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1、计算题 【选修3-4选做题】
如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=2 m/s。试回答下列问题:
(1)写出x=1.0m处质点的振动函数表达式;
(2)求出x=2.5 m处质点在0~4.5 s内通过的路程及t=4.5 s时的位移。

参考答案:解:(1)波长λ=2.0m,周期T=λ/v=1.0 s,振幅A=5 cm
则y =5sin2πt cm
(2)n =t/T=4.5,则4.5s内路程s=4nA=90 cm
x=2.5 m质点在t=0时位移为y=5 cm
则经过4个周期后与初始时刻相同,经4.5个周期后该质点位移y=-5 cm
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,竖直悬挂的轻弹簧下端系着A、B两球,其质量mA=0.1kg、mB=0.5kg.?静止时弹簧伸长15cm,若剪断A、B间的细线,则A球做简谐运动时的振幅和最大加速度为多少?
参考答案:由两球静止时的力平衡条件,得弹簧的劲度系数为:
由kx=(mA+mB)g;
k=(mA+mB)gx=40N/m
剪断A、B间细线后,A球静止悬挂时的弹簧的伸长量为xA=mAgk=0.025m
弹簧下端的这个位置就是A球振动中的平衡位置.
悬挂B球后又剪断细线,相当于用手把A球下拉后又突然释放,刚剪断细线时弹簧比静止悬挂A球多伸长的长度就是振幅,即A=x-xA=15cm-2.5cm=12.5cm
振动中A球的最大加速度为am=kAm=50m/s2;
答:最大振幅为12.5cm;最大加速度为50m/s2.
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 不定项选择
一平台沿竖直方向做简谐运动,一物体置于振动平台上随平台一起运动,当振动平台处于什么位置时,物体对平台的压力最大( ? )
A.当振动平台运动到最高点时
B.当振动平台向下运动过振动中心时
C.当振动平台运动到最低点时
D.当振动平台向上运动过振动中心时
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 一列波长大于1m的横波沿着x轴传播,A、B两质点的坐标分别为x1=1m和x2=2m,二者的振动图象如图所示,由此可知(?)

A. 波速可能为1m/s?
B. 波长可能为4/3m
C. 3s末A、B两质点的位移相同
D. 1s末A点的振动速度大于B点的振动速度
参考答案:D
本题解析:
,由于波沿x正方向传播,所以A先振动,又由于波长大于1m,所以
,所以
,
,A正确,波速
,B错误;由振动图像知,在3s末,
、
两质点的位移不相同,C错误;1s末A点速度为零,B点速度最大,D错误。
本题难度:简单
5、选择题 一弹簧振子在振动过程中,振子经过a、b两点的速度相等,它从a到b历时0.3s从b再回到a的最短时间为0.4s,则该振子的振动频率为( )
A.1Hz
B.1.25 Hz
C.2 Hz
D.2.5 Hz、
参考答案:B
本题解析:考点:
分析:弹簧振子作简谐运动时,加速度方向与位移方向总是相反.当振子离开平衡位置时,速度与位移方向相同,当振子靠近平衡位置时,速度与位移方向相反.振子通过平衡位置时,速度最大,加速度为零.振子每次通过平衡位置时,加速度相同,速度可能相同,也可能相反.
解答:解:由于振子在a、b两点的速度相同,则有a、b两点关于O点是对称的,所以O到b点的时间为0.1s,
而从b再回到a的最短时间为0.4s,则从b再回到b的最短时间为0.2s,所以从b到最大位移处的最短时间为0.1s,因此振子的振动周期为0.8s,那么振子的振动频率为1.25Hz.
故选:B
点评:此题中振子每次通过同一位置时,加速度、回复力、位移、动能、势能都相同.同时利用简谐运动的对称性.基础题
本题难度:简单