高考物理力学知识点之机械振动与机械波难题汇编及答案(共14页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上高考物理力学知识点之机械振动与机械波难题汇编及答案一、选择题1某质点做简谐运动的振幅为A,周期为T,则质点在时间内的最大路程是A1.5ABAC0.5AD0.2A2做简谐运动的物体，下列说法正确的是A当它每次经过同一位置时，位移可能不同B当它每次经过同一位置时，速度可能不同C在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍D在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅3目前雷达发出的电磁波频率多在200MHz1000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法正确的是 （ ）A真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30m150m之间B电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播D测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离4在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是A速度、加速度、动能B动能、冋复力、对平衡位置的位移C加速度、速度、势能D速度、动能、回复力5在天花板O点处通过细长轻绳栓一小球构成单摆，在O点正下方A点有一个能挡住摆线的钉子，OA的距离是单摆摆长的一半，如图所示。现将单摆向左方拉开一个小角度（5°），然后无初速度地释放，关于单摆以后的运动，下列说法正确的是（）A摆球往返运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B摆球在平衡位置右侧上升的最大高度大于在平衡位置左侧上 升的最大高度C摆球在平衡位置左、右两侧走过的最大弧长相等D摆球向左经过最低点的速度大于向右经过最低点的速度6一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动则下列说法正确的是A波沿x 轴负方向传播B该时刻质点b正向上运动C该时刻质点a、b的速度相同D质点a、b的振动周期相同7一质点做简谐运动的图象如图所示，该质点在t=3.5s时刻( )A速度为正、加速度为正B速度为负、加速度为负C速度为负、加速度为正D速度为正、加速度为负8一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示则从图中可以看出（ ）A这列波的波长为5mB波中的每个质点的振动周期为4sC若已知波沿x轴正向传播，则此时质点a向下振动D若已知质点b此时向上振动，则波是沿x轴负向传播的9一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2 s时刻的波形如图中的虚线所示，则A质点P的运动方向向右B波的周期可能为0.27 sC波的频率可能为1.25 HzD波的传播速度可能为20 m/s10如图所示，MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球A放在MN的圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有（ ）AA球先到达C点BB球先到达C点C两球同时到达C点D无法确定哪一个球先到达C点11一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。如图所示，1、2、3、4为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。质点1的振动周期为T。t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。下列判断正确的是 A质点1与质点20间相距一个波长B质点20开始振动时运动方向向下C时质点5的加速度方向向上D时质点12的运动方向向上12如图所示，S是x轴上的上下振动的波源，振动频率为10Hz.激起的横波沿x轴向左右传播，波速为20m/s.质点a、b与S的距离分别为36.8m和17.2m，已知a和b已经振动.若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动，则该时刻下列判断中正确的是Ab位于x轴上方，运动方向向下Bb位于x轴下方，运动方向向上Ca位于x轴上方,运动方向向上Da位于x轴下方，运动方向向上13如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动以平衡位置O为原点，建立Ox轴向右为x轴的正方向若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为（ ）ABCD14如图所示的装置，弹簧振子的固有频率是4Hz.