【核動力】2022屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)33-第12章-波與相對論1-

課時作業(yè)(三十三)(時間：45分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分，每小題至少有一個選項正確，把正確選項前的字母填在題后括號內(nèi))1．一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動時，其振動圖像如圖所示．由圖可知，在t1和t2時刻，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的()A．位移相同B．回復(fù)力相同C．速度相同D．加速度相同【解析】從題圖中可以看出在t1和t2時刻，質(zhì)點(diǎn)的位移大小相等、方向相反．則在t1和t2時刻質(zhì)點(diǎn)所受的回復(fù)力大小相等、方向相反，加速度大小相等、方向相反，A、B、D錯誤；在t1和t2時刻，質(zhì)點(diǎn)都是從負(fù)最大位移向正最大位移運(yùn)動，速度方向相同，由于位移大小相等，所以速度大小相等，C正確．【答案】C2．如圖所示，小球在B、C之間做簡諧運(yùn)動，O為BC間的中點(diǎn)，B、C間的距離為10cm，A．小球的最大位移是10B．只有在B、C兩點(diǎn)時，小球的振幅是5cm，在O點(diǎn)時C．無論小球在任何位置，它的振幅都是10D．從任意時刻起，一個周期內(nèi)小球經(jīng)過的路程都是20【解析】簡諧運(yùn)動中的平衡位置就是對稱點(diǎn)，所以O(shè)點(diǎn)是平衡位置．小球的最大位移是5cm，故選項A錯誤．振幅是物體離開平衡位置的最大距離，并不說明物體肯定在最大位移處，在O點(diǎn)的小球也能夠到達(dá)最大位移處，所以小球在O點(diǎn)的振幅也是5cm【答案】D3．(2022·北京卷)一個彈簧振子沿x軸做簡諧運(yùn)動，取平衡位置O為x軸坐標(biāo)原點(diǎn)．從某時刻開頭計時，經(jīng)過四分之一周期，振子具有沿x軸正方向的最大加速度．能正確反映振子位移x與時間t關(guān)系的圖像是()【解析】如圖所示，O為平衡位置，由題意知t＝eq\f(T,4)時，振子具有正向最大加速度，此時振子應(yīng)在A處，位移x為負(fù)的最大值．分析各圖像知，只有A項正確．【答案】A4．懸掛在豎直方向上的彈簧振子，周期為2s，從最低點(diǎn)的位置向上運(yùn)動時開頭計時，它的振動圖像如圖所示，由圖可知()A．t＝1.25s時振子的加速度為正，速度為正B．t＝1.7s時振子的加速度為負(fù)，速度為負(fù)C．t＝1.0s時振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值D．t＝1.5s時振子的速度為零，加速度為負(fù)的最大值【解析】由題意知振子在平衡位置上方其位移為正值，且在最大位移處加速度的值最大，在平衡位置處加速度的值為0，由圖可知，t＝1.25s時，振子的加速度為負(fù)；t＝1.7s時，振子的加速度為正；t＝1.5s時，振子的加速度為零，故A、B、D均錯誤，只有C正確．【答案】C5．如圖所示，一單擺懸于O點(diǎn)，擺長為L，若在O點(diǎn)的豎直線上的O′點(diǎn)釘一個釘子，使OO′＝L/2，將單擺拉至A處釋放，小球?qū)⒃贏、B、C間來回振動，若振動中擺線與豎直方向夾角小于5°，則此擺的周期是()A．2πeq\r(\f(L,g))B．2πeq\r(\f(L,2g))C．2πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(\f(L,g))＋\r(\f(L,2g))))D．πeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\r(\f(L,g))＋\r(\f(L,2g))))【解析】依據(jù)T＝2πeq\r(\f(L,g))，該單擺有eq\f(1,2)周期擺長為L，eq\f(1,2)周期擺長為eq\f(1,2)L，故T＝πeq\r(\f(L,g))＋πeq\r(\f(L,2g))，故D正確．【答案】D6．如圖所示，彈簧振子在振動過程中，振子從a到b歷時0.2s，振子經(jīng)a、b兩點(diǎn)時速度相同，若它從b再回到a的最短時間為0.4s，則該振子的振動頻率為()A．1HzB．1.25HzC．2HzD．2.5Hz【解析】由簡諧運(yùn)動的對稱性可知，tOb＝0.1s，tbc＝0.1s，故eq\f(T,4)＝0.2s，解得T＝0.8s，f＝eq\f(1,T)＝1.25Hz，選項B正確．【答案】B7．一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖像如圖所示，下列說法正確的是()A．質(zhì)點(diǎn)振動頻率是4HzB．在10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是20C．第4s末質(zhì)點(diǎn)的速度為零D．在t＝1s和t＝3s兩時刻，質(zhì)點(diǎn)位移大小相等，方向相同【解析】振動圖像表示質(zhì)點(diǎn)在不同時刻相對平衡位置的位移，由題圖可看出，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的周期T＝4s，其頻率f＝eq\f(1,T)＝0.25Hz，A錯誤；10s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動了eq\f(5,2)T，其運(yùn)動路程為s＝eq\f(5,2)×4A＝eq\f(5,2)×4×2cm＝20cm，B正確；第4s末質(zhì)點(diǎn)在平衡位置，其速度最大，C錯；t＝1s和t＝3s兩時刻，由題圖可看出，位移大小相等，方向相反，D錯．【答案】B8．