专题01 机械振动和机械波（期中真题汇编，上海专用）高二物理下学期

专题01 机械振动和机械波 1．(24-25高二下·上海第二中学·期中)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 二、综合题 在单摆摆动过程中，摆球在竖直平面内沿圆弧做往复运动。（g取） 2．(24-25高二下·上海育才中学·期中)单摆的摆动可能是一种（　　） A．匀速运动 B．匀变速运动 C．简谐运动 3．(24-25高二下·上海育才中学·期中)某单摆的振动图像如图所示， （1）该单摆的摆长为_____m。（结果保留一位有效数字） （2）时，摆球的运动方向为_____ 4．(24-25高二下·上海育才中学·期中)单摆在小角度范围内摆动过程中，下列图像中能正确反映摆球所受回复力和位移关系的是（    ） A． B． C． D． 5．(24-25高二下·上海育才中学·期中)单摆摆动过程中动能和重力势能随时间变化的图像如图所示，其中虚线表示重力势能的变化。、两点分别在两条图线的最高点，则、两点分别对应摆球运动过程中的（　　） A．最高点、最高点 B．最低点、最高点 C．最高点、最低点 D．最低点、最低点 6．(24-25高二下·上海育才中学·期中)在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中， （1）测得摆长后，让小球做小角度摆动，测量小球多次全振动的时间。计时开始时刻，小球应处于( ) A．左侧最高点    B．平衡位置    C．右侧最高点 （2）改变摆线的长度，重复几次实验。测得多组摆长和周期的数据，得到如图所示的图线，若直线的斜率为，则当地的重力加速度大小为_____。 （3）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将( ) A．偏大        B．偏小        C．不变 7．(24-25高二下·上海育才中学·期中)小明用拉力传感器替代光电门传感器，按图（丙）所示安装好。摆球在小角度摆动的过程中，启动计算机软件，得到图（丁）所示的图像。根据图（丁），可计算出的物理量有（为已知量）（　　） A．摆线长 B．摆球质量 C．摆角 D．摆球的最大速度 E．摆球运动的周期 F．摆球运动的振幅 8．(24-25高二下·上海育才中学·期中)某单摆摆长为l，平衡位置O离地高度为h，小球摆动到O点时细绳恰好断开，小球落地点到O的水平距离为x，当地重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： （1）小球在O点处时的速度大小v_____； （2）单摆的摆角θ_____。 悬锤静候，因重力而兴舞；摆线轻牵，借周期以复回。动止有法，高低错落皆循理；往返有常，左右参差亦守规。 9．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（多选）如图，将单摆的摆球从最低点B在竖直平面内向右缓慢拉开一个偏角θ（），并从A点静止释放，C为左侧最高点，摆长为L，重力加速度为g，不计空气阻力。刚释放摆球的瞬间，摆球（　　） A．合力为零 B．向心力为零 C．回复力为零 D．合力沿切线a的方向 10．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（计算）接上题，若摆球质量为m，静止在最低点B时，给摆球一个水平向左的冲量I，使得摆球能够继续绕悬挂点O在竖直平面内做一个完整的圆周运动，则需要的最小冲量为多大？ 11．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)如图（a），某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端为力传感器，可测摆绳上的张力F。 （1）图（b）为F随时间t变化的图像，在0~1s内，摆球在最低点的时刻为__________s，该单摆的周期T=__________s。 （2）该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T，描点作出图线，如图（c）图线的横、纵截距为和q，则重力加速度_________；摆球的直径___________。 “蜻蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜓“点水”会在水面上形成水波。把水波看成是简单的机械横波。 12．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)下列说法正确的是（　　） A．物体作机械振动，一定产生机械波 B．机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移 C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 D．机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去 13．