简谐振动的图象,表达式,物理情景

1 简谐振动的图象 表达式 物理情景 1 一个在水平方向做简谐运动的弹簧振子的振动周期是 当振子从平衡位置开始向右运动 在0 025 时刻 振子的运动情况是 0 17 A 正在向左做减速运动 B 正在向右做加速运动 C 加速度正在增大 D 动能正在减小 2 如图所示 弹簧振子在 之间做简谐运动 以平衡位置 为原点 建立 轴 向右为 的轴的正 方向 若振子位于 点时开始计时 则其振动图象为 A B 波动图与振动图 1 在同一地点有两个静止的声源 发出声波 和声波 在同一空间的均匀空气中沿同一方向传播 1 2 如图所示为某时刻这两列波的图象 则下列说法中正确的是 A 波 传播速度比波 传播速度大1 2 B 相对于同一障碍物 波 比波 衍射现象更明显2 1 C 波 与波 的频率之比为 D 这两列波沿传播的方向上 不会产生稳定的干涉现象 2 1 1 2 3 一列横波在某介质中沿 轴传播 如图甲所示 时的波形图 如图乙所示为 处的质点 0 75 1 5 的振动图象 则下列说法正确的是 A 图甲中质点 速度方向沿 轴正方向 B 再经过 质点 与质点 位移相同 0 5 C 再经过 质点 第一次到达波峰 1 75 D 该波在传播的过程中 遇到宽度为 的障碍物能发生明显的衍射现象1 2 3 一平面简谐波沿着 轴正方向传播 已知其波函数为 则该波的振幅为 0 04 50 0 10 波速为 4 如图所示为一水平方向弹簧振子的振动图象 试完成以下问题 写出该振子简谐运动的表达式 1 在 到 这段时间内 弹簧振子的正向加速度最大的时刻为 弹性势能 2 0 4 最大的时刻为 该振子在前 的路程是 3 100 答案 1 B2 A3 4 0 04 500 5 0 5 3 1 3 5 2 如图所示 一列简谐横波在 轴上传播 图甲和图乙分别为 轴上 两质点的振动图象 且 下列判断正确的是 6 A 波一定沿 轴正方向传播 B 波长一定是 8 C 波速一定是 6 D 波速可能是 2 4 如图所示 甲图为沿 轴传播的一列简谐横波在 时刻的波动图象 乙图为参与波动质点 的振 0 动图象 则下列判断正确的是 A 该波的传播速率为 4 B 该波的传播方向沿 轴正方向 C 经过 时间 质点 沿波的传播方向向前传播0 5 2 D 该波在传播过程中若遇到 的障碍物 能发生明显衍射现象3 E 经过 时间 质点 的位移为零 路程为0 5 0 4 答案 1 D2 D3 A C D 4 A D E 波的平移 3 1 如图所示是一列简谐波在 时的波形图象 波速为 此时波恰好传到 点 下列说法中 0 10 正确的是 A 此列波的周期为 B 质点 在振动过程中位移总是相等 0 4 C 质点 的起振方向沿 轴负方向 D 当 时 的质点处于平衡位置处 5 1 10 E 质点 在振动过程中位移总是相同 2 一列简谐横波向 轴负方向传播 在 时的波形如图所示 两质点的平衡位置的坐标分别为 0 已知 时 质点 第二次出现波峰 下列说法正确的是 1 0 7 0 0 7 A 该波的波长为 B 该波的波速为5 10 C 振源的起振方向沿 轴负方向 D 当质点 位于波峰时 质点 位于波谷 E 时 质点 第一次出现波峰 0 9 波的多解 1 3 分 如图 一列简谐横波沿 轴正方向传播 实线为 时的波形图 虚线为 时的波形 0 0 5 图 已知该简谐波的周期大于 关于该简谐波 下列说法正确的是 0 5 A 波长为 B 波速为2 6 C 频率为 1 5 D 时 处的质点处于波峰 1 1 E 时 处的质点经过平衡位置 2 2 2 如图所示 某列波在 时刻的波形如图中实线所示 虚线为 该波的周期 时刻 0 0 3 0 3 的波形图 已知 时刻质点 正在做加速运动 则下列说法错误的是 0 A 波速为 10 B 周期为 1 2 C 时刻质点 正向下运动 0 3 D 在 内质点 运动的平均速度大于 0 0 1 0 4 3 如图所示 一列向右传播简谐横波在 时刻恰好传到 点 波速大小 质点的横坐标 0 0 6 4 为 则下列说法正确的是 1 26 A 该列波的振幅是 波长是20 0 24 B 该列波的频率是 C 质点 的振动方程为2 5 10 5 D 再过一个周期 质点 向右传播的路程为 40 E 质点 第一次到达波峰的时间是 2 4 3 分 一列自右向左传播的简谐横波 在 时刻的波形图如图所示 此时坐标为 的质点刚 0 1 0 好开始运动 在 时刻 质点 在 时刻后首次位于波峰 点的坐标是 由此可知该波振 