2023届高考一轮复习专题八机械振动与机械波巩固提升练2（含解析）.pdf

2023届高考一轮复习专题八机械振动与机械波巩固提升练2（含解析）一、单选题1.简谐波在介质中传播，则（）A.振幅越大，波的传播速度越大B.波长越大，波的传播速度越小C.在一个周期内，振动质点走过的路程等于一个波长D.波源振动的频率越高，波传播一个波长距离所用的时间越短2.图甲为一列沿X轴传播的简谐横波在r=ls 时刻的图像，图甲中某质点的振动情况如图乙所示。下列说法正确的是（）A.图乙如果为质点L 的振动图像，则波沿x 轴负向传播B.该时刻起再经0.5s质点M的加速度为零C.任意时刻质点K 与L的速度方向都相同D.该时刻起质点K 在 1s的时间内沿x 轴移动0.2m3.两列频率、振幅均相同的简谐波1 和 H分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48m的 A、B 间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5 五个波形，如图所示，且 1和 5 是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为0.1 2 s,下列说法正确的是（）A.简谐波I 和 II的波长均为0.24mB.简谐波I 和 0 的周期均为0.48sC.绳上各点均做振幅相同的简谐运动D.两波源到A 点和C 点的路程差之差的绝对值是0.48m4.下列说法正确的是（）A.如果要更准确地确定粒子的位置，那么动量的测量一定会更不准确B.发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光强度和频率均有关C.当观察者与波源相互靠近时，接收到波的频率一直增大D.康普顿效应证明了光子只具有动量5.以下说法正确的是（）A.单摆的周期公式是由伽利略研究并确定的B.根据多普勒效应可知：当观察者与波源相互靠近时，接收到频率会变小C.托马斯杨利用光的双缝干涉实验，有力的证明了光是一种波D.物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于物体的固有频率6.如图所示为单摆在两次受迫振动中的共振曲线，下列说法正确的是（）208642A.若两次受迫振动分别在月球上和地球上进行，且摆长相等，则图线11是月球上的单摆共振曲线B.若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则两次摆长之比为 4 =4:25C.图线II若是在地球表面上完成的，则该单摆摆长约为1mD.若摆长均为1 m,则图线I 是在地球表面上完成的7.多普勒效应在生产生活中有广泛应用，下面关于多普勒效应的相关叙述中，错误的是（）A.当观察者与波源相互靠近时，观察者接收到的波的频率一定越来越大B.当人听到声音的频率越来越低时，原因可能是声源振动频率不变，人静止，声源远离人做匀加速直线运动C.仪器向人体内发射频率已知的超声波，被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，它利用了多普勒效应D.测量某是球上某些元素的发光须率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照，就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度大小，这是利用了光的多普勒效应8.以下运动中，加速度大小和方向都发生变化的是（）A.自由落体运动 B.简谐运动C.匀速圆周运动 D.平抛运动9.中心波源。的振动频率逐渐增大时，可能的波形图为（）列说法正确的是（）A.振 动A的相位超前振动B的 相 位%B.振动A的相位滞后振动B的相位C.振动A的相位滞后振动B的相位D.两个振动没有位移相等的时刻11.一列简谐横波沿x轴传播，f=0时的波形如图中实线所示，f=0.6s时的波形如图中A.15m/s B.25m/s C.30m/s D.45m/s12.如图所示为一列简谐横波沿x轴传播在右。时刻的波形图，P、。分别是平衡位置在x/=lm、X2=12m处的质点，从/=0时刻开始，质点。比质点尸早0.1s第一次到达波峰，则下列说法错误的是（）c.3 s内质点P 运动的路程为lin34D.质 点 Q 的振动方程为y=-10sin（r）cm二、多选题13.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，则关于质点A 的受力，下列说法正确的是A.如果波向右传播，则质点A 受到向上的作用力B.如果波向右传播，则质点A 受到向下的作用力C.如果波向左传播，则质点A 受到向上的作用力D.如果波向左传播，则质点A 受到向下的作用力1 4.