现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，测得弹簧振子振动达到稳定时的频率为1Hz.则把手转动的频率为A1HzB3HzC4HzD5Hz15如图所小，一轻质弹簧下端系一质量为m的书写式激光笔，组成一弹簧振子，并将其悬挂于教室内一体机白板的前方。使弹簧振子沿竖直方向上下自由振动，白板以速率v水平向左匀速运动，激光笔在白板上留下如图所示的书写印迹，图中相邻竖直虚线的间隔均为x0（未标出），印迹上P、Q两点的纵坐标为y0和-y0.忽略空气阻力，重力加速度为g，则（）A该弹簧振子的振幅为2y0B该弹簧振子的振动周期为C激光笔在留下P、Q两点时加速度相同D激光笔在留下PQ段印迹的过程中，弹簧弹力对激光笔做功为-2 mgy016如图所示，摆球质量相同的四个摆的摆长分别为Ll=2m，L2=1.5m，L3=lm，L4=0.5m，悬于同一根绷紧的横线上，用一周期为2s的驱动力作用在横线上，使它们做受迫振动，稳定时 A摆1的周期最长B摆2的振幅最大C摆3的振幅最大D四个摆的周期不同，但振幅相等17一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t秒与(t+0.2)秒两个时刻，在x轴上(3m，3m)区间的波形完全相同，如图所示。并且图中M，N两质点在t秒时位移均为，下列说法中正确的是（）A该波的最大波速为20m/sB(t+0.1)秒时刻，x=2m处的质点位移一定是aC从t秒时刻起，x=2m处的质点比x=2.5m的质点先回到平衡位置D从t秒时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波峰18悬挂在竖直方向上的弹簧振子，周期T=2s，从最低点位置向上运动时刻开始计时，在一个周期内的振动图象如图所示，关于这个图象，下列哪些说法是正确的是（   ）At=1.25s时，振子的加速度为正，速度也为正Bt=1.7s时，振子的加速度为负，速度也为负Ct=1.0s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值Dt=1.5s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值19一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是( )A质点振动频率是4 HzB在10 s内质点经过的路程是20 cmC第4 s末质点的速度为零Dt1 s和t3 s两时刻，质点位移大小相等，方向相同20如图所示，两个波源在水面上传播并产生干涉现象，其中实线和虚线分别表示振幅均为A的两列波的波峰和波谷，时刻M是波峰与波峰相遇的点，下列说法正确的是（）A质点O、M的振动频率相等B质点P振动的振幅为AC质点M振动的振幅为AD若质点M振动的频率为2.5Hz，则从图示时刻起经1.7s后质点M的运动方向竖直向上21如图甲所示弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。规定水平向右为正方向，图乙是弹簧振子的简谐运动图像，由图可知，下列说法正确的是（）At=0s时刻振子从B点释放B弹簧振子的振幅是0.2mC弹簧振子从B点经过O点再运动到C点为一次全振动D简谐运动图像中的P点速度方向与加速度方向都沿正方向22一弹簧振子作简谐运动，下列说法正确的是（ ）A若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也一定相同D振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同23发生下列哪一种情况时，单摆周期会增大()A增大摆球质量 B缩短摆长C减小单摆振幅 D将单摆由山下移至山顶24公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板一段时间内货物在竖直方向的振动可视为简谐运动，周期为T取竖直向上为正方向，以t0时刻作为计时起点，其振动图像如图所示，则AtT时，货物对车厢底板的压力最大BtT时，货物对车厢底板的压力最小CtT时，货物对车厢底板的压力最大DtT时，货物对车厢底板的压力最小25如右图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b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t1B在t0时刻，振子的位置在a点C在tt1时刻，振子的速度为零D从t1到t2，振子正从O点向b点运动【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1B解析：B【解析】【分析】本题考查机械振动中质点的振动路程的计算。