高考物理二轮复习专题训练——机械振动与机械波（word版含答案）.doc

机械振动与机械波一、选择题（共15题）1位游客在湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是A0.5sB0.75sC1.0sD2.0s2如图所示，固定曲面AC是一段半径为4.0 m 的光滑圆弧形成的，圆弧与水平方向相切于A点，AB=10 cm，现将一小物体先后从圆弧顶端C和中点D处由静止释放，到达曲面底端时速度分别为v1和v2，所需时间为t1和t2，以下说法正确的是（ ）Av1 > v2 , t1 = t2Bv1 > v2 , t1 > t2Cv1 < v2 , t1 = t2Dv1 < v2 , t1 > t23如下图是一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻的波动图象，从此刻起再过开始计时，质点P的振动图象是（ ）ABCD4水平弹簧振子做简谐运动经过A点时，加速度的大小是2m/s2，方向指向B点；当它经过B点时，加速度的大小是3m/s2，方向指向A点，平衡位置为O点，下面有关A、B两点的位置关系正确的是（ ）ABCD5简谐运动的平衡位置是指（）A势能为零，动能最大的位置B加速度为零的位置C回复力为零的位置D振幅为零的位置6如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=0.2s时刻的波形图。已知该波的波速v=0.8m/s，则下列说法正确的是（）A这列波的波长是10cmB这列波的周期是0.175sC这列波一定沿x轴负方向传播的D每经过一个周期介质中的x=4cm处质点就沿x轴移动的距离等于一个波长7下列关于机械波的说法正确的是（）A各质点都在各自的平衡位置附近振动，不随波迁移B波发生反射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化C一列机械波通过不同介质时，波长和频率都会发生变化D发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长大或差不多8如图所示，、是两个相干波源，它们振动同步且振幅相同。实线和虚线分别表示在某一时刻它们所发出的波的波峰和波谷。关于图中所标的a、b、c、d四点，下列说法中正确的有A该时刻a质点振动最弱，b、c质点振动最强，d质点振动既不是最强也不是最弱B该时刻a质点振动最弱，b、c、d质点振动都最强Ca，c质点的振动始终是最弱的，b、d质点的振动始终是最强的D再过后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，因此振动最弱9一质点做简谐运动，其相对于平衡位置的位移x与时间t的关系图线如图所示，由图可知A质点振动的频率为1.6HzB质点的振幅为4.0cmC在0.3s和0.5s两时刻，质点的速度方向相同D在0.3s和0.5s两时刻，质点的加速度方向相同10一列简谐横波在时刻的波形图如图甲所示，P是介质中的一个质点，图乙是质点P的振动图像。下列说法正确的是（）A质点P的振幅为8cmB这列横波的波速为C质点P的振动周期为1sD这列横波正在向x轴正方向传播11关于教材中插图所涉及的物理知识，描述正确的是（）A 一列水波通过狭缝时的折射现象B 单摆做受迫振动的周期与摆球质量有关C 水下多普勒测速仪可测海水流速D 水波干涉时振动加强点位移一定比振动减弱点位移大12如图所示，是一列简谐横波在t0.15 s时的波形图，该波沿x轴负方向传播，传播的速度为v10 m/s，则质点a的振动图象是下列图中的ABCD13下列说法正确的是 A声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快B受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度D宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢E机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象14如图所示，用橡胶锤敲击音叉，关于音叉的振动及其发出的声波，下列说法正确的有（ ）A在空气中传播的声波是纵波B声波在空气中传播的速度随波频率增大而增大C音叉周围空间声音强弱的区域相互间隔D换用木锤敲击，音叉发出声音的音调变高15关于多普勒效应，下列说法中正确的（ ）A多普勒效应是由波的干涉引起的B多普勒效应是由波源和观察者之间有相对运动而产生的C多普勒效应不能说明波源的频率发生了变化D只有波长较大的声波才可以产生多普勒效应二、非选择题16如图所示是一个单摆做受迫振动时的共振曲线，表示振幅A与驱动力的频率f的关系，则该单摆的摆长约为_，若增大摆长，共振曲线的“峰”将_ （填“向右移动”、“向左移动”或“不移动”）（g9.8m/s2，29.86）17波长、周期、频率、波速是用来描述机械波的物理量，当一列机械波由一种介质传播到另一种介质时，发生变化的物理量有_；保持不变的物理量有_。