考點(diǎn)十七 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波-2019年高考物理分類題庫(kù)

考點(diǎn)十七機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波1.（2019·全國(guó)卷I·T34（1））一簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播,在t=T2時(shí)刻,該波的波形圖如圖(a)所示,P、Q是介質(zhì)中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)。圖(b)表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是 (A.質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像與圖(b)相同B.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的大C.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大D.平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖(b)所示E.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q的大【解析】選C、D、E。波沿x軸正方向傳播,在t=T2時(shí)刻,平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)正在從平衡位置向y軸負(fù)方向振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)P正位于波峰,質(zhì)點(diǎn)Q正位于平衡位置向y軸正方向振動(dòng)。在t=0時(shí)刻,平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)正在從平衡位置向y軸正方向振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)P正位于波谷,質(zhì)點(diǎn)Q正在平衡位置向y軸負(fù)方向振動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像與圖(b)不相同,平衡位置在坐標(biāo)原點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖(b)所示,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,D正確。在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P正位于波谷,質(zhì)點(diǎn)P的速度為0,加速度最大,與其平衡位置的距離最大;質(zhì)點(diǎn)Q正在平衡位置,速率最大,加速度最小,與其平衡位置的距離最小,故在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P的速率比質(zhì)點(diǎn)Q的小,質(zhì)點(diǎn)P的加速度的大小比質(zhì)點(diǎn)Q的大,質(zhì)點(diǎn)P與其平衡位置的距離比質(zhì)點(diǎn)Q2.(2019·全國(guó)卷Ⅱ·T34（1）)如圖,長(zhǎng)為l的細(xì)繩下方懸掛一小球a。繩的另一端固定在天花板上O點(diǎn)處,在O點(diǎn)正下方34l的O'處有一固定細(xì)鐵釘。將小球向右拉開,使細(xì)繩與豎直方向成一小角度(約為2°)后由靜止釋放,并從釋放時(shí)開始計(jì)時(shí)。當(dāng)小球a擺至最低位置時(shí),細(xì)繩會(huì)受到鐵釘?shù)淖钃?。設(shè)小球相對(duì)于其平衡位置的水平位移為x,向右為正。下列圖像中,能描述小球在開始一個(gè)周期內(nèi)的x-t關(guān)系的是 (【解析】選A。由T=2πl(wèi)g得:T1=2πl(wèi)g,T2=2π14lg=πl(wèi)x1=lsinθ1=2lsinθ12x2=l4sinθ2=2×l4sinθ由于θ1、θ2約為2°,所以cosθ12≈1,cos故x1=lsinθ1≈2lsinθx2=l4sinθ2≈2×l4x1x2=由能量守恒定律可知,小球先后擺起的最大高度相同,故l-lcosθ1=l4-l4·cosθ根據(jù)半角公式sin2θ2=1?cosθ2可得:sinθ22=2sinθ3.(2019·全國(guó)卷Ⅲ·T34（1）)水槽中,與水面接觸的兩根相同細(xì)桿固定在同一個(gè)振動(dòng)片上。振動(dòng)片做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí),兩根細(xì)桿周期性觸動(dòng)水面形成兩個(gè)波源。兩波源發(fā)出的波在水面上相遇。在重疊區(qū)域發(fā)生干涉并形成了干涉圖樣。關(guān)于兩列波重疊區(qū)域內(nèi)水面上振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是（）A.不同質(zhì)點(diǎn)的振幅都相同B.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率都相同C.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的相位都相同D.不同質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的周期都與振動(dòng)片的周期相同E.同一質(zhì)點(diǎn)處,兩列波的相位差不隨時(shí)間變化【解析】選B、D、E。兩列波疊加形成穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的條件是兩列波的頻率相同,故B正確;任何質(zhì)點(diǎn)都在按照相同的頻率在振動(dòng),不同區(qū)域的質(zhì)點(diǎn)振幅和相位不一定相同,故A、C錯(cuò)誤;各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的頻率與波源頻率相同,波源振動(dòng)頻率又與振動(dòng)片的振動(dòng)頻率相同,同一質(zhì)點(diǎn)處,兩列波的相位差由兩列波的初相位及周期決定,而兩列波的初相位及周期是不隨時(shí)間變化的,因此,兩列波的相位差也是不隨時(shí)間變化的,故D、E均正確。4.(2019·天津高考·T7)一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播,已知x軸上x1=1m和x2=7m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像分別如圖1、圖2所示,則此列波的傳播速率可能是 ()A.7m/s B.2m/s C.1.2m/s D.1m/s【解析】選B、C。當(dāng)該列波向右傳播時(shí),根據(jù)題干可知1m和7m之間的距離滿足的關(guān)系為6m=nλ+14λ,則由v=λT可得波速為v=64n+1m/s,當(dāng)n=1時(shí)可得v=1.2m/s,因此C正確;當(dāng)波向左傳播時(shí),1m和7m之間的距離關(guān)系滿足6m=nλ+34λ,則v=64【直擊題眼】此題的題眼為“可能”,這就提示在解答此題時(shí)應(yīng)考慮到波的傳播方向存在兩種可能以及波傳播的周期性而引起的多解,一般列出通項(xiàng)公式進(jìn)行求解。5.（2019·北京高考·T13）一列簡(jiǎn)諧橫波某時(shí)刻的波形如圖所示,比較介質(zhì)中的三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c,則()A.此刻a的加速度最小B.此刻b的速度最小C.若波沿x軸正方向傳播,此刻b向y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.若波沿x軸負(fù)方向傳播,a比c先回到平衡位置【解析】選C。沿波的傳播,波上各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向滿足“上坡下,下坡上”,若波沿x軸正方向傳播,b質(zhì)點(diǎn)處在下坡位置,所以沿y軸正方向運(yùn)動(dòng),C正確;質(zhì)點(diǎn)的加速度與位移的關(guān)系滿足F=-kx=ma,由此可知位移越大,加速度越大,質(zhì)點(diǎn)a加速度最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)能量守恒可以知道,越靠近平衡位置速度越大,質(zhì)點(diǎn)b的速度最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;若波沿x軸負(fù)方向傳播,質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)過(guò)四分之一周期回到平衡位置,質(zhì)點(diǎn)c向上運(yùn)動(dòng),回到平衡位置的時(shí)間小于四分之一周期,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.(2019·江蘇高考·T13B（1）)一單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),在偏角增大的過(guò)程中,擺球的 ()A.位移增大 B.速度增大C.回復(fù)力增大 D.機(jī)械能增大【解析】選A、C。由簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特