1、计算题 如图所示,质量为的密度计,上部粗细均匀,横截面积为,漂浮在密度为的液体中。现将密度计轻轻按下一段后放手,密度计上、下起伏。若不计液体的阻力,试证明密度计做的是简谐振动。

参考答案:解:简谐振动的重要特征是回复力大小与位移大小成正比,与位移方向相反。
取向下为正方向,液面为平衡位置。
密度计静止时,受重力
和浮力
,且有
;即
,
其中
是密度计静止时浸没在液体中的体积。
当密度计向下位移为x时,所受浮力为:
,回复力为:
;
当密度计向上位移为-x时,所受浮力为:
,
回复力为:
;
令
,则恒有:
,密度计所受回复力与位移成正比,方向相反,故密度计的振动是简谐振动。
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 一列简谐横波沿x轴负方向传播,某时刻的波形图如图所示,a、b、c为三个质点。由此可知,(?)

A.该时刻质点a向上运动
B.该时刻质点c向下运动
C.该时刻以后c比b先到达平衡位置
D.该时刻以后b比c先到达平衡位置
参考答案:C
本题解析:因为简谐横波沿x轴负方向传播,根据走坡法可得,该时刻a向下振动,b向下振动,c向上振动,所以该时刻后c比b先到达平衡位置,C正确。
本题难度:简单
3、选择题 用两根完全一样的弹簧和一根细线将甲、乙两滑块连在光滑的水平面上.线上有张力,甲的质量大于乙的质量,如图所示.当线突然断开后,两滑块都开始做简谐运动,在运动过程中(? )

A.甲的振幅一定等于乙的振幅
B.甲的振幅一定小于乙的振幅
C.甲的最大速度一定大于乙的最大速度
D.甲的最大速度一定小于乙的最大速度
参考答案:AD
本题解析:由于甲和乙均做简谐振动,都能运动到原来释放的位置,所以振幅一样,B错;A对;弹簧最大弹性势能相同,由甲的质量较大,在平衡位置时动能最大,由能量守恒定律可知甲在平衡位置的速度较小,D对;C错;
点评:难度较小,两个质点都从最大位移处开始运动,振幅与质点的质量无关,在运动过程中动能和弹性势能相互转化
本题难度:简单
4、选择题 一列简谐波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图像如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是(?)

A.沿x轴负方向,60m/s
B.沿x轴正方向,60m/s
C.沿x轴负方向,30 m/s
D.沿x轴正方向,30m/s
参考答案:A
本题解析:根据甲图可知波沿X轴负方向传播,波长是24m,根据乙图可知,周期是0.4s,所以波速是
?。
本题难度:一般
5、实验题 弦乐器小提琴是由两端固定的琴弦产生振动而发音的,如图(a)所示,为了研究同一根琴弦振动频率与哪些因素有关,可利用图(b)所示的实验装置,一块厚木板上有AB两个楔支撑着琴弦,其中A楔固定,B楔可沿木板移动来改变琴弦振动部分的长度,将琴弦的末端固定在木板O点,另一端通过滑轮接上砝码以提供一定拉力,轻轻拨动琴弦,在AB间产生振动。?

(1)先保持拉力为150N不变,改变AB的距离L(即改变琴弦长度),测出不同长度时琴弦振动的频率,记录结果如表1所示.

从表1数据可判断在拉力不变时,琴弦振动的频率f与弦长L的关系为_________。
(2)保持琴弦长度为0.80m不变,改变拉力,测出不同拉力时琴弦振动的频率,记录结果如表2所示。

从表2数据可判断在琴弦长度不变时,琴弦振动的频率f与拉力F的关系为__________。
(3)如果在相同的环境中研究不同种类的小提琴琴弦,除了长度L和拉力F以外,你认为还有哪些因素会影响琴弦振动的频率?
试列举可能的两个因素:________________________________________。
参考答案:(1)频率f与弦长L成反比?
(2)频率f与拉力F的平方根成正比?
(3)在上述相同的环境中,影响弦振动频率还可能与弦本身的结构有关,如弦的半径(即直径、粗细等)或弦的材料(即密度、单位长度的质量等)
本题解析:
本题难度:一般