18图甲为一条均匀绳子两端产生的两列简谐横波P、Q在t=2 s时刻的波形图，图乙为横坐标是-5.5 m处的质点M的振动图像，则横波Q的波速为_m/s，周期为_ s，从t=2 s起到质点O的位移为-5 cm的过程中所用的最短时间为_s。19、b两列简谐横波在同一介质中沿x轴正方向传播，波速均为v=2.5m/s在t=0时，两列波的波形如图所示，下列说法正确的是_.Aa、b两列波的波长之比为5：8Ba、b两列波叠加时能形成稳定的干涉图样Ct=0时平衡位置在x=2.5m处的质点的位移为4cmDt=0时平衡位置在x=1.5m处的质点沿y轴正方向运动Et=8s时介质中各质点的位置与t=0时的位置相同20随着科技的发展和作战的需要，现在的战斗机飞得越来越快，甚至有些战斗机的速度超过了声音在空气中的传播速度假设某爆炸声在空气中的传播速度为，一架战斗机正在爆炸点附近远离它飞行，要使飞行员听不到爆炸声，战斗机飞行的速度至少多大？21如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。（1）求它的可能周期；（2）求它可能的传播速度和最小速度。22如图所示，在同一均匀介质中有和两个波源，这两个波源的频率、振动方向均相同，且振动的步调完全一致，与之间相距，若的振动频率均为，两列波的波速均为点为和连线的中点，今以点为圆心，以为半径画圆(1)该波的波长为多少？(2)在连线上振动加强的点（和除外）有几个？(3)在该圆周上（和两波源除外）共有几个振动加强的点？思路点拨由干涉现象中振动加强点的条件判断振动加强点的个数。23如图甲所示，摆球在竖直平面内做简谐运动，通过力传感器测量摆线拉力F，F的大小随时间t变化规律如图乙所示，摆球经过最低点时的速度大小v=0.5m/s，忽略空气阻力，取g=10m/s2，2g，求：(1)单摆的周期T和摆长L；(2)摆球的质量m和摆线拉力的最小值Fmin；(3)摆球从最高点到第一次到达最低点的过程中，绳对摆球拉力冲量的大小I。参考答案：1C【详解】把船浮动简化成竖直方向的简谐运动，从船上升到最高点时计时，其振动方程为：，代入得：cm，当时，可解得：，故在一个周期内，游客能舒服登船的时间是，故ABD错误，C正确2A【详解】小球的运动可视为简谐运动（单摆运动），根据周期公式知小球在C点和D点释放，运动到O点的时间相等，都等于T根据动能定理有知C点的大，所以从C点释放到达O点的速度大故选A。3B【详解】简谐横波沿x轴负方向传播，可知此时P点的振动方向是沿y轴负方向，经过，质点P到达波峰位置，所以从此刻起再过开始计时，质点P的振动图象应该是B。故选B。4C【详解】简谐运动中加速度的方向总是指向平衡位置，所以振子经过A点时的加速度指向B也要指向O，振子经过B点时的加速度方向既要指向A也要指向O，则AB应该是分布在平衡位置O的两侧；简谐运动中振子偏离平衡位置越远加速度越大，所以B距离平衡位置更远一些，综上分析，C正确，ABD错误。故选C。5C【详解】A做简谐运动的物体经过平衡位置时速度最大，动能最大，势能最小，由于势能的相对性，势能的大小与零势点的选取有关，故势能不一定等于零，A错误；B物体在平衡位置时合外力和加速度不一定为零。例如，单摆在平衡位置时存在向心加速度，B错误；C简谐运动的平衡位置是回复力为零的位置，C正确；D做简谐运动的物体的振幅不变，D错误。故选C。6C【详解】AB从图中可知，故波的周期为选项AB错误；C经过0.2s即经过周期，经过一个周期知道回到原位置，即只看经过周期的振动情况即可，根据波形的平移法可得知，该波x轴负方向传播，故C正确；D波在传播过程中，波上的质点只在平衡位置附近上下振动，不随波传播，D错误；故选C。7A【详解】A机械波在介质中传播时，由于各质点间相互作用，前一质点带动相邻的后一质点在其平衡位置附近振动，但各质点并不随波迁移，A正确；B波发生反射时在同一介质中，频率、波长和波速均不变，B错误；C频率由波源决定，波通过不同介质时，频率不变，波长、波速改变，C错误；D发生明显衍射的条件是障碍物的尺寸比波长小或相差不多，D错误。故选A。8B【详解】AB该时刻a质点波峰与波谷相遇，振动最弱，b质点波峰与波峰相遇、c质点波谷与波谷相遇振动均最强，两波源连线的中垂线上的各质点振动均是加强的，即d质点振动最强，A错误，B正确；C振动加强的点始终加强，振动减弱的点始终减弱，可知a质点的振动始终是最弱的，b、c、d质点的振动始终是最强的，C错误；D由于两波振幅相同，故a质点位移始终未零，即未振动，再过后的时刻b、c两个质点都将处于各自的平衡位置，D错误。故选B。9D【详解】A. 由图读出周期T=1.6s，则频率故A错误；B. 质点的振幅等于振子的位移最大值，由图直接读出振幅A=2cm，故B错误；C. 在0.3s时刻，质点正从平衡位置向最大位移处运动，速度沿正方向；在0.5s时刻，质点正从正向最大位移向平衡位置运动，速度方向沿负方向，故这两个时刻的速度方向相反故C错误；D. 由简谐运动的特征 分析得知，在0.3s和0.5s两时刻，质点的位移相同，所以加速度方向相同，故D正确10B【详解】A由图像可以看出，质点P的振幅为4cm，故A错误；BC由图像可知，波长=4m，周期是T=2s，则波速为故B正确，C错误；D由乙图可以看出，零时刻质点P正向y轴的正方向振动，根据质点的振动方向和波的传播方向的关系可判断出这列横波正在向x轴负方向传播，故D错误。