安徽芜湖一中高三理科实验班物理第二轮专题复习精品讲义（八）

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1、专题八 选修3-4精编训练题一、振动和波1一弹簧振子做简谐振动 ,周期为T ,那么()A假设t时刻和(tt)时刻振子运动位移的大小相等、方向相同 ,那么t一定等于T的整数倍B假设t时刻和(tt)时刻振子运动的速度的大小相等、方向相反 ,那么t一定等于T/2的整数倍C假设tT ,那么在t时刻和(tt)时刻振子运动的加速度一定相等D假设tT/2 ,那么在t时刻和(tt)时刻弹簧的长度一定相等解析：此题假设用图象来解决将更直观、方便设弹簧振子的振动图象如图1所示B、C两点的位移大小相等、方向相同 ,但B、C两点的时间间隔tT ,A错误；B、C两点的速度大小相等、方向相反 ,但tT/2 ,B错误；A、

2、D两点间的位移大小和方向均相等 ,又是相邻的两点 ,所以A、D两点的时间间隔tT ,A、D两点的位移大小和方向均相等 ,所以A、D两点的加速度一定相等 ,C正确；A、C两点的时间间隔tT/2 ,A点与C点位移大小相等、方向相反 ,在A点弹簧是伸长的 ,在C点弹簧是压缩的 ,所以在A、C两点弹簧的形变量大小相同 ,而弹簧的长度不相等 ,D错误答案：C2把一个筛子用四根弹簧支起来 ,筛子上装一个电动偏心轮 ,它每转一周给筛子一个驱动力 ,这就做成了一个共振筛 ,筛子自由振动时 ,完成20次全振动用15 s ,在某电压下 ,电动偏心轮转速是88 r/min ,增大电动偏心轮的电压 ,可以使其转速提高

3、；增加筛子质量 ,可以增大筛子的固有周期要使筛子振幅增大 ,以下做法中正确的有()降低输入电压提高输入电压增加筛子质量减小筛子质量AB C D解析：增大振幅 ,应使驱动力的频率与筛子的固有频率接近 ,最好相等由题意知驱动力周期：T驱 s s ,筛子的固有周期：T固 s ,T驱T固方法：可以减小T固 ,即减小筛子质量 ,也可以增加T驱 ,即减小转速 ,降低电压故、正确答案：B3如下图 ,沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线 ,其波速为200 m/s ,以下说法中正确的选项是()A从图示时刻开始 ,经过0.01 s质点a通过的路程为0.4 mB从图示时刻开始 ,质点b比质点a先到

4、平衡位置C假设此波遇到另一列波并产生稳定的干预条纹 ,那么另一列波的频率为50 HzD假设该波在传播中遇到宽约3.999 m的障碍物能发生明显的衍射现象解析：由题图可判断出4 mT/v0.02 s ,经过0.01 s质点a通过的路程为2个振幅即0.4 m应选项A是正确的质点b先向下振动 ,再向上振动 ,而质点a直接向下振动 ,所以质点b比质点a后到平衡位置 ,应选项B是错误的假设此波遇到另一列波并产生稳定的干预条纹 ,那么它们的频率必相等 ,为50 Hz ,应选项C是正确的宽度3.999 m与4 m相差不多 ,所以能发生明显的衍射现象 ,应选项D是正确的答案：ACD4如下图 ,S1、S2是振幅

5、均为A的两个水波波源 ,某时刻它们形成的波峰和波谷分别由实线和虚线表示那么以下说法中正确的选项是()A两列波在相遇区域发生干预B两列波在相遇区域内发生叠加C此时各点的位移是：xA0 ,xB2A ,xC2ADA处振动始终减弱 ,B、C处振动始终加强解析：两列波发生干预的条件是：频率相同 ,相差恒定从图上可知122 ,那么2f1f2 ,这两列波不是相干波 ,故不能产生干预现象两列机械波在相遇区域发生叠加 ,这是波的根本特征之一其结果是：任何一个质点的总位移 ,都等于这两列波引起的位移的矢量和所以B、C选项正确由于频率不同 ,叠加情况会发生变化如C处此时两波峰相遇 ,但经 ,S2在C处是波谷 ,S1

6、那么不是 ,故C处不能始终加强 ,D错答案：BC5同一音叉发出的声波同时在水和空气中传播 ,某时刻的波形曲线见图 ,以下说法正确的选项是()A声波在水中波长较大 ,b是水中声波的波形曲线B声波在空气中波长较大 ,b是空气中声波的波形曲线C水中质点振动频率较高 ,a是水中声波的波形曲线D空气中质点振动频率较高 ,a是空气中声波的波形曲线解析：此题考查波在不同的介质中传播时波长、频率和波速之间的关系 ,以及波的图象等知识 ,意在考查考生对机械波的掌握情况因声波的波速在水中较空气中快 ,而波的频率等于振源的振动频率 ,那么声波在水和空气中传播的频率相同 ,再由vf知 ,声波在水中传播的波长长答案：A

7、6一列波长大于1 m的横波沿着x轴正方向传播 ,处在x11 m和x22 m的两质点A、B的振动图象如下图由此可知()A波长为 mB波速为1 m/sC3 s末A、B两质点的位移相同D1 s末A点的振动速度大于B点的振动速度解析：此题考查振动图象和波的知识 ,意在考查考生理解振动图象的含义及与波的知识由振动图象可知 ,振动的周期为4 s ,3 s末质点A的位移为2 cm ,质点B的位移为零 ,C错；1 s末质点A的振动速度为零 ,质点B的振动速度最大 ,D错；由图可知AB两点相距为 ,所以其波长为 m ,波速为 m/s ,A正确 ,B错答案：A7以下关于简谐运动和简谐波的说法 ,正确的选项是()A