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)蜻蜓连续“点水”于平静水面的S处，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，S是波源位置。产生这一现象的可能原因（　　） A．蜻蜓振动强度逐渐增强 B．蜻蜓振动强度逐渐减弱 C．蜻蜓振动频率逐渐加大 D．蜻蜓振动频率逐渐减小 14．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)如图所示为某时刻（t=0）的波形图。此时P点沿y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__________（选填“向左”或“向右”），其波速为__________m/s，质点N振动的位移y随时间变化t的关系是__________。 15．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)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． 16．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)图a为两只蜻蜓点水得到的水面波形图，这是波的__________现象，该现象的产生条件为_____________________________，用实线表示波峰，虚线表示波谷，波的俯视图样如图b所示，C点为AB连线的中点，则图示时刻C点的振动方向__________（选填“向上”或“向下”）。 弹簧振子是一种典型的振动，它的这种振动可以称为简谐运动。简谐运动是最简单、最基本的振动。 17．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等，但方向相反，则这两个时刻振子的（　　） A．速度一定大小相等，方向相反 B．加速度一定大小相等，方向相反 C．位移一定大小相等，但方向不一定相反 D．以上三项都不一定大小相等方向相反 18．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（多选）如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.5kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为k=50N/m B．此题选取竖直向上为正方向 C．小球运动到最高点时弹簧弹力为0 D．t=0.25s时小球相对平衡位置的位移y=5m 19．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（计算）已知弹簧的弹性势能大小为。如图所示，一劲度系数为k=2×102N/m的轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量m=0.5kg的物块，静止在弹簧原长位置O点。t=0时，使物块以v0=2m/s开始向右运动，0.5s时速度减为0，（不计空气阻力和桌面的摩擦力）求： （1）0~0.5s，物块的运动情况为___________________________________________； （2）弹簧的最大伸长量xm____________； （3）物块的最大加速度am____________； （4）规定向右为正方向，画出物块的位移−时间图像（至少画出一个周期）____________。 2024年9月的中秋，台凤“贝碧嘉”登陆上海。上海中心里的镇楼神器——“上海慧眼”在默默地守护着这座摩天大楼，如图（a）所示。 “上海慧眼”是一个阻尼器，位于大楼的顶层。它由钢索悬吊起一个带有底盘的重物构成，如图（b）所示。当传感器探测到大楼受到风力晃动时，计算机系统会控制阻尼器朝着与大楼晃动的反方向运动。 20．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)钢索对阻尼器的拉力是由于（　　）的形变而产生的。 A．钢索 B．阻尼器 21．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)若把某段时间内阻尼器的运动看成水平方向的等幅简谐振动，振幅为70cm，摆长为25m，g取10m/s2，则一个周期内阻尼器经过的路程为_________cm，运动的时间为_________s。（保留三位有效数字） 22．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)台风时期，阻尼器的振动（　　）受迫振动。 A．是 B．不是 23．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)设t0时刻阻尼器的机械能为E0，之后t1时刻阻尼器的机械能为E1，如图（c）所示。该过程中，控制系统对阻尼器（　　） A．不做功 B．做负功 C．做正功 地球上每年会发生500多万次地震。地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动，以机械波的形式从震中向外传播。地震时震源同时发出纵波和横波，纵波和横波在地表附近被认为是匀速传播的。 