如图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，图中的实线和虚线分别为匚0 和 U0.3S时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.3s。关于该简谐波，下列说法正确的是（）A.周期为1.2sB.波速为10m/sC.x=4m处的质点在f=1.5s时位于波峰D.若位于x=10m处的观察者沿x 轴负方向靠近波源，则观察者接收到的频率变大15.如图所示，一质点在A、8 之间做简谐运动，0 为平衡位置，E、F 点分别为4 0 和0B 之间关于。点的对称点（即 E 0 和。尸的距离相等）。质点从E 点向右运动经过时间“第一次经过尸点，再经过时间f2第四次经过尸点。下列说法正确的是（）A E O F BA.质点经过E 点和F 点的速度一定相同B.质点经过E 点和F 点的加速度大小相等C.质点从A 点第一次运动到8 点的时间为+四D.该质点的振动周期为&+幻3三、解答题16.如图所示，两列简谐横波。、匕 在同一介质中分别沿x 轴正、负方向传播，波速均为 v=2.5m/s己知在Z=0时刻两列波的波峰正好在x=2.5m处重合。求从/=0时刻开始,17.如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s 波沿+x 方向行进0.8 m,参考答案：I.D【解析】【详解】A B.机械波在介质中的传播速度由介质本身的性质决定，故 AB错误；C.在一个周期内，振动质点走过的路程等于4 倍振幅，不一定等于一个波长，故 C 错误；D.由 T=。可知，频率越高，周期越小，即波传播一个波长距离所用的时间越短，故 D 正确。故选D。2.B【解析】【详解】A.图乙如果为质点心的振动图像，f=ls时，质点L 向下振动，根据同侧法可知则波沿x 轴正向传播，故 A 错误；B.由图乙可知，该波的周期T=2s该时刻起再经0.5s即:质点达到平衡位置，位移为零，回复力为零，则加速度为零，故 B正确；C.质点K 与乙相距半个波长，所以任意时刻质点K 与乙的速度方向都相反，故 C 错误；D.波动中各个质点只在平衡位置上下振动，不会随波迁移，故 D 错误。故选B。3.D【解析】【详解】A.简谐波I 和 II的波长均为0.48m,故 A 错误；B.从波形1到波形5 经历的时间为g T,则lr=4 x 0.12s2可得简谐波I 和 II的周期均为7M).96s故 B 错误；C.绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，选项C 错误；D.AC两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离之差分别为万(2 +1)和彳则两波源到A 点和C 点的路程差之差的绝对值是(2 +1)(2/2-1)=2=0.48m2 2故 D 正确。故选D。4.A【解析】【分析】【详解】A.由不确定性关系知，不可能同时准确地知道粒子的位置和动量，A 正确；B.由光电效应方程线=流一也可知，光电子的最大初动能与入射光强度无关，随入射光的频率u 增大而增大，B 错误；C.如果观察者与波源相对速度一定，接收到波的频率也一定，C 错误；D.康普顿效应证明了光子既具有能量也具有动量，D 错误。故选Ao5.C【解析】【详解】A.伽利略最早发现了摆的等时性原理，后来惠更斯得出了单摆的周期公式，故 A 错误；B.根据多普勒效应可知：当观察者与波源相互靠近时，接收到频率会变大，故 B 错误；C.托马斯 杨利用光的双缝干涉实验，有力的证明了光是一种波，故 C 正确；D.物体做受迫振动达到稳定后，物体振动的频率等于驱动力的频率，故 D 错误。故选C。6.C【解析】【详解】A D.当受迫振动的频率等于单摆的固有频率，将发生共振，振幅最大，若两次受迫振动分别在月球和地球上进行，因为图线I单摆的固有频率较小，则固有周期较大，根据单摆的周期公式7=2万知周期大的重力加速度小，则图线I是月球上单摆的共振曲线，故AD错误；B.若两次受迫振动均在地球上同一地点进行的，则重力加速度相等，因为固有频率之比为2:5,则固有周期比之为5:2,根据知摆长之比为/,=25:4故B错误;C.图线H若是在地球表面上完成的，则固有频率为0.5H z,则T=2万故C正确。故选C。7.A【解析】【详解】A.当观察者与波源相互靠近时，观察者接收到的波的频率比波源发出的频率大，但不知道观察者与波源是匀速靠近，还是加速靠近，或者减速靠近，故观察者接收到的波的频率不一定越来越大，A错误，符合题意；B.声源振动频率不变时，当声源远离人且做匀加速直线运动，人接收到声源的频率会越来越低，B 正确，不符合题意；C.