高考物理二輪復習專題訓練-機械振動與機械波（word版含答案）

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁機械振動與機械波一、選擇題（共15題）1．—位游客在湖邊欲乘游船，當日風浪很大，游船上下浮動．可把游艇浮動簡化成豎直方向的簡諧運動，振幅為20cm，周期為3.0s．當船上升到最高點時，甲板剛好與碼頭地面平齊．地面與甲板的高度差不超過10cm時，游客能舒服地登船．在一個周期內(nèi)，游客能舒服地登船的時間是A．0.5sB．0.75sC．1.0sD．2.0s2．如圖所示，固定曲面AC是一段半徑為4.0m的光滑圓弧形成的，圓弧與水平方向相切于A點，AB=10cm，現(xiàn)將一小物體先后從圓弧頂端C和中點D處由靜止釋放，到達曲面底端時速度分別為v1和v2，所需時間為t1和t2，以下說法正確的是（）A．v1>v2,t1=t2 B．v1>v2,t1>t2 C．v1<v2,t1=t2 D．v1<v2,t1>t23．如下圖是一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波在某時刻的波動圖象，從此刻起再過開始計時，質(zhì)點P的振動圖象是（）A． B．C． D．4．水平彈簧振子做簡諧運動經(jīng)過A點時，加速度的大小是2m/s2，方向指向B點；當它經(jīng)過B點時，加速度的大小是3m/s2，方向指向A點，平衡位置為O點，下面有關(guān)A、B兩點的位置關(guān)系正確的是（）A．B．C． D．5．簡諧運動的平衡位置是指（）A．勢能為零，動能最大的位置 B．加速度為零的位置C．回復力為零的位置 D．振幅為零的位置6．如圖所示，實線是沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，虛線是這列波在t=0.2s時刻的波形圖。已知該波的波速v=0.8m/s，則下列說法正確的是（）A．這列波的波長是10cmB．這列波的周期是0.175sC．這列波一定沿x軸負方向傳播的D．每經(jīng)過一個周期介質(zhì)中的x=4cm處質(zhì)點就沿x軸移動的距離等于一個波長7．下列關(guān)于機械波的說法正確的是（）A．各質(zhì)點都在各自的平衡位置附近振動，不隨波遷移B．波發(fā)生反射時，波的頻率不變，但波長、波速發(fā)生變化C．一列機械波通過不同介質(zhì)時，波長和頻率都會發(fā)生變化D．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸比波長大或差不多8．如圖所示，、是兩個相干波源，它們振動同步且振幅相同。實線和虛線分別表示在某一時刻它們所發(fā)出的波的波峰和波谷。關(guān)于圖中所標的a、b、c、d四點，下列說法中正確的有A．該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c質(zhì)點振動最強，d質(zhì)點振動既不是最強也不是最弱B．該時刻a質(zhì)點振動最弱，b、c、d質(zhì)點振動都最強C．a(chǎn)，c質(zhì)點的振動始終是最弱的，b、d質(zhì)點的振動始終是最強的D．再過后的時刻a、b、c三個質(zhì)點都將處于各自的平衡位置，因此振動最弱9．一質(zhì)點做簡諧運動，其相對于平衡位置的位移x與時間t的關(guān)系圖線如圖所示，由圖可知A．質(zhì)點振動的頻率為1.6HzB．質(zhì)點的振幅為4.0cmC．在0.3s和0.5s兩時刻，質(zhì)點的速度方向相同D．在0.3s和0.5s兩時刻，質(zhì)點的加速度方向相同10．一列簡諧橫波在時刻的波形圖如圖甲所示，P是介質(zhì)中的一個質(zhì)點，圖乙是質(zhì)點P的振動圖像。下列說法正確的是（）A．質(zhì)點P的振幅為8cm B．這列橫波的波速為C．質(zhì)點P的振動周期為1s D．這列橫波正在向x軸正方向傳播11．關(guān)于教材中插圖所涉及的物理知識，描述正確的是（）A．一列水波通過狹縫時的折射現(xiàn)象B．單擺做受迫振動的周期與擺球質(zhì)量有關(guān)C．水下多普勒測速儀可測海水流速D．水波干涉時振動加強點位移一定比振動減弱點位移大12．如圖所示，是一列簡諧橫波在t＝0.15s時的波形圖，該波沿x軸負方向傳播，傳播的速度為v＝10m/s，則質(zhì)點a的振動圖象是下列圖中的A．B．C． D．13．下列說法正確的是A．聲波在空氣中的傳播速度比在水中的傳播速度快B．受迫振動中驅(qū)動力的頻率不一定等于物體的固有頻率C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，在鏡頭前加裝一個偏振片是為了增加透射光的強度D．宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時，地球上的人認為飛船上的時鐘變慢E．機械波的波長越長，則該波越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象14．如圖所示，用橡膠錘敲擊音叉，關(guān)于音叉的振動及其發(fā)出的聲波，下列說法正確的有（）A．在空氣中傳播的聲波是縱波B．聲波在空氣中傳播的速度隨波頻率增大而增大C．音叉周圍空間聲音強弱的區(qū)域相互間隔D．換用木錘敲擊，音叉發(fā)出聲音的音調(diào)變高15．關(guān)于多普勒效應，下列說法中正確的（）A．多普勒效應是由波的干涉引起的B．多普勒效應是由波源和觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的C．多普勒效應不能說明波源的頻率發(fā)生了變化D．只有波長較大的聲波才可以產(chǎn)生多普勒效應二、非選擇題16．如圖所示是一個單擺做受迫振動時的共振曲線，表示振幅A與驅(qū)動力的頻率f的關(guān)系，則該單擺的擺長約為_____，若增大擺長，共振曲線的“峰”將_____（填“向右移動”、“向左移動”或“不移動”）（g＝9.8m/s2，π2≈9.86）17．波長、周期、頻率、波速是用來描述機械波的物理量，當一列機械波由一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)時，發(fā)生變化的物理量有__________；保持不變的物理量有________。18．圖甲為一條均勻繩子兩端產(chǎn)生的兩列簡諧橫波P、Q在t=2s時刻的波形圖，圖乙為橫坐標是-5.5m處的質(zhì)點M的振動圖像，則橫波Q的波速為___________m/s，周期為___________s，從t=2s起到質(zhì)點O的位移為-5cm的過程中所用的最短時間為___________s。19．、b兩列簡諧橫波在同一介質(zhì)中沿x軸正方向傳播，波速均為v=2.5m/s．在t=0時，兩列波的波形如圖所示，下列說法正確的是________.A．a(chǎn)、b兩列波的波長之比為5：8B．a(chǎn)、b兩列波疊加時能形成穩(wěn)定的干涉圖樣C．t=0時平衡位置在x=2.5m處的質(zhì)點的位移為4cmD．t=0時平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點沿y軸正方向運動E．t=8s時介質(zhì)中各質(zhì)點的位置與t=0時的位置相同20．隨著科技的發(fā)展和作戰(zhàn)的需要，現(xiàn)在的戰(zhàn)斗機飛得越來越快，甚至有些戰(zhàn)斗機的速度超過了聲音在空氣中的傳播速度．假設(shè)某爆炸聲在空氣中的傳播速度為，一架戰(zhàn)斗機正在爆炸點附近遠離它飛行，要使飛行員聽不到爆炸聲，戰(zhàn)斗機飛行的速度至少多大？21．如圖所示，實線是某時刻的波形圖，虛線是0.2s后的波形圖。（1）求它的可能周期；（2）求它可能的傳播速度和最小速度。22．如圖所示，在同一均勻介質(zhì)中有和兩個波源，這兩個波源的頻率、振動方向均相同，且振動的步調(diào)完全一致，與之間相距，若的振動頻率均為，兩列波的波速均為點為和連線的中點，今以點為圓心，以為半徑畫圓．(1)該波的波長為多少？(2)在連線上振動加強的點（和除外）有幾個？(3)在該圓周上（和兩波源除外）共有幾個振動加強的點？思路點撥由干涉現(xiàn)象中振動加強點的條件判斷振動加強點的個數(shù)。23．如圖甲所示，擺球在豎直平面內(nèi)做簡諧運動，通過力傳感器測量擺線拉力F，F(xiàn)的大小隨時間t變化規(guī)律如圖乙所示，擺球經(jīng)過最低點時的速度大小v=0.5m/s，忽略空氣阻力，取g=10m/s2，π2≈g，求：(1)單擺的周期T和擺長L；(2)擺球的質(zhì)量m和擺線拉力的最小值Fmin；(3)擺球從最高點到第一次到達最低點的過程中，繩對擺球拉力沖量的大小I。答案第=page11頁，共=sectionpages22頁參考答案：1．C【詳解】把船浮動簡化成豎直方向的簡諧運動，從船上升到最高點時計時，其振動方程為：，代入得：cm，當時，可解得：，故在一個周期內(nèi)，游客能舒服登船的時間是，故ABD錯誤，C正確2．A【詳解】小球的運動可視為簡諧運動（單擺運動），根據(jù)周期公式知小球在C點和D點釋放，運動到O點的時間相等，都等于T．根據(jù)動能定理有知C點的大，所以從C點釋放到達O點的速度大．故選A。3．B【詳解】簡諧橫波沿x軸負方向傳播，可知此時P點的振動方向是沿y軸負方向，經(jīng)過，質(zhì)點P到達波峰位置，所以從此刻起再過開始計時，質(zhì)點P的振動圖象應該是B。故選B。4．C【詳解】簡諧運動中加速度的方向總是指向平衡位置，所以振子經(jīng)過A點時的加速度指向B也要指向O，振子經(jīng)過B點時的加速度方向既要指向A也要指向O，則AB應該是分布在平衡位置O的兩側(cè)；簡諧運動中振子偏離平衡位置越遠加速度越大，所以B距離平衡位置更遠一些，綜上分析，C正確，ABD錯誤。故選C。5．C【詳解】A．做簡諧運動的物體經(jīng)過平衡位置時速度最大，動能最大，勢能最小，由于勢能的相對性，勢能的大小與零勢點的選取有關(guān)，故勢能不一定等于零，A錯誤；B．物體在平衡位置時合外力和加速度不一定為零。例如，單擺在平衡位置時存在向心加速度，B錯誤；C．簡諧運動的平衡位置是回復力為零的位置，C正確；D．做簡諧運動的物體的振幅不變，D錯誤。故選C。6．C【詳解】AB．從圖中可知，故波的周期為選項AB錯誤；C．經(jīng)過0.2s即經(jīng)過周期，經(jīng)過一個周期知道回到原位置，即只看經(jīng)過周期的振動情況即可，根據(jù)波形的平移法可得知，該波x軸負方向傳播，故C正確；D．波在傳播過程中，波上的質(zhì)點只在平衡位置附近上下振動，不隨波傳播，D錯誤；故選C。7．A【詳解】A．機械波在介質(zhì)中傳播時，由于各質(zhì)點間相互作用，前一質(zhì)點帶動相鄰的后一質(zhì)點在其平衡位置附近振動，但各質(zhì)點并不隨波遷移，A正確；B．波發(fā)生反射時在同一介質(zhì)中，頻率、波長和波速均不變，B錯誤；C．頻率由波源決定，波通過不同介質(zhì)時，頻率不變，波長、波速改變，C錯誤；D．發(fā)生明顯衍射的條件是障礙物的尺寸比波長小或相差不多，D錯誤。故選A。8．B【詳解】AB．該時刻a質(zhì)點波峰與波谷相遇，振動最弱，b質(zhì)點波峰與波峰相遇、c質(zhì)點波谷與波谷相遇振動均最強，兩波源連線的中垂線上的各質(zhì)點振動均是加強的，即d質(zhì)點振動最強，A錯誤，B正確；C．振動加強的點始終加強，振動減弱的點始終減弱，可知a質(zhì)點的振動始終是最弱的，b、c、d質(zhì)點的振動始終是最強的，C錯誤；D．由于兩波振幅相同，故a質(zhì)點位移始終未零，即未振動，再過后的時刻b、c兩個質(zhì)點都將處于各自的平衡位置，D錯誤。故選B。9．D【詳解】A.由圖讀出周期T=1.6s，則頻率故A錯誤；B.質(zhì)點的振幅等于振子的位移最大值，由圖直接讀出振幅A=2cm，故B錯誤；C.在0.3s時刻，質(zhì)點正從平衡位置向最大位移處運動，速度沿正方向；在0.5s時刻，質(zhì)點正從正向最大位移向平衡位置運動，速度方向沿負方向，故這兩個時刻的速度方向相反．故C錯誤；D.由簡諧運動的特征分析得知，在0.3s和0.5s兩時刻，質(zhì)點的位移相同，所以加速度方向相同，故D正確．10．B【詳解】A．由圖像可以看出，質(zhì)點P的振幅為4cm，故A錯誤；BC．由圖像可知，波長λ=4m，周期是T=2s，則波速為故B正確，C錯誤；D．由乙圖可以看出，零時刻質(zhì)點P正向y軸的正方向振動，根據(jù)質(zhì)點的振動方向和波的傳播方向的關(guān)系可判斷出這列橫波正在向x軸負方向傳播，故D錯誤。故選B。11．C【詳解】A．一列水波通過狹縫時的衍射現(xiàn)象，所以A錯誤；B．