24．(24-25高三上·上海金山区·期末)震源发出的一列横波在一个周期内传播的距离是（　　） A．一个振幅 B．四个振幅 C．一个波长 D．四个波长 25．(24-25高三上·上海金山区·期末)震源发出的横波波速为4km/s，纵波波速为7km/s，如图为地震记录仪记录的某次地震情况。 （1）先到达记录仪的a波是震源发出的( ) A．横波        B．纵波 （2）若两种波到达记录仪的时间相差Δt=120s，则记录仪所处位置与震源间的距离为_____km。 26．(24-25高三上·上海金山区·期末)某次地震使海水起伏形成海浪，可以近似将海浪看成横波。 （1）已知海水越深，海浪的传播速度越大。则海水越深，海浪的波长( ) A．越大        B．一样        C．越小 （2）甲、乙两艘渔船停泊在海边，当海浪经过时，两船随海面每分钟上下浮动20次。已知两船相距18m（两船连线与波的传播方向一致）。甲船处于海浪的波峰时，乙船在波谷，在两船之间还有一个波峰。则海浪的波长λ和海浪传播的速度大小v分别为( ) A．λ=36m，v=12m/s        B．λ=12m，v=4m/s C．λ=36m，v=108m/s        D．λ=12m，v=36m/s “蜻蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜓“点水”会在水面上形成水波。 27．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波近似看作简谐横波。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，则质点M、N在轴方向上的距离为______； （2）质点N振动的位移随时间变化的关系是______。 28．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿轴正向飞行，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． 29．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)（多选）平静水面上的处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），、、三点与的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，在波谷与平衡位置的高度差为，、在不同的波峰上。已知波速为，、在水平方向的距离为。下列说法正确的是（　　） A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C．从图示时刻起，经过时间，、之间的距离增大 D．从图示时刻开始计时，点的振动方程是 30．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)生活中常见“蜻蜓点水”的现象，某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后水面开始上下做简谐运动，在水面上激起的水波的波长为0.8m。水面上蜻蜓点水处右侧有两片树叶，其振动图像如图甲、乙所示。两片树叶之间的距离可能为（　　） A．1.2m B．1.4m C．1.8m D．2m 测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述，指将被测量与具有计量单位的标准量在数值上进行比较，从而确定二者比值的实验认识过程。 31．(24-25高二下·上海育才中学·期中)一位同学用“插针法”测两面平行的玻璃砖的折射率 （1）该同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作垂线分别交于B点和D点，如图所示。测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n=______（用图中线段字母表示） （2）这种方法能否测量两面不平行的玻璃砖的折射率( ) A．能        B．否 32．(24-25高二下·上海育才中学·期中)（1）如图所示，在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，为减小实验误差，应测量( ) A．相邻明条纹的间距 B．相邻暗条纹的间距 C．不相邻明条纹的间距 D．不相邻暗条纹的间距 （2）（多选）观察在光屏上形成的双缝干涉条纹，下面叙述正确的是( ) A．仅将光屏移近双缝，光屏上干涉条纹间距变窄 B．仅将激光器移近双缝，光屏上干涉条纹间距变宽 C．仅增大双缝中两狭缝之间的距离，光屏上干涉条纹间距变窄 D．仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，光屏上干涉条纹间距变宽 （3）在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比( ) A．增加            B．不变            C．