1 0 3 0 3 0 源的起振方向沿 轴 方向 在 时刻 质点 首次位于波谷 答案 1 A B C 2 B D E 3 B C E 4 正 0 7 3 一列简谐横波的波形如图所示 实线表示 时刻的波形图 虚线表示 时刻 1 0 2 0 005 的波形图 求 该简谐横波的振幅与波长各为多少 1 若 波速可能为多大 为周期 2 2 2 2 答案 1 B C E 2 B 3 该简谐横波的振幅为 与波长 若 波速可能为 或 1 5 8 2 2 2 2 2 103 2 8 103 4 这列波的传播方向从 向 周期是 1 2 0 4 4 10 分 在平静的介质中 有一列简谐横波沿如图所示的直线传播 图中 两点相距 当波 1 6 刚好传到其中一点时开始计时 已知在 内质点 完成 次全振动 质点 完成了 次全振动 8 16 20 试确定这列传波方向 1 5 单摆 1 某同学在做 用单摆测重力加速度 实验中 先测得摆线长为 摆球直径为 然后用秒表记录了单 摆振动 次所用的时间为 他测得的 值偏小 可能的原因是 50 A 测摆线长时摆线拉得过紧 B 摆线上端未牢固地系于悬点 振动中出现松动 使摆线长度增加了 C 开始计时 秒表过早按下 D 实验中误将 次全振动数为 次51 50 E 实验中误将 次全振动数为 次49 5 50 2 根据单摆周期公式 可以通过实验测量当地的重力加速度 如图 所示 将细线的上端固定在铁架1 台上 下端系一小钢球 就做成了单摆 用游标卡尺测量小钢球直径 读数如图 所示 读数为 1 2 以下是实验过程中的一些做法 其中正确的有 2 摆线要选择细些的 伸缩性小些的 并且尽可能长一些 摆球尽量选择质量大些 体积小些的 为了使摆的周期大一些 以方便测量 开始时拉开摆球 使摆线相距平衡位置有较大的角度 拉开摆球 使摆线偏离平衡位置大于 在释放摆球的同时开始计时 当摆球回到开始位置时停 5 止计时 此时间间隔 即为单摆周期 拉开摆球 使摆线偏离平衡位置不大于 度 释放摆球 当摆球振动稳定后 从平衡位置开始计 5 时 记下摆球做 次全振动所用的时间 则单摆周期 50 50 某同学测出不同摆长时对应的周期 作出 图线 如图 所示 再利用图线上任意两点 3 2 3 的坐标 可求得 若该同学测摆长时漏加了小球半径 而其他测量 计算 1 1 2 2 均无误 也不考虑实验误差 则用上述方法算得的 值和真实值相比是 的 偏大 偏小 或 不 变 简谐振动的特点 1 简谐振动的特点是 A 回复力和位移成正比且方向相反 B 加速度和位移成正比且方向相反 C 速度和位移成正比且方向相反 D 振幅随时间作周期性变化 2 如图甲所示 水平的光滑杆上有一弹簧振子 振子以 点为平衡位置 在 两点之间做简谐运动 其振动图象如图乙所示 由振动图象可以得知 A 振子的振动周期等于 1 B 在 时刻 振子的位置在 点 0 C 在 时刻 振子的速度为零 1 D 从 到 振子正从 点向 点运动 1 2 3 实验小组的同学做 用单摆测重力加速度 的实验 实验室有如下器材可供选用 长约 的细线 直径约 的均匀铁球 秒表 最小刻度为毫米的米尺 他们将符合实验要求的单 2 摆悬挂在铁架台上 将其上端固定 下端自由下垂 用刻度尺测量悬点到 之间的距离记为单 摆的摆长 在小球平稳摆动后 他们记录小球完成 次全振动的总时间 则单摆的周期 6 如果实验得到的结果是 比当地的重力加速度值大 分析可能是哪些不当 10 29 2 的实际操作造成这种结果 并写出其中一种 4 某同学利用如图 所示的装置测量当地的重力加速度 实验步骤如下 1 按装置图安装好实验装置 用游标卡尺测量小球的直径 用米尺测量悬线的长度 让小球在竖直平面内小角度摆动 当小球经过最低点时开始计时 并计数为 此后小球每经过 0 最低点一次 依次计数 当数到 时 停止计时 测得时间为 1 2 3 20 多次改变悬线长度 对应每个悬线长度 都重复实验步骤 计算出每个悬线长度对应的 2 以 为纵坐标 为横坐标 作出 图线 2 2 结合上述实验 完成下列任务 该同学根据实验数据 利用计算机作出 图线如图 所示 根据图线拟合得到方程 1 2 2 由此可以得出当地的重力加速度 取 结果保留 位有效数 2 404 0 2 0 2 2 9 86 3 字 从理论上分析图线没有过坐标原点的原下列分析正确的是 2 不应在小球经过最低点时开始计时 应该在小球运 动到最高点开始计时 开始计时后 不应记录小球经过最低点的次数 而 应记录小球做全振动的次数 不应作 图线 而应作 图线 2 不应作 图线 而应作 图线 2 2 12 答案 1 B C D 2 不变 18 6 4 2 2 1 2 1 3 铁球球心 振动次数 计多了 4 1 9 76 2 3 光滑的水平面叠放有质量分别为 和 的两木块 下方木块与一劲度系数为 的弹簧相连 弹簧的 2 另一端固定在墙上 如图所示 已知两木块之间的最大静摩擦力为 为使这两个木块组成的系统象 一个整体一样地振动 系统的最大振幅为 A B 2 C 3 D 4 4 一个做简谐运动的弹簧振子 振幅为 设振子第一次从平衡位置运动到 处所经最短时间为 2 1 第一次从最大正位移处运动到 处所经最短时间为 关于 与 以下说法正确的是 2 2 1 2 A 1 2 B 1 2 D 无法判断 7 答 1 A B 2 D3 C4 B 发电机原理 1 某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动 产生交变电流的图象如图所示 由图中信息 可以判断 A 在 和 时刻线圈处于中性面位置 B 在 和 时刻穿过线圈的磁通量最大 C 从 时刻线圈转过的角度为 2 D 若从 时刻历时 则在 内交变电流的方向改变 次 0 02 1 100 2 如图甲为风力发电的简易模型 在风力的作用下 风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动 转速 与风速成正比 某一风速时 线圈中产生的正弦式电流 如图乙所示 则 A 磁铁的转速为 10 B 电流的表达式为 0 6 10 C 风速加倍时电流的表达式为 1 2 10 D 风速加倍时线圈中电流的有效值为 0 62 交变电流四值 1 一个矩形线圈的匝数为 匝 线圈面积为 在磁感强度为 的匀强磁场中以 的角度绕垂直磁感线 的轴匀速转动 开始时 线圈平面与磁场平行 对于它产生的交变电动势 下列判断正确的是 A 瞬时表达式为 B 有效值为 C 平均值为 D 频率为 12 2 2 2 3 分 如图 所示 在匀强磁场中 一矩形金属线圈两次分别以不同的转速 绕与磁感线垂直的1 轴匀速转动 产生的交变电动势图象如图 中曲线 所示 则 2 A 两次 时刻线圈平面均与中性面重合 0 B 曲线 对应的线圈转速之比为 2 3 C 曲线 表示的交变电动势频率为 25 D 曲线 表示的交变电动势有效值为 10 8 3 如图所示 匝矩形闭合导线框 处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中 线框面积为 电阻不计 线框绕垂直于磁场的轴 以角速度 匀速转动 并与理想变压器原线圈相连 变压器副 线圈接入一只额定电压为的 的灯泡 灯泡正常发光 从线圈通过中性面开始计时 下列说法正确的 是 A 图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B 灯泡中的电流方向每秒改变 次 2 C 线框中产生感应电动势的表达式为 D 变压器原 副线圈匝数之比为 4 如图甲所示 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴 匀速转动 产生的感应电动势 随时间 的变化曲线如图乙所示 若外接电阻的阻值 线圈的电阻 则下列说法正确的 9 1 是 A 线圈转速为 100 B 末穿过线圈的磁通量最大0 01 C 通过线圈的最大电流为 10 D 伏特表的示数为 90 答案 1 A D 2 B D 3 C 4 C 3 线圈 的 长 长 匝数 匝 电阻不计 在磁感应强度 的匀强磁场中绕 20 10 50 2 轴匀速转动 角速度 轴通过 且同时垂直于 和 距 的距离是距 的距离 1 100 1 的 倍 线圈的输出端接单相理想变压器线圈 接在变压器副线圈两端的灯泡 刚好正常发2 10 10 光 则 A 变压器原线圈两端电压有效值为 B 变压器原线圈中电流为1002 1 C 变压器的原副线圈匝数比为 D 通过灯泡的交流电频率为10 1 50 4 如图所示 处在磁感应强度为 的匀强磁场中的单匝矩形线圈 以恒定的角速度 绕 边转动 磁场方向垂直于纸面向里 线圈所围面积为 线圈导线的总电阻为 时刻线圈平面与纸面重 0 合 且 边正向纸面外运动 则 A 时刻 线圈中电流的瞬时值 B 线圈中电流的有效值 9 C 线圈中电流的有效值 D 线圈中电流的电功率 2 2 2 1 A C 2 C3 C4 C 交变电流计算题 1 如图所示 交流发电机的矩形金属线圈 的边长 匝数 50 30 100 线圈的总电阻 线圈位于磁感应强度 的匀强磁场中 线圈平面与磁场方向平行 线 10 0 050 圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 集流环 焊接在一起 并通过电刷与阻值 的 90 定值电阻连接 现使线圈绕过 和 边中点 且垂直于磁场的转轴 以角速度 匀速转 400 动 电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计 求 1 电荷量为 1 3 0 2 405 3 7 5 103 线圈中感应电流的最大值 1 线圈转动过程中电阻 的发热功率 2 从线圈经过图示位置开始计时 经过 周期时间通过电阻 的电荷量 3 14 2 如图所示 圆形线圈共 匝 直径 线圈电阻 在匀强磁场中绕过直径的轴 顺100 0 1 0 1 时针 从上往下看 匀速转动 轴 和磁场的方向垂直 磁感应强度的大小 角速度 1 外电路电阻 交流电表为理想电压表 请回答下列问题 在图示时刻 圆形 300 9 1 线圈中感应电流的方向如何 写出从图示时刻线圈感应电动势的瞬时值表达式 2 线圈转一圈外力做功多少 3 交流电压表示数 4 从图示位置转过 过程中流过电阻 的电荷量是多少 5 90 2 逆时针 瞬时值表达式 电压表示数 1 2 300 300 3 94 2 4 为 电荷量是190 9 5 0 1 变压器原理 1 正弦交流电经过匝数比为 的变压器与电阻 交流电压表 交流电流表 按如图甲所示方式连 1 2 101 接 图乙是 两端电压 随时间变化的图象 则下列说法中正确的是 10 102 A 通过 的电流 随时间 变化的规律是 2 100 B 电流表 的读数为 C 电流表 的读数为 0 1 210 D 电压表的读数为 102 10 2 如图所示的电路中 理想变压器的两端共接有三只规格完全相同的灯泡 变压器输入端接交变电 压 在开关 闭合的情况下 三只灯泡的亮度相同 如果将开关 断开 灯泡都不会损坏时 将要 0 发生的现象是 A 灯泡 比 闭合时暗一些 B 灯泡 比 闭合时亮一些 1 1 C 灯泡 亮度不变 D 灯泡 比 闭合时暗一些 2 2 3 发电机转子是匝数 边长 的正方形线圈 其置于磁感应强度 的匀强磁场中 100 20 0 5 绕着垂直磁场方向的轴以 的角速度转动 当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计 100 时 线圈的电阻 外电路电阻 试求 电荷量是 1 99 6 28 100 2 1 95 103 3 0 017 写出交变电流瞬时值表达式 1 外电阻上消耗的功率 2 从计时开始 线圈转过 过程中 通过外电阻的电荷量是多少 3 3 4 如图所示 一面积为 匝数为 电阻为 的矩形线圈 在磁感应强度为 的匀强磁场中绕 轴以 角速度 匀速转动 外电路电阻为 电表均为理想电表 求 为 和 2 2 为 2 3 2 2 2 4 以图示位置开始计时 写出线圈中感应电动势 随时间 变化的表达式 1 电压表的读数 和电流表读数 2 线圈由图示位置转过 的过程中 外力对线框做的功 3 90 3 远距离输电的原理图如图所示 升压变压器原 副线圈的匝数分别为 电压分别为 1 2 1 2 电流分别为 输电线上的电阻为 变压器为理想变压器 则下列关系式中正确的是 1 2 A 1 2 1 2 B 2 1 C 1 1 22 D 1 1 2 2 4 如图所示 理想变压器的原线圈两端接 的交流电源上副线圈两端接 的 2202 100 55 11 负载电阻 原 副线圈匝数之比为 电流表 电压表均为理想电表 下列说法正确的是 2 1 A 原线圈中的输入功率为 B 原线圈中电流表的读数为 2202 1 C 副线圈中电压表的读数为 D 副线圈中输出交流电的周期为1102 0 01 答案 1 B2 A3 D4 B 电能输送 2 一小型发电机通过升压 降压变压器把电能输送给用户 已知发电机的输出功率为为 输出50 电压为 升压变压器原 副线圈匝数比为 两个变压器间的输电导线的总电阻为 降压500 1 5 15 变压器的输出电压为 变压器本身的损耗忽略不计 在输电过程中电抗造成电压的损失不计 220 求 1 2500 2 10 1 升压变压器副线圈的端电压 1 2 降压变压器原 副线圈的匝数比 3 某村在较远的地方建立了一座小型水电站 发电机的输出功率为 输出电压为 