如圖所示是用頻閃照相的方法拍攝到的一個彈簧振子的振動狀況，圖甲是振子靜止在平衡位置時的照片，圖乙是振子被拉到左側(cè)距平衡位置20cm處放手后向右運(yùn)動eq\f(1,4)周期內(nèi)的頻閃照片，已知頻閃的頻率為10Hz，則下列說法正確的是()A．該振子振動的周期為1.6sB．該振子振動的周期為1.2sC．振子在該eq\f(1,4)周期內(nèi)做加速度漸漸減小的變加速運(yùn)動D．從圖乙可以看出再經(jīng)過0.2s振子將運(yùn)動到平衡位置右側(cè)10【解析】相鄰兩次頻閃的時間間隔Δt＝eq\f(1,f)＝eq\f(1,10)s＝0.1s，由題圖乙可知3Δt＝eq\f(T,4)，則振子振動的周期為T＝1.2s，選項B對，選項A錯；振子在該eq\f(1,4)周期內(nèi)受到彈簧的彈力漸漸減小，加速度減小，選項C對；由振動方程x＝20sineq\f(2π,1.2)tcm，當(dāng)t＝0.2s時，x＝10eq\r(3)cm，選項D錯．【答案】BC9．一個質(zhì)點(diǎn)在平衡位置O點(diǎn)四周做機(jī)械振動．若從O點(diǎn)開頭計時，經(jīng)過3s質(zhì)點(diǎn)第一次經(jīng)過M點(diǎn)(如圖所示)；再連續(xù)運(yùn)動，又經(jīng)過2s它其次次經(jīng)過M點(diǎn)；則該質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時間是()A．8sB．4sC．14sD.eq\f(10,3)s【解析】設(shè)圖中a、b兩點(diǎn)為質(zhì)點(diǎn)振動過程的最大位移處，若開頭計時時刻，質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向右運(yùn)動，O→M過程歷時3s，M→b→M運(yùn)動過程歷時2s，明顯，eq\f(T,4)＝4s，T＝16s．質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時間Δt3＝T－2s＝(16－2)s＝14s，故選項C正確．若開頭計時時刻，質(zhì)點(diǎn)從O點(diǎn)向左移動，O→a→O→M運(yùn)動過程歷時3s，M→b→M運(yùn)動過程歷時2s，明顯，eq\f(T,2)＋eq\f(T,4)＝4s，T＝eq\f(16,3)s．質(zhì)點(diǎn)第三次經(jīng)過M點(diǎn)還需要的時間Δt3′＝T－2s＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16,3)－2))s＝eq\f(10,3)s，故選項D正確．【答案】CD10．(2021·蘭州一中高三質(zhì)檢)如圖所示為同一地點(diǎn)的兩單擺甲、乙的振動圖像，下列說法中正確的是()A．甲、乙兩單擺的擺長相等B．甲擺的振幅比乙擺大C．甲擺的機(jī)械能比乙擺大D．在t＝0.5s時有正向最大加速度的是乙擺【解析】題圖上可以看出甲擺振幅大，故B對；兩擺周期相等，則擺長相等，因質(zhì)量關(guān)系不明確，無法比較機(jī)械能．t＝0.5s時乙擺球在負(fù)的最大位移處，故有正向最大加速度，所以正確答案為A、B、D.【答案】ABD二、綜合應(yīng)用(本題共2小題，共30分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明，方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11．(15分)有兩個同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理試驗室，各拘束那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較精確?????地探究了“單擺的周期T與擺長l的關(guān)系”，他們通過校內(nèi)網(wǎng)交換試驗數(shù)據(jù)，并由計算機(jī)繪制了T2l圖象，如圖甲所示，去北大的同學(xué)所測試驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是________(填“A”或“B”)．另外，在南大做探究的同學(xué)還利用計算機(jī)繪制了a、b兩個擺球的振動圖象(如圖乙所示)，由圖可知，兩單擺擺長之比eq\f(la,lb)＝________.在t＝1s時，b球振動的方向是________．【解析】由單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))得：T2＝eq\f(4π2,g)l，即圖象的斜率k＝eq\f(4π2,g)，重力加速度越大，斜率越小，我們知道北京的重力加速度比南京的大，所以去北大的同學(xué)所測試驗結(jié)果對應(yīng)的圖線是B；從題圖可以得出Tb＝1.5Ta，由單擺的周期公式得：Ta＝2πeq\r(\f(la,gA))，Tb＝2πeq\r(\f(lb,gB))，而由圖甲可知eq\f(gA,gB)＝eq\f(gA,4π2)·eq\f(4π2,gB)＝eq\f(8,9)，所以聯(lián)立解得eq\f(la,lb)＝2；從題圖可以看出，t＝1s時b球正在向負(fù)最大位移運(yùn)動，所以b球的振動方向沿y軸負(fù)方向．【答案】B2沿y軸負(fù)方向12．(15分)(2021·杭州高三月考)彈簧振子以O(shè)點(diǎn)為平衡位置，在B、C兩點(diǎn)間做簡諧運(yùn)動，在t＝0時刻，振子從O、B間的P點(diǎn)以速度v向B點(diǎn)運(yùn)動；在t＝0.20s時，振子速度第一次變?yōu)椋璿；在t＝0.50s時，振子速度其次次變?yōu)椋璿.(1)求彈簧振子振動周期T.(2)若B、C之間的距離為25cm，求振子在4.00(3)若B、C之間的距離為25cm.從平衡位置計時，寫出彈簧振子位移表達(dá)式，【解析】(1)畫出彈簧振子簡諧運(yùn)動示意圖如圖由對稱