， 仁可得g=4,测摆长时摆线拉得过紧， T2 所测摆长偏大，由公式可知所测g偏大，故A错误；当摆线松动， 摆长增加了，所测摆长偏小，由公式可知所测g值偏小，故B正 确；开始计时时，停表过迟按下，实验中误将49次全振动记为50 次，均导致所测T偏小，由公式可知，所测g偏大，故C、D错误. 答案：(1)1.5898.2999.78(2)B ·5 高二物理 10.解析：Q点为峰峰相遏点，为振动加强点：S点为峰谷相遇点，振 动减弱，因两列波的振幅相同，则S,点的振幅为0，则从=0到 =0.2s的时间内，S点通过的路程为0. 答案：加强0 11.解析：(1)根据周期公式有T=2π√日 小球做简谐运动，则小球从静止释放到最低点所用的时间为 /1 2 g (2)从静止释放到最低点，由动能定理有 mg(l-lcos 0)2m 根据牛顿第二定律，有Fr一mg=m 联立解得FT=3mg一2mgc0s8. 答案：(1)交L 2 8 (2)3mg-2mgcos 12.解析：(1)如图，设距c点最近的振幅最大的点为d点，a与d的 距离为T1,b与d的距离为r2,d与c的距离为s,波长为入. d 则r2,-A① 由几何关系有r1=l一s② r22=(n1sin60)2+(l-r1cos60)2③ 联立①②③式并代入题给数据得入=子④ (2)设波的频率为f,波的传播速度为v,有v=f入，⑤ 联立@⑤或得。=子几 答案：1)子l(2) 高考冲浪 BD根据题图可知甲波的波长入甲=4m, 根据入甲=vT甲，可得T甲=4s,A错误； 设N左边在平衡位置的质点与N质点平衡位置的距离为x, 根据题图结合1m=2sm危×受） 2 cm, 、4 乙 又6m-2m-2.x=2 可得x=0.5m,入乙=6m,B正确； t=6s时即经过T甲十 士罗，结合同侧法可知M向y轴负方向运 动，C错误； 同理根据入z=oT乙，可得Tz=6s: 根据同侧法可知t=0时N向y轴负方向运动，t=6s时即经过 时间T乙，N仍向y轴负方向运动，D正确.故选B、D, 假期作业十四 技能提升台 技能提升 1.D光的偏振现象说明光是横波，无法说明光是电磁波，A错误； 雨后天空中出现的彩虹是阳光被空气中的小水珠折射后，发生 色散形成的，B错误；露珠呈现的彩色是光的色散现象，C错误； 通过狭缝看太阳光呈现的彩色，符合衍射的条件，所以该现象是 光的衍射现象，D正确」 2.A泊松亮斑是光的衍射现象，A符合题意：沙漠蜃景是光的全 反射现象，B不符合题意；等间距条纹是光的干涉现象，C不符合 题意；太阳光下的肥皂膜是光的干涉现象，D不符合题意， 3.B如图 由几何知识得入射角i=∠ABD=30°，折 射角r=2∠ABD=60°，则此玻璃的折射率 为月=部=，A错误：由几何知识得， 30B 0 BD长度s=2Rc0s30°=√3R,光在玻璃球 内传播的速度0=C ,所以光线从B到D n 的时间为L=三一3迟，B正确：光线在射入B点之前，若沿BA方 向，则不可能在玻璃球内发生折射，C错误；光在传播过程中频率 不变，D错误. 4.B在O点左侧，从E点射入的光线进入玻璃砖后在上表面的入 射角恰好等于全反射的临界角日，则OE=x区域的入射光线经 上表面折射后都能从玻璃砖射出，如图： Eδ