减小 （4）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，拍摄的照片与刻度尺放在一起如图所示，实验中双缝到光屏的距离为0.500m，所用的是双缝间距为0.18mm的双缝片，则实验中所用单色光的波长为______m（结果保留两位有效数字）。 33．(24-25高二下·上海育才中学·期中)如图为两波源S1、S2在水槽中产生的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。为使两波在相遇区域能发生干涉，应（　　） A．增大S1与S2的间距 B．降低S1的振动周期 C．将槽中的水换成油 D．增大S2的振动频率 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 机械振动和机械波 1．(24-25高二下·上海第二中学·期中)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】(1) (2)C 【解析】【小题1】振子的振动周期 单摆的周期 根据题意有 解得 【小题2】为使测量准确、方便，振动次数p、q宜取几十次。 故选C。 二、综合题 在单摆摆动过程中，摆球在竖直平面内沿圆弧做往复运动。（g取） 2．(24-25高二下·上海育才中学·期中)单摆的摆动可能是一种（　　） A．匀速运动 B．匀变速运动 C．简谐运动 3．(24-25高二下·上海育才中学·期中)某单摆的振动图像如图所示， （1）该单摆的摆长为_____m。（结果保留一位有效数字） （2）时，摆球的运动方向为_____ 4．(24-25高二下·上海育才中学·期中)单摆在小角度范围内摆动过程中，下列图像中能正确反映摆球所受回复力和位移关系的是（    ） A． B． C． D． 5．(24-25高二下·上海育才中学·期中)单摆摆动过程中动能和重力势能随时间变化的图像如图所示，其中虚线表示重力势能的变化。、两点分别在两条图线的最高点，则、两点分别对应摆球运动过程中的（　　） A．最高点、最高点 B．最低点、最高点 C．最高点、最低点 D．最低点、最低点 6．(24-25高二下·上海育才中学·期中)在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中， （1）测得摆长后，让小球做小角度摆动，测量小球多次全振动的时间。计时开始时刻，小球应处于( ) A．左侧最高点    B．平衡位置    C．右侧最高点 （2）改变摆线的长度，重复几次实验。测得多组摆长和周期的数据，得到如图所示的图线，若直线的斜率为，则当地的重力加速度大小为_____。 （3）若将摆线长度误认为摆长，仍用上述图像法处理数据，得到的重力加速度值将( ) A．偏大        B．偏小        C．不变 7．(24-25高二下·上海育才中学·期中)小明用拉力传感器替代光电门传感器，按图（丙）所示安装好。摆球在小角度摆动的过程中，启动计算机软件，得到图（丁）所示的图像。根据图（丁），可计算出的物理量有（为已知量）（　　） A．摆线长 B．摆球质量 C．摆角 D．摆球的最大速度 E．摆球运动的周期 F．摆球运动的振幅 8．(24-25高二下·上海育才中学·期中)某单摆摆长为l，平衡位置O离地高度为h，小球摆动到O点时细绳恰好断开，小球落地点到O的水平距离为x，当地重力加速度大小为g，不计空气阻力。求： （1）小球在O点处时的速度大小v_____； （2）单摆的摆角θ_____。 【答案】2．C 3． 4 轴负方向 4．D 5．B 6． B C 7．BCDEF 8． 【解析】2．单摆是一种简谐运动。 故选C。 3．[1]由图可知，单摆的周期为，结合单摆周期公式 可得该单摆的摆长为 [2]由图可知，时，摆球的运动方向为轴负方向。 4．根据简谐振动的回复力特点可知，回复力F和位移x关系为斜率为负的正比例函数。 故选D。 5．由图可知A点的动能最大，则速度最大，摆球在最低点，B点的重力势能最大，则位移最大，在最高点。 故选B。 6．（1）为方便计时，计时开始时刻，小球应处于平衡位置。 故选B。 （2）单摆周期公式有 解得 结合图像有 可得，地的重力加速度大小为。 （3）若将摆线长误认为摆长，则有 整理可得 仍用上述图像法处理数据，图线斜率不变，故得到的重力加速度值不变。 故选C。 7．AE．根据题意，由图可知，单摆的周期为 由周期公式 可得，单摆的摆长为 摆长等于摆球半径加摆线长，摆球半径未知，则摆线长不可求，故A不符合题意，E符合题意； BCDF．根据题意，结合图可知，在最高点，拉力最小为，则有 在最低点，拉力最大为，则有 从最高点到最低点，由机械能守恒定律有 解得，， 可得 又有振幅 故BCDF符合题意。 故选BCDEF。 8．（1）细绳断开后，小球做平抛运动，则有， 联立解得 （2）从最高点到最低点，由机械能守恒定律有 解得 则单摆的摆角 悬锤静候，因重力而兴舞；摆线轻牵，借周期以复回。动止有法，高低错落皆循理；往返有常，左右参差亦守规。 9．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（多选）如图，将单摆的摆球从最低点B在竖直平面内向右缓慢拉开一个偏角θ（），并从A点静止释放，C为左侧最高点，摆长为L，重力加速度为g，不计空气阻力。