输电导100 500 线的总电阻为 导线上损耗的电功率为 该村的用电电压是 10 4 220 输电电路如图所示 求升压 降压变压器的原 副线圈的匝数比 1 如果该村某工厂用电功率为 则该村还可以装 的电灯 2 60 220 40 多少盏 分别是 与 盏 1 1 10240 11 2 900 交变电流计算题 1 如图所示 线圈 的面积是 共 匝 线圈电阻为 外接电阻 匀强 0 012 2 1000 10 90 磁场的磁感应强度为 当线圈以 的转速匀速转动时 求 1 300 从图示位置开始计时 写出感应电动势的瞬时值表达式 1 电路中交流电压表和电流表的示数 2 线圈由如图位置转过 的过程中 流过电阻 的电量为多少 3 60 2 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图 其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固 定轴 匀速转动 线圈的匝数 电阻 线圈的两端经集流环与电阻 连接 电阻 100 10 与 并联的交流电压表为理想电表 在 时刻 线圈平面与磁场方向平行 穿过每匝线 90 0 圈的磁通量 随时间 按图乙所示正弦规律变化 求 交流发电机产生的电动势的最大值 1 12 电路中交流电压表的示数 2 线圈从图示位置开始转动 的过程中通过电阻 的电量 3 90 1 某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定 它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压 然 后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器 经降低电压后 再用线路接到各用户 设 两变压器都是理想变压器 那么在用电高峰期 白炽灯不够亮 但用电总功率增加 这时 1 B D A 升压变压器的副线圈的电压变大 B 高压输电线路的电压损失变大 C 降压变压器的副线圈上的电压变大 D 降压变压器的副线圈上的电压变小 4 某发电站通过燃烧煤来发电 每 煤放热 热能 热能发电效率为 发电站通过升压器 输1 500 0 8 电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户 发电机输出功率是 输出电压是 120 240 升压器原副线圈的匝数之比为 输电线的总电阻为 用户需要电压为 则 1 25 10 220 输电线上损失的电功率为多少 1 降压器的匝数比为多少 输电线上损失的电功率为 降压器的匝数比为 2 1 4000 2 290 11 3 发电机转子是匝数 边长 的正方形线圈 置于磁感应强度 的匀强磁场中 100 20 0 5 绕着垂直磁场方向的轴以 的角速度转动 当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计 100 时 线圈的电阻 外电路电阻 试求 1 99 写出交变电流瞬时值表达式 1 外电阻上消耗的功率 2 从计时开始 线圈转过 过程中 通过外电阻的电荷量是多少 3 3 4 图 是交流发电机模型示意图 在磁感应强度为 的匀强磁场中 有一矩形线圈 可绕线圈平面1 内垂直于磁感线的 轴转动 由线圈引起的导线 和 分别与两个跟线圈一起绕 转动的金属圈 环相连接 金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触 这样矩形线圈在转动中就可以保持和 外电路电阻 形成闭合电路 图 是线圈的主视图 导线 和 分别用它们的横截面来表示 已知 2 长度为 长度为 线圈以恒定角速度 逆时针 1 2 转动 只考虑单匝线圈 线圈平面处于中性面位置时开始计时 试推导 时刻 1 整个线圈中的感应电动势 的表达式 1 线圈平面处于与中性面成 夹角位置时开始计时 2 0 如图 所示 试写出 时刻整个线圈中的感应电动势 的表达式 3 2 13 若线圈电阻为 求线圈每转动一周电阻 上产生的焦耳热 其它电阻均不计 3 答案 1 为 和 的电量为 1 1002 10 2 90 1 3 0 02 2 最大值为 示数为 电量为 1 200 2 902 3 2 0 10 2 3 功率为 电荷量为 1 6 28 100 2 198 2 3 0 01 4 时感应电动势 焦耳热为 1 1 1 2 2 2 1 2 0 3 1 2 2