故选B。11C【详解】A一列水波通过狭缝时的衍射现象，所以A错误；B根据单摆的周期公式可知，单摆做受迫振动的周期与摆球质量无关，所以B错误；C水下多普勒测速仪可测海水流速，所以C正确；D水波干涉时振动加强点位移不一定比振动减弱点位移大，因为不管是加强点还是减弱点都在各自的平衡位置做周期性的振动，所以减弱点的位移可能大于加强点的位移，则D错误；故选C。12D【详解】波沿x轴负方向传播，则质点a在0.15s时，由平衡位置向负的最大位移处运动；由波的图象可知，波长=2m，波的周期T=/v=2/10s=0.2s；由图可知ABC错误，D正确；故选D.13BDE【详解】A声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故A错误；B在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故B正确；C拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜头前加装一个偏振片就可以减弱反射光的强度，故C错误；D字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人观察到飞船上的时间间隔变长，时钟变慢，故D正确；E障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故E正确。故选BDE。14AC【详解】A根据音叉振动发出声波的原理可知，音叉振动方向与波的传播方向在同一直线上，故在空气中传播的声波是纵波，故A正确；B声波在空气中的传播速度，与介质有关，不会随波的频率变化而变化，故B错误；C音叉振动发音时两个叉股是两个频率相同的波源，它们产生的波发生干涉，所以音叉周围空间声音强弱的区域相互间隔，故C正确；D音调与音叉的材料有很大关系，音叉材料没变，所以音叉发出的声音的音调没变，而换用木锤敲击时没有缓冲减震作用，音叉振幅较大，所以音叉的响度较大，故D错误。故选AC。15BC【详解】多普勒效应是由于波源和观察者之间有相对运动而产生的，与波的干涉无关，故A错误，B正确；多普勒效应说明观察者与波源有相对运动时，接收到的波频率会发生变化，但波源的频率不变，故不能说是波源的频率发生了变化，故C正确；多普勒效应是波的特有性质，故任何波都可以产生多普勒效应，故D错误；故选BC16 1 向左移动【详解】由共振曲线可知：当驱动力频率f=0.5Hz时产生共振现象，则单摆的固有频率为：f=0.5Hz；由单摆的周期公式有：，得：由单摆的频率公式为：得知，当摆长增大时，单摆的固有周期增大，频率减小，产生共振的驱动力频率也减小，共振曲线的“峰”向左移动17 波长、波速 周期、频率【详解】周期和频率由波源决定，与介质无关，所以当机械波从一种介质进入另一种介质时，周期和频率保持不变；机械波传递速度与介质有关，波速发生变化，因而波长也发生变化。18 1.5 【详解】由图甲知横波P的波长P=6 m，Q的波长Q=2 m，由图乙知P的周期TP=4 s，波速v=1.5 m/s由于介质是同一条绳，则P、Q的波速一样大，即Q的波速也是1.5 m/s，横波Q的周期由图乙知t=2 s时刻质点M的运动方向为沿y轴负方向，则P沿x轴正方向传播，P的波谷传到质点O还需要的时间为（其中n为自然数），Q的波谷传到质点O还需要的时间为（其中k为自然数）。t1=t2即76n=12k时，质点O的位移为-5 cm，则k=3n3，当n取最小值0，k=3时，所用时间最短，为19ACE【详解】A、从图中可以看出两列波的波长分别为，则，A正确；B、由，不能形成稳定的干涉图样，B错误；C、t=0时平衡位置在x=2.5m处的质点的位移是两列波分别引起的位移的矢量和，故为4cm,C正确；D、根据图象，t=0时平衡位置在x=1.5m处的质点振动方向向下，沿y轴负方向；D错误；E、，此时波形图与时相同，E正确；故选ACE20【详解】要使飞行员恰好听不到爆炸声，即飞行员正好一个声波也接收不到，则他随战斗机运动的速度应与波峰前进的速度一样，即战斗机应以的速度飞行远离爆炸点21（1）或（2）或，最小为【详解】（1）波向左传播时,根据光的平移法和波的周期性得解得波向右传播时解得（2）该波的波长为 波向左传播时，波速为波向右传播时，波速为由分析可知，当波向右传播时，且n=0时波速最小，即： 。22(1)；(2)三个；(3)六个【详解】(1)由公式得(2)设为连线上的振动加强点，则其中，由于，由此解得或即在连线上除外，还有点和另外两个振动加强点，设它们分别为，如图所示(3)三点为振动加强的点，过三点作三条振动加强线（表示三个振动加强区域）交于圆周上六个点，如图所示，显然这六个点也为振动加强点，故圆周上（除外）共有六个振动加强点。23(1)2s；1m；(2)0.1kg；0.9875N；(3)0.5025Ns【详解】(1)由乙图可知单摆周期为根据单摆周期公式解得(2)当拉力最大时，即摆球处在最低点，由牛顿第二定律解得从最低点到最高点解得最高点(3) 摆球从最高点到第一次到达最低点的过程中，合力的冲量为I合=mv=0.05Ns方向水平；小球的重力的冲量为方向竖直向下，则绳对摆球拉力冲量的大小