刚释放摆球的瞬间，摆球（　　） A．合力为零 B．向心力为零 C．回复力为零 D．合力沿切线a的方向 10．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（计算）接上题，若摆球质量为m，静止在最低点B时，给摆球一个水平向左的冲量I，使得摆球能够继续绕悬挂点O在竖直平面内做一个完整的圆周运动，则需要的最小冲量为多大？ 11．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)如图（a），某同学用单摆测当地重力加速度，绳子上端为力传感器，可测摆绳上的张力F。 （1）图（b）为F随时间t变化的图像，在0~1s内，摆球在最低点的时刻为__________s，该单摆的周期T=__________s。 （2）该同学测量了摆线长度L，通过改变L，测得6组对应的周期T，描点作出图线，如图（c）图线的横、纵截距为和q，则重力加速度_________；摆球的直径___________。 【答案】9．BD 10． 11． 0.7 1.6 2p 【解析】9．AD．刚释放摆球的瞬间，开始加速运动，合力不为零，受力分析可得 方向沿切线a的方向，故A错误，D正确； B．刚释放摆球的瞬间，速度为零，根据向心力表达式可知，向心力为0，故B正确； C．小球在竖直面内做简谐运动，此时位于最大位移处，回复力最大，故C错误。 故选BD。 10．小球恰好能通过最高点速度为，重力提供向心力，有 从最低点到最高点过程中机械能守恒，取最低点为零势能点，设摆球在最低点速度为，则 根据动量定理 联立可得 11．[1]小球在最低点时绳子上的力最大，故在0~1s内，摆球在最低点的时刻为。 [2]小球在最高点时绳子上的力最小，相连最高点和最低点的时间间隔 可得 [3] [4] 由单摆周期公式有 整理有 所以图像的斜率为 结合题图，整理有 又由纵轴截距 综合解得摆球的直径 “蜻蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜓“点水”会在水面上形成水波。把水波看成是简单的机械横波。 12．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)下列说法正确的是（　　） A．物体作机械振动，一定产生机械波 B．机械波在传播过程中，介质中的质点随波迁移 C．如果波源停止振动，在介质中传播的波动也立即停止 D．机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去 13．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)蜻蜓连续“点水”于平静水面的S处，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，S是波源位置。产生这一现象的可能原因（　　） A．蜻蜓振动强度逐渐增强 B．蜻蜓振动强度逐渐减弱 C．蜻蜓振动频率逐渐加大 D．蜻蜓振动频率逐渐减小 14．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)如图所示为某时刻（t=0）的波形图。此时P点沿y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__________（选填“向左”或“向右”），其波速为__________m/s，质点N振动的位移y随时间变化t的关系是__________。 15．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)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． 16．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)图a为两只蜻蜓点水得到的水面波形图，这是波的__________现象，该现象的产生条件为_____________________________，用实线表示波峰，虚线表示波谷，波的俯视图样如图b所示，C点为AB连线的中点，则图示时刻C点的振动方向__________（选填“向上”或“向下”）。 【答案】12．D 13．C 14． 向左 4 15．A 16． 干涉 相干波源 向下 【解析】12．A．产生机械波的条件是有波源和介质，故A错误； B．介质只在平衡位置附近振动，并不会随波迁移，故B错误； C．波源停止振动，波不会立即停止，故C错误； D．机械波传播的是“机械振动”这种振动形式，同时也将波源的能量传递出去，故D正确。 故选D。 13．由图可知，波长越来越小，根据，可知频率逐渐加大，故选C。 14．[1]根据“同侧法”可判断波传播的方向为向左。 [2]P点前一个处于平衡位置的质点在x=4m处，“处于平衡位置”的状态要传播3m，即才能到P点，对应时间为，故，T=2s 由波长、波速和周期的关系，可得 [3]利用“同侧法”可知t=0时刻处于平衡位置的质点N振动方向为y轴负方向，则初相为，代入数据，可得其振动方程为。 15．