【详解】质点振动速度越大，在时间内的振动路程越大，已知质点在平衡位置处速度最大，所以质点在该时间内路程最大，需要在平衡位置上下方个振动时间，B正确，ACD错误；故选B。2B解析：B【解析】A、振动质点的位移是指离开位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同，则A错误B、做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，速度可能有两种方向，而速度是矢量，所以速度不一定相同，故B正确C、简谐运动一次全振动是在一个周期内，物体通过的路程一定为振幅的4倍，故C错误D、简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，要看开始时的位置，故D错误故选B【点睛】掌握简谐运动的物体的受力特点和运动特点，经过同一位置时这三个量一定相同：位移、加速度和回复力简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，在半个周期内，物体通过的路程一定为振幅的2倍，所以在四分之三个周期内，物体通过的路程不一定为振幅的3倍，一个周期的路程一定为振幅的4倍3D解析：D【解析】【分析】【详解】试题分析：根据公式可得上述频率范围的电磁波的波长在03m15m之间，A错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，稳定的电磁场不会产生电磁波，B错误；根据波的衍射规律可知波长越长，衍射现象越明显，越容易发生，C错误；根据可得障碍物的位置，D正确；考点：考查了对电磁波的理解【名师点睛】本题易错点为：有些同学错误认为磁场产生电场，电场产生磁场，注意麦克斯韦的电磁场理论是电磁波产生的理论基础，要加强理解与应用同时注意测障碍物的距离时，其值等于由来回时间求出距离的一半4B解析：B【解析】试题分析：简谐运动有对称性、往复性、周期性特点，在振动过程中振子和弹簧构成的系统机械能守恒当振子每次经过同一位置时，相对于平衡位置的位移必定相同；则振子的回复力：，回复力必定相同；当振子每次经过同一位置时，回复力为定值，由牛顿第二定律得，加速度必定相同当振子每次经过同一位置时，速度大小相同，所以动能必定相等，但速度的方向可能相反，动能相同，则势能一定相同，故B正确；5A解析：A【解析】【详解】摆线被钉子挡住后，绕A点做单摆运动，摆长发生变化，则周期也要发生变化。以前往返一次的周期为：T2挡住后，往返一次的周期为故A正确。根据机械能守恒定律，摆球在左、右两侧上升的最大高度一样。故B错误。由几何关系得，右边的弧长小于左边的弧长，故C错误。摆球摆动的过程中机械能守恒，所以摆球向左经过最低点的速度等于向右经过最低点的速度。故D错误。6D解析：D【解析】【分析】【详解】A由于a点向上运动，因此波向x 轴正方向传播，A错误；B波向右传播，此时质点b向下运动，B错误；C此时a、b两点速度大小相等，但方向相反，因此C错误；D质点a、b两点的振动周期都等于波向前传播的周期，因此振动周期相等，D正确7D解析：D【解析】根据图中信息可得，该质点在3.5s时位于x轴正方向并向正向最大振幅处运动，所以该质点的速度方向为正，加速度为负，选D8C解析：C【解析】分析：由波的图象由直接读出波长根据波的传播方向可以判断的质点振动方向，也可以由质点的振动方向判断波的传播方向解：A、由波的图象读出波长为4m故A错误B、波速不知，周期无法算出故B错误C、若波沿x轴正向传播，a点比x=2m的质点振动迟，则a向下振动故C正确D、若质点b向上振动，则x=4m质点比b质点振动早，波应沿x轴正向传播，故D错误故选C点评：判断质点的振动方向与波的传播方向间关系的方法通常有：1、质点振动法，比较质点振动先后2、上下坡法3、波形平移法9C解析：C【解析】【详解】由图可知此列波=24 m，波沿x轴正向传播，质点P沿y轴正向运动，选项A错误经t=0.2 s，此波向前传播s=(n+6) m，其中n=0，1，2，···则v=30(4n+1) m/s，T= s，f= Hz，当n=0时，f=1.25 Hz，由以上几项可知，选项C正确，BD均不正确故选C.10A解析：A【解析】【详解】小球A做自由落体运动，由解得小球B做简谐运动，简谐运动的周期为到达C点的时间为故，A球先到达C点，A正确，BCD错误。11D解析：D【解析】【详解】A由题意可知，第1到第5个质点之间为，则质点1与质点17间相距一个波长，选项A错误；B因为质点1开始起振的方向向上，则质点20开始振动时运动方向也向上，选项B错误；C在时刻质点5开始向上振动，在时质点5到达最高点，其加速度方向向下，选项C错误；D时质点13刚开始起振，此时质点12已经振动了，则运动方向向上，选项D正确；故选D.12A解析：A【解析】【详解】横波沿x轴向左右传播，波源S正通过平衡位置向上振动时，S点的两侧都是波谷.由v=f得，波长.AB.bS=17.2m=8.6，相当于0.6，波源S正通过平衡位置向上振动，b位于x轴上方，运动方向向下；故A正确，B错误.CD.