8、媒质中质点振动的周期一定和相应的波的周期相等B媒质中质点振动的速度一定和相应的波的波速相等C波的传播方向一定和媒质中质点振动的方向一致D横波的波峰与波谷在振动方向上的距离一定是质点振幅的两倍解析：媒质中质点振动的速度周期性变化 ,而简谐波的波速不变 ,两者不相等 ,故B选项错；横波中波的传播方向和媒质中质点振动方向垂直 ,C选项错答案：AD8一简谐横波以4m/s的波速沿x轴正方向传播t0时的波形如图7示 ,那么()A波的周期为1sBx0处的质点在t0时向y轴负向运动Cx0处的质点在ts时速度为0Dx0处的质点在ts时速度值最大解析：根据题图可知 ,波长4 m ,那么周期T/v1 s ,选项A正

9、确；波沿x轴正方向传播 ,那么x0处的质点在t0时向y轴负向运动 ,选项B正确；x0处的质点经过 s(T/4)到达平衡位置下方但没有到达负向最大位移处 ,因而选项C、D均错答案：AB9一列简谐横波以1 m/s的速度沿绳子由A向B传播质点A、B间的水平距离x3 m ,如下图假设t0时质点A刚从平衡位置开始向上振动 ,其振动方程为y2sint cm.那么B点的振动图象为以下图中的()解析：T4 s ,vT4 m ,从A传到B需3 s ,且B点起振动方向向上 ,B对答案：B10单摆测定重力加速度的实验中 (1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径 ,示数如图甲所示 ,该摆球的直径d_ mm.(2)

10、接着测量了摆线的长度为l0 ,实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示 ,那么重力加速度的表达式g_(用题目中的物理量表示)(3)某小组改变摆线长度l0 ,测量了多组数据在进行数据处理时 ,甲同学把摆线长l0作为摆长 ,直接利用公式求出各组重力加速度值再求出平均值；乙同学作出T2l0图象后求出斜率 ,然后算出重力加速度两同学处理数据的方法对结果的影响是：甲_ ,乙_(填“偏大、“偏小或“无影响)解析：(1)从游标卡尺上读出摆球直径d14.15 mm.(2)由Ft图象 ,单摆周期T4t0 ,摆长ll0根据T2 ,g(3)实际摆长为l0d ,故甲同学测量结果偏小 ,而乙同学处

11、理数据的方法对测量结果无影响答案：(1)14.15(2)(3)偏小无影响11两个同学做“利用单摆测重力加速度的实验：(1)甲同学测得g值偏小 ,其可能原因是()A测摆线长时 ,摆线拉得过紧B摆线未系牢 ,摆动中松弛了C实验中误将49次全振动数计为50次D实验中误将51次全振动数计为50次(2)乙同学做实验时 ,一时找不到摆球 ,就用重锤代替摆球 ,两次分别用不同的摆长做实验 ,测摆长时只测摆线长 ,其长度分别为l1和l2 ,并相应测出其周期为T1和T2 ,要用上述测量的数据正确计算出g值 ,那么他计算重力加速度的表达式应为：g_.解析：(1)由g.假设g偏小 ,那么l测量值比真实值小或T测量值

12、比真实值大 ,故B ,D选项正确(2)设重锤的等效半径为r ,由g ,得g ,g.由以上两式解得g.答案：(1)BD(2)12一列横波如下图 ,波长8 m ,实线表示t10时刻的波形图 ,虚线表示t20.005 s时刻的波形图那么： (1)波速多大？(2)假设2Tt2t1T ,波速又为多大？(3)假设T0.67 ,因此光线ab在AB面会发生全反射光线在CD面的入射角rr30根据n ,光线在CD面的出射光线与法线的夹角iiarcsin 0.75.答案：(1)arcsin0.75(2)3.77107m(3)arcsin0.7511某有线制导导弹发射时 ,在导弹发射基地和地导弹间连一根细如蛛丝的特制

13、光纤(像放风筝一样) ,它双向传输信号 ,能到达有线制导作用光纤由纤芯和包层组成 ,其剖面如图15所示 ,其中纤芯材料的折射率n12 ,包层折射率n2 ,光纤长度为3103 m(当光从折射率为n1的介质射入折射率为n2的介质时 ,入射角1、折射角2间满足关系：n1sin1n2sin2) (1)试通过计算说明从光纤一端入射的光信号是否会通过包层“泄漏出去；(2)假设导弹飞行过程中 ,将有关参数转变为光信号 ,利用光纤发回发射基地经瞬间处理后转化为指令光信号返回导弹 ,求信号往返需要的最长时间解析：(1)由题意在纤芯和包层分界面上全反射临界角C满足：n1sinCn2sin 90得：C60 ,当在端面上的入射角最大(1m90)时 ,折射角2也最大 ,在纤芯与包层分界面上的入射角1最小在端面上：1m90时 ,n1得：2m30这时1 min903060C ,所以 ,在所有情况中从端面入射到光纤中的信号都不会从包层中“泄漏出去(2)当在端面上入射角最大时所用的时间最长 ,这时光在纤芯中往返的总路程：s ,光纤中光速：v信号往返需要的最长时间tmax.代入数据tmax8105s.6 / 6