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A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。 16．[1]能观察到水面波有明显的加强、减弱区域，故这是波的干涉现象。 [2]相干波才能产生干涉现象，故波源是相干波源。 [3]B点处于波谷，A点处于波峰，波由B向A传播，此时C点处于平衡位置，根据“同侧法”可判断C点的振动方向向下。 弹簧振子是一种典型的振动，它的这种振动可以称为简谐运动。简谐运动是最简单、最基本的振动。 17．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)一个弹簧振子在光滑的水平面上做简谐运动，其中有两个时刻弹簧振子的弹力大小相等，但方向相反，则这两个时刻振子的（　　） A．速度一定大小相等，方向相反 B．加速度一定大小相等，方向相反 C．位移一定大小相等，但方向不一定相反 D．以上三项都不一定大小相等方向相反 18．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（多选）如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端系一质量为m=0.5kg的小球，小球静止时弹簧伸长量为10cm。现使小球在竖直方向上做简谐运动，从小球在最低点释放时开始计时，小球相对平衡位置的位移y随时间t变化的规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为k=50N/m B．此题选取竖直向上为正方向 C．小球运动到最高点时弹簧弹力为0 D．t=0.25s时小球相对平衡位置的位移y=5m 19．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)（计算）已知弹簧的弹性势能大小为。如图所示，一劲度系数为k=2×102N/m的轻弹簧一端固定，另一端连接一个质量m=0.5kg的物块，静止在弹簧原长位置O点。t=0时，使物块以v0=2m/s开始向右运动，0.5s时速度减为0，（不计空气阻力和桌面的摩擦力）求： （1）0~0.5s，物块的运动情况为___________________________________________； （2）弹簧的最大伸长量xm____________； （3）物块的最大加速度am____________； （4）规定向右为正方向，画出物块的位移−时间图像（至少画出一个周期）____________。 【答案】17．B 18．AC 19． 加速度增大的减速运动 0.1m 40m/s2 【解析】17．A．两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，则两个时刻弹簧振子关于平衡位置对称，所以速度可以相同，也可以相反，故A错误； B．两个时刻弹簧对振子的弹力大小相等，但方向相反，则两个时刻弹簧振子关于平衡位置对称，所以回复力大小一定相等，方向相反，因此加速度一定大小相等，方向相反，故B正确； C．由简谐运动可得F=−kx，回复力与位移方向相反，大小成正比，所以位移一定大小相等，方向相反，故C错误； D．由以上ABC选项可得，故D错误。 故选B。 18．A．小球静止时弹簧伸长量为x=10cm=0.1m 由F=mg=kx得，k=50N/m，故A正确； B．小球在最低点释放时开始计时，此时位移为正，可知，此题选取竖直向下为正方向，故B错误； C．可知以小球悬挂在弹簧下静止处为平衡位置，则当运动到最高处时，向上位移了10cm，可知小球静止时弹簧伸长量为10cm，故可知小球运动到最高处时弹簧回复了原长，即弹簧的弹力为0，故C正确； D．由振动图像读出，周期为T=2s，振幅A=10cm 由可知圆频率 则位移x随时间t变化的关系式为 则时小球相对平衡位置的位移为，故D错误。 故选AC。 19．[1]物块的振动周期T=0.5×4=2s，，物块0~0.5s内向右做加速度增大的减速运动。 [2][3]由得 最大位移为 此时加速度最大 [4] 2024年9月的中秋，台凤“贝碧嘉”登陆上海。上海中心里的镇楼神器——“上海慧眼”在默默地守护着这座摩天大楼，如图（a）所示。 “上海慧眼”是一个阻尼器，位于大楼的顶层。它由钢索悬吊起一个带有底盘的重物构成，如图（b）所示。当传感器探测到大楼受到风力晃动时，计算机系统会控制阻尼器朝着与大楼晃动的反方向运动。 20．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)钢索对阻尼器的拉力是由于（　　）的形变而产生的。 A．钢索 B．阻尼器 21．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)若把某段时间内阻尼器的运动看成水平方向的等幅简谐振动，振幅为70cm，摆长为25m，g取10m/s2，则一个周期内阻尼器经过的路程为_________cm，运动的时间为_________s。（保留三位有效数字） 22．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)台风时期，阻尼器的振动（　　）受迫振动。 A．是 B．不是 23．