由题aS=36.8m=18.4，相当于0.4，波源S正通过平衡位置向上振动，a位于x轴下方，运动方向向下；故C，D均错误.13A解析：A【解析】【详解】由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确14A解析：A【解析】振子做受迫振动，其振动频率等于驱动力频率，则把手的转动频率为1Hz，选项A正确15D解析：D【解析】【详解】AB记录纸匀速运动，振子振动的周期等于记录纸运动位移2x0所用的时间，则周期T=，振幅为A=y0，AB错误。C加速度是矢量，激光笔在留下P、Q两点时加速度大小相等，方向相反，C错误。D在激光笔留下PQ段印迹的过程中，根据动能定理可知，合外力做功为零，但重力做正功为2mgy0，故弹力对物块做负功，为-2mgy0，D正确。故选D。16C解析：C【解析】【详解】根据单摆的周期公式可知，将四个单摆的摆长代入公式，分别求得它们的周期是、由于四个摆的摆长不同，所以四个摆的固有周期不同，但四个摆振动起来后，策动力使得摆做受迫振动，振动的周期都等于2s。所以各摆振动的振动周期都相等；由于摆3的固有周期与策动力的周期相等，故摆3发生共振，振幅最大，而摆1的振幅较小。故选C。17C解析：C【解析】【分析】【详解】A由题意知波长=4m，由于两个时刻的波形相同，经过了整数倍周期的时间，则得0.2s=nT(n=0，1，2)传播速度(n=0，1，2)所以该波的最小波速为20m/s，故A错误；B由于周期不确定，时间0.1s不一定等于半个周期，则(t+0.1)秒时刻，x=-2m处的质点不一定到达波峰，位移就不一定是a，故B错误；C由t时刻波形图知，x=2m处的质点在波谷向上振动，x=2.5m的质点向下运动，所以x=2m处的质点先回到平衡位置，故C正确；D根据数学知识得知质点M和N之间的距离等于，由波形得知，质点M第一次到达平衡位置时，质点N不在波峰，故D错误。故选C。18C解析：C【解析】【分析】【详解】t=1.25s时，位移为正，加速度为负；x-t图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为负，A错误；t=1.7s时，位移为负，加速度为正；x-t图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为负，B错误；t=1.0s时，位移为正，加速度为负；x-t图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为零，C正确；t=1.5s时，位移为零，故加速度为零；x-t图象上某点切线的斜率表示速度，故速度为负向最大，D错误19B解析：B【解析】试题分析：由图读出质点振动的周期T=4s，则频率故A错误质点做简谐运动，在一个周期内通过的路程是4A，t=10s=2.5T，所以在10s内质点经过的路程是故B正确在第4s末，质点的位移为0，经过平衡位置，速度最大故C错误由图知在t=1s和t=3s两时刻，质点位移大小相等、方向相反，故D错误考点：简谐运动的振动图象；简谐运动的振幅、周期和频率20A解析：A【解析】【分析】【详解】A质点O和M的振动频率都等于波源的振动频率，所以A正确；B质点P是波峰和波谷相遇，总振幅为两列波分别引起振幅的差，故为0，所以B错误；C质点M为波峰与波峰相遇的点，故振幅为两列波振幅的和，为2A，所以C错误；D振动频率为2.5Hz，故周期为0.4s，1.7s也就是质点从波峰振动了个周期，因此质点到达平衡位置，并且向下振动，所以D错误。故选A。21A解析：A【解析】【分析】【详解】A根据乙图可知，t=0s时刻振子处于正方向最大位移处，所以t=0s时刻振子从B点释放，选项A正确；B根据乙图可知，弹簧振子的振幅是0.1m，选项B错误；C弹簧振子从B点再次回到B点为一次全振动，从B点经过O点再运动到C点为0.5次全振动，选项C错误；D据乙图可知，此时刻P点振子正在沿负方向做减速运动，速度方向为负，加速度方向为正，选项D错误。故选A。22D解析：D【解析】向着平衡位置运动，速度为正值，加速度的方向指向平衡位置，AC错；振子经过平衡位置时，加速度为零，速度最大，B错；D对；23D解析：D【解析】【详解】根据单摆的周期公式，要增大单摆周期，可以增加摆长或减小重力加速度；与摆球的质量和振幅无关；将单摆由山下移至山顶，重力加速度变小；故A、B、C错误，D正确；故选D。【点睛】解决本题的关键掌握单摆的周期公式，知道影响单摆周期的因素24C解析：C【解析】t=T/4时，货物加速度方向向下，失重，货物对车厢底板的压力最小，A错误；t=T/2时，货物加速度为零，货物对车厢底板的压力等于重力大小，B错误；t=3T/4时，货物加速度方向向上且最大，超重，此时货物对车厢底板的压力最大，C正确、D错误25D解析：D【解析】【分析】【详解】A中振子的振动周期等于2t1，故A不对；B中在t=0时刻，振子的位置在O点，然后向左运动，故B不对；C中在t=t1时刻，振子经过平衡位置，此时它的速度最大，故C不对；D中从t1到t2，振子正从O点向b点运动，故D是正确的专心-专注-专业