仪器向人体内发射频率已知的超声波，被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法俗称“彩超”，它利用了多普勒效应，c 正确，不符合题意；D.测量某是球上某些元素的发光须率，与地球上这些元素静止时的发光频率对照，就可以得出该星球靠近或者远离地球的速度大小，这是利用了光的多普勒效应，D 正确，不符合题意。故选Ao8.B【解析】【详解】A.自由落体运动的加速度大小和方向都不变，为重力加速度，故 A 错误；B.简谐运动的恢复力F=-kx合外力大小和方向发生变化，加速度大小和方向发生变化，故 B 正确；C.匀速圆周运动的加速度大小不变，方向始终指向圆心，方向时刻变化，故 C 错误；D.平抛运动的加速度大小和方向都不变，为重力加速度，故 D 错误；故选B。9.A【解析】【分析】【详解】由 丫 =兀/可知，波速由介质决定而不变，而波源的振动频率增大，故波长变短；。点波源的振动同时向两边传播，两边的波形对称。故选A。10.B【解析】【详解】T TABC.A 的相位是（4加+:），B 的相位是（4而十 乃），相位差4 0=(4 乃/+)一(4加+一)=一44 4所以B的相位始终比A的相位超前3 万，或者A的相位比B的 相 位 滞3后，故AC错误B正确；D.做出这两个振动图象，两个振动图象的交点即是位移相等的时刻，D错误。故选B o1 1.D【解析】【详解】设波的周期为T,若波沿x轴正方向传播，则A r=0.6 s=+/i T (=0,1,2 3“)8解得4 8T=s(=0,1,2,3)8 n +3则波速为2 4 0+1 5 .八in、/v=-m/s(=0,1,2,3)若波沿x轴负方向传播，则A r=0.6 s=+nT(=0,1,2,3)8解得4 8T=-s(n =0,l,2,3-)8 n +5则波速为v =彳=40；25 m/s(=0,1,2,3)将四个选项中波速值代入中，可知只有D项使式的“有整数解。故选D。1 2.D【解析】【详解】A.从仁0时刻开始，质点Q比质点P早0.1 s第一次到达波峰，说明仁0时刻质点P、。沿y轴负方向运动，因此波沿x轴正向传播，故A正确，不符合题意；B.质 点。比质点尸早O.ls第一次到达波峰，则质点P 从 仁0 时刻到达平衡位置需要的时间为 0.1 s,则波传播的速度X 1v=-=m/s=1 Om/st 0.1故 B 正确，不符合题意；C.质点振动的周期3 s 内质点P 运动的路程ts=x4A=100cm=lmT故 C 正确，不符合题意；D.波沿x 轴正向传播，初始时刻质点。处于平衡位置，则质点Q 的振动方程为故 D 错误，符合题意。故选D。13.BD【解析】【详解】无论波向右还是向左传播，回复力始终指向平衡位置，所以质点A 受到向下的作用力，AC错误，BD正确。故选BD。14.BCD【解析】【详解】A.由题意知(+、T=0.3s可得周期知该简谐波的周期大于0.3 s,则取0,7=0.48,故 A 错误;B.波速为v=m/s=l Om/sT 0.4故 B正确；C.44m处的质点在仁0时位于平衡位置且向下振动，则它在/=1.5 s=3-74时位于波峰处，故 C正确；D.若位于x=1 0 m 处的观察者沿x 轴负方向靠近波源，由于简谐横波沿x 轴正方向传播，由多普勒效应规律可知观察者接收到的频率变大，故 D正确。故选B C D o1 5.B D【解析】【分析】【详解】A.由对称性可知，质点经过E点和F点的速度大小一定相同，但是方向不一定相同，故 A错误；B.质点经过E点和尸点时位移的大小相同，根据kxa=-m可知，加速度大小相等，故 B正确；CD.质点从E点向右运动经过时间第一次经过尸点，再经过时间 2 第四次经过尸点，设周期为T,则5 T）+ti=-T2解得T=2（乙 +:）_ 3-质点从A点第一次运动到B点的时间为t=T=-=-2 3C错误；D正确。故选B D o1 6.5.4 s【解析】【详解】I波波峰传播到k l.O m处的时间为ta=-M-a=-A-x-,-+-m-A-,-a (/m=O八 ,1.,23 ,.、)v v。波波峰传播到x=L 0 m处的时间为妹 四0,1,2,.)V V其中 A x/=l m,A x2=1.5 mo当x=1.0 m处的质点处于波峰时，有ta=tb以上各式联立可解得5m-Sn=由分析可知，当加=5、=3时，x=1.0 m处的质点经历最短的时间到达波峰，将片5代入vVA%1+时波形，实线为2 0 s时波形)【解析】【详解】由题意知，波速波长4 =8 m,则周期1 7s内的周期数x 0.8.v=m/s=4 m/st 0.2T =W=U =2 sv 4,=丁 =8-2根据波的时间与空间的周期性，将波向X轴正方向平移j/l 即可，如图中虚线所示20s内的周期数71,=10一 T根据波的时间与空间的周期性，在波已经传播的区域中，波形与/=0时刻波形相同，即图中实线所示。