(24-25高二下·上海杨思高级中学·期中)设t0时刻阻尼器的机械能为E0，之后t1时刻阻尼器的机械能为E1，如图（c）所示。该过程中，控制系统对阻尼器（　　） A．不做功 B．做负功 C．做正功 【答案】20．A 21． 280 9.93 22．A 23．C 【解析】20．根据弹力产生的本质可知，钢索对阻尼器的拉力是由于钢索的形变而产生的。 故选A。 21．[1]把某段时间内阻尼器的运动看成水平方向的等幅简谐振动，振幅为70cm，摆长为25m，则一个周期内阻尼器经过的路程为 [2]运动的时间为 22．由题意可知大楼在风力作用下做受迫振动，阻尼器在计算机系统控制朝着与大楼晃动的反方向运动。可知阻尼器也是做受迫振动。 故选A。 23．由图（c）所示，阻尼器的机械能增加，则控制系统对阻尼器做正功。 故选C。 地球上每年会发生500多万次地震。地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动，以机械波的形式从震中向外传播。地震时震源同时发出纵波和横波，纵波和横波在地表附近被认为是匀速传播的。 24．(24-25高三上·上海金山区·期末)震源发出的一列横波在一个周期内传播的距离是（　　） A．一个振幅 B．四个振幅 C．一个波长 D．四个波长 25．(24-25高三上·上海金山区·期末)震源发出的横波波速为4km/s，纵波波速为7km/s，如图为地震记录仪记录的某次地震情况。 （1）先到达记录仪的a波是震源发出的( ) A．横波        B．纵波 （2）若两种波到达记录仪的时间相差Δt=120s，则记录仪所处位置与震源间的距离为_____km。 26．(24-25高三上·上海金山区·期末)某次地震使海水起伏形成海浪，可以近似将海浪看成横波。 （1）已知海水越深，海浪的传播速度越大。则海水越深，海浪的波长( ) A．越大        B．一样        C．越小 （2）甲、乙两艘渔船停泊在海边，当海浪经过时，两船随海面每分钟上下浮动20次。已知两船相距18m（两船连线与波的传播方向一致）。甲船处于海浪的波峰时，乙船在波谷，在两船之间还有一个波峰。则海浪的波长λ和海浪传播的速度大小v分别为( ) A．λ=36m，v=12m/s        B．λ=12m，v=4m/s C．λ=36m，v=108m/s        D．λ=12m，v=36m/s 【答案】24．C 25． B 1120 26． A B 【解析】24．根据 可知一列横波在一个周期内传播的距离是一个波长。 故先C。 25．[1]在地震波中，纵波传播速度比横波快，所以先到达记录仪的a波是纵波。 故选B。 [2]根据题意有 代入题中数据，解得 26．[1]传播过程，波的频率不变，根据 海水越深，海浪的传播速度越大，可知波长越大。 故选A。 [2]两船随海面每分钟上下浮动20次，可知周期 甲船处于海浪的波峰时，乙船在波谷，在两船之间还有一个波峰,可知 可知 波速 故选B。 “蜻蜓点水”的字面意思是蜻蜓轻轻触碰水面，蜻蜓“点水”会在水面上形成水波。 27．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)蜻蜓连续“点水”于平静水面处，形成的水波近似看作简谐横波。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，则质点M、N在轴方向上的距离为______； （2）质点N振动的位移随时间变化的关系是______。 28．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)蜻蜓在水面上“点水”飞行。若蜻蜓沿轴正向飞行，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． 29．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)（多选）平静水面上的处一蜻蜓点水形成一列水波向四周传播（可视为简谐波），、、三点与的振动平衡位置在同一条直线上。图示时刻，在波谷与平衡位置的高度差为，、在不同的波峰上。已知波速为，、在水平方向的距离为。下列说法正确的是（　　） A．A点振动频率为 B．到达第一个波峰的时刻，C比A滞后 C．从图示时刻起，经过时间，、之间的距离增大 D．从图示时刻开始计时，点的振动方程是 30．(24-25高二下·上海曹阳第二中学·期中)生活中常见“蜻蜓点水”的现象，某同学观察到平静的湖水面上蜻蜓点水后水面开始上下做简谐运动，在水面上激起的水波的波长为0.8m。水面上蜻蜓点水处右侧有两片树叶，其振动图像如图甲、乙所示。两片树叶之间的距离可能为（　　） A．1.2m B．1.4m C．1.8m D．2m 【答案】27． 28．A 29．AD 30．BC 【解析】27．[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，即有 由图可知周期为T=2t0 则该波的波长为 故质点M、N在轴方向上的距离为 [2]由图b可知，质点N振动的振幅为A，周期为，故其角频率为 设质点N的振动方程为 结合振动图像可知，当时， 代入解得 质点N的振动方程为 28．