根據(jù)單擺的周期公式可知，單擺做受迫振動的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，所以B錯誤；C．水下多普勒測速儀可測海水流速，所以C正確；D．水波干涉時振動加強點位移不一定比振動減弱點位移大，因為不管是加強點還是減弱點都在各自的平衡位置做周期性的振動，所以減弱點的位移可能大于加強點的位移，則D錯誤；故選C。12．D【詳解】波沿x軸負方向傳播，則質(zhì)點a在0.15s時，由平衡位置向負的最大位移處運動；由波的圖象可知，波長λ=2m，波的周期T=λ/v=2/10s=0.2s；由圖可知ABC錯誤，D正確；故選D.13．BDE【詳解】A．聲波屬于機械波，其在水中的傳播速度比在空氣中的傳播速度快，故A錯誤；B．在受迫振動中，物體振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與固有頻率不一定相等，故B正確；C．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，由于玻璃表面反射光的干擾，影像會不清楚，如果在鏡頭前加裝一個偏振片就可以減弱反射光的強度，故C錯誤；D．字航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時，根據(jù)時間的相對性可知，地球上的人觀察到飛船上的時間間隔變長，時鐘變慢，故D正確；E．障礙物、孔的尺寸越小或者機械波波長越長，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故E正確。故選BDE。14．AC【詳解】A．根據(jù)音叉振動發(fā)出聲波的原理可知，音叉振動方向與波的傳播方向在同一直線上，故在空氣中傳播的聲波是縱波，故A正確；B．聲波在空氣中的傳播速度，與介質(zhì)有關(guān)，不會隨波的頻率變化而變化，故B錯誤；C．音叉振動發(fā)音時兩個叉股是兩個頻率相同的波源，它們產(chǎn)生的波發(fā)生干涉，所以音叉周圍空間聲音強弱的區(qū)域相互間隔，故C正確；D．音調(diào)與音叉的材料有很大關(guān)系，音叉材料沒變，所以音叉發(fā)出的聲音的音調(diào)沒變，而換用木錘敲擊時沒有緩沖減震作用，音叉振幅較大，所以音叉的響度較大，故D錯誤。故選AC。15．BC【詳解】多普勒效應是由于波源和觀察者之間有相對運動而產(chǎn)生的，與波的干涉無關(guān)，故A錯誤，B正確；多普勒效應說明觀察者與波源有相對運動時，接收到的波頻率會發(fā)生變化，但波源的頻率不變，故不能說是波源的頻率發(fā)生了變化，故C正確；多普勒效應是波的特有性質(zhì)，故任何波都可以產(chǎn)生多普勒效應，故D錯誤；故選BC．16．1向左移動【詳解】由共振曲線可知：當驅(qū)動力頻率f=0.5Hz時產(chǎn)生共振現(xiàn)象，則單擺的固有頻率為：f=0.5Hz．；由單擺的周期公式有：，得：．由單擺的頻率公式為：得知，當擺長增大時，單擺的固有周期增大，頻率減小，產(chǎn)生共振的驅(qū)動力頻率也減小，共振曲線的“峰”向左移動．17．波長、波速周期、頻率【詳解】周期和頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)，所以當機械波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)時，周期和頻率保持不變；機械波傳遞速度與介質(zhì)有關(guān)，波速發(fā)生變化，因而波長也發(fā)生變化。18．1.5【詳解】由圖甲知橫波P的波長λP=6m，Q的波長λQ=2m，由圖乙知P的周期TP=4s，波速v==1.5m/s由于介質(zhì)是同一條繩，則P、Q的波速一樣大，即Q的波速也是1.5m/s，橫波Q的周期由圖乙知t=2s時刻質(zhì)點M的運動方向為沿y軸負方向，則P沿x軸正方向傳播，P的波谷傳到質(zhì)點O還需要的時間為（其中n為自然數(shù)），Q的波谷傳到質(zhì)點O還需要的時間為（其中k為自然數(shù)）。t1=t2即7＋6n=1＋2k時，質(zhì)點O的位移為-5cm，則k=3n＋3，當n取最小值0，k=3時，所用時間最短，為19．ACE【詳解】A、從圖中可以看出兩列波的波長分別為，則，A正確；B、由，，，不能形成穩(wěn)定