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。 29．A．由图可知波长为，波速为v，则频率，A正确； B．由图可知， 则到达第一个波峰的时刻，C比A滞后，B错误； C．由于BC只在竖直方向上运动，故BC距离不变，C错误； D．质点振动的角频率 从图示时刻开始计时，点的振动方程是，D正确。 故选AD。 30．AD．由图像可知，树叶振动的周期 则波速为 若波由甲传到乙，则有 可知，当时， 当波由乙传到甲，则有 当时， 均不符合题意；同理可得时，可得或，故AD错误； BC．同理可得，若波由甲传到乙，则有 当时， 当波由乙传到甲，则有 当时，，故BC正确。 故选BC。 测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述，指将被测量与具有计量单位的标准量在数值上进行比较，从而确定二者比值的实验认识过程。 31．(24-25高二下·上海育才中学·期中)一位同学用“插针法”测两面平行的玻璃砖的折射率 （1）该同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OO'延长线于C点，过A点和C点作垂线分别交于B点和D点，如图所示。测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n=______（用图中线段字母表示） （2）这种方法能否测量两面不平行的玻璃砖的折射率( ) A．能        B．否 32．(24-25高二下·上海育才中学·期中)（1）如图所示，在“用双缝干涉实验测量光的波长”的实验中，通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，为减小实验误差，应测量( ) A．相邻明条纹的间距 B．相邻暗条纹的间距 C．不相邻明条纹的间距 D．不相邻暗条纹的间距 （2）（多选）观察在光屏上形成的双缝干涉条纹，下面叙述正确的是( ) A．仅将光屏移近双缝，光屏上干涉条纹间距变窄 B．仅将激光器移近双缝，光屏上干涉条纹间距变宽 C．仅增大双缝中两狭缝之间的距离，光屏上干涉条纹间距变窄 D．仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，光屏上干涉条纹间距变宽 （3）在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比( ) A．增加            B．不变            C．减小 （4）在某次实验中，用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹，拍摄的照片与刻度尺放在一起如图所示，实验中双缝到光屏的距离为0.500m，所用的是双缝间距为0.18mm的双缝片，则实验中所用单色光的波长为______m（结果保留两位有效数字）。 33．(24-25高二下·上海育才中学·期中)如图为两波源S1、S2在水槽中产生的波形，其中实线表示波峰，虚线表示波谷。为使两波在相遇区域能发生干涉，应（　　） A．增大S1与S2的间距 B．降低S1的振动周期 C．将槽中的水换成油 D．增大S2的振动频率 【答案】31． A 32． C AC B 33．B 【解析】31．[1]光在O点发生折射时，令入射角与折射角分别为、，则有 根据几何关系有， 其中 解得 [2]若玻璃砖上下两面不平行，利用上述方法测量时，光在O点发生折射时仍然能够确定入射角与折射角的正弦值，即这种方法能测量两面不平行的玻璃砖的折射率。 故选A。 32．[1]通过显示屏的双缝干涉图样获得条纹间距时，由于明条纹的中心便于确定，可知，应测量明条纹中心之间的间距，又由于相邻明条纹中心间距较小，为减小实验误差，应先测量多条明条纹中心间距，令第一条明条纹中心测量值为，第n条明条纹中心测量值为，则相邻明条纹中心间距为，可知，应测量不相邻明条纹的间距。 故选C。 [2]A．根据 仅将光屏移近双缝时，L减小，则光屏上干涉条纹间距变窄，故A正确； B．根据 条纹间距与光源到双缝间距无关，可知，仅将激光器移近双缝，光屏上干涉条纹间距不变，故B错误； C．根据 仅增大双缝中两狭缝之间的距离，d增大，可知，光屏上干涉条纹间距变窄，故C正确； D．根据 仅将红色光源的激光器换成蓝色光源的激光器，波长减小，可知，光屏上干涉条纹间距变窄，故D错误。 故选AC。 [3]偏振片不改变光的波长，根据 可知，在激光器和双缝之间加入一个与光束垂直放置的偏振片，测得的干涉条纹间距与不加偏振片时相比不变。 故选B。 [4]根据图示可知，0刻线对齐第一条明条纹中心，第8条明条纹中心刻线为1.10cm，则相邻明条纹中心间距 根据 解得 33．BD．介质相同，则波传播速度一定，根据图示可知，波源S1传播的波长大一些，根据 可知，波源S1的频率小一些，周期大一些，为了发生稳定的干涉图样，需要使两波源的频率或周期相等，即可以降低S1的振动周期，或者减小S2的振动频率，故B正确，D错误； AC．为了发生稳定的干涉图样，需要使两波源的频率或周期相等，与S1与S2的间距和槽中的介质无关，故AC错误。 故选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $