2023新教材高考物理二轮专题复习习题-专题强化训练8机械振动和机械波.docx

专题强化训练8机械振动和机械波一、选择题(15题为单项选择题，68题为多项选择题)12022·山东冲刺卷一列简谐波在初始时刻的全部波形如图所示，质点a、b、c、d对应x坐标分别为1 m、1.5 m、3 m、4 m从此时开始，质点d比质点b先到达波谷下列说法正确的是()A波源的起振方向沿y轴向上B振动过程中质点a、c动能始终相同C波沿x轴负方向传播D此时b点加速度沿y轴正方向22022·北京押题卷图甲为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t1 s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图乙可能为质点L的振动图像B该简谐波的波速为0.3 m/sC该时刻质点K与L的速度、加速度都相同D质点K再经1 s将沿x轴正方向移动到x0.4 m处32022·辽宁模拟卷在同一均匀介质中有两列简谐横波，甲向右、乙向左，波速大小为1 m/s，沿x轴相向传播，t0时刻的波形如图所示，下列说法中正确的是()A两列波相遇时能发生稳定的干涉B一观察者正经x2 m处沿x轴负向匀速运动，在他看来，两波的频率可能相同C.x轴上横坐标为x2.75 m处的质点经过3 s位移达到6 cmDt0时刻，x2.6 m处的质点的振动方向与x5.2 m处的质点的振动方向相反4.将力传感器接到计算机上可以测量快速变化的力将单摆挂在力传感器的探头上，并让单摆小幅度摆动，计算机上显示摆线上拉力大小随时间变化的曲线如图所示某同学由此图像做出判断，其中正确的是()A摆球的周期T0.5 sB单摆的摆长l0.25 mCt0.5 s时摆球正经过最低点D摆球运动过程中机械能不变5.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，不计空气阻力，下列说法正确的是()A圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动B圆盘做简谐运动的振幅可能为C振动过程中圆盘的最大速度为D从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大6B超成像的基本原理是探头向人体发射一组超声波，遇到人体组织会产生不同程度的反射，探头接收到的超声波信号形成B超图像如图为血管探头沿x轴正方向发送的简谐超声波图像，t0时刻波恰好传到质点M.已知此超声波的频率为1×107 Hz，下列说法正确的是()A.01.25×107 s内质点M运动的路程为2 mmB超声波在血管中的传播速度为1.4×105 m/sC.质点M开始振动的方向沿y轴正方向Dt1.5×107 s时质点N恰好处于波谷72022·辽宁模拟卷一列简谐横波沿x轴正方向传播如图所示是t0时刻的波形图，且x4.0 m处质点刚好起振若该波的周期为4 s，下列说法中正确的是()A从图示时刻起经过2 s的时间，x6.0 m处的质点刚好起振B平衡位置在x6.0 m处的质点，第一次到达波谷的时刻为2.5 sCE、F两质点同时达到平衡位置和波峰位置D.平衡位置在x1.0 m处的质点从图示时刻起经过3.0 s，通过的路程为6 cm82022·北京朝阳一模图1为一列简谐横波在t0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x4.0 m处的质点；图2为质点Q的振动图像下列说法正确的是()A在t0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动B从t0.10 s到t0.25 s，质点Q通过的路程为30 cmC从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了8 mD在t0.25 s时，质点P的加速度沿y轴正方向二、非选择题92022·北京押题卷一列简谐横波沿x轴方向传播，A、B为x轴上两点，平衡位置坐标分别为xA2 m、xB8 m，如图甲所示，A、B两处质点的振动图像如图乙所示求：(1)0.22 s内质点A通过的路程；(2)该列简谐横波的波速102022·福建押题卷如图甲所示，在某种介质中A、B、C是三角形的三个顶点，其中AC长x13.25 m，BC长x21 m两个波源分别位于A、B两点，且同时从t0时刻开始振动，它们的振动图像如图乙所示，已知位于A点的波源产生波的波长A2 m.求：(1)位于B点的波源产生波的波长及波速；(2)从t0时刻开始，c点的位移第一次为7 cm的时刻专题强化训练8机械振动和机械波1解析：质点d比质点b先到达波谷，则此时质点d正在沿y轴向下振动，所以波源的起振方向沿y轴向下，根据质点振动方向与波的传播方向的关系，可知波沿x轴正方向传播，故A、C错误；质点a、c的平衡位置之间相差半个波长，振动速度方向总是相反，大小总是相等，所以振动过程中质点a、c动能始终相同，故B正确；此时b点偏离平衡位置的位移方向为正方向，恢复力方向指向平衡位置，所以加速度沿y轴负方向，故D错误答案：B2解析：由题意知波向右传播，由图可得t1 s时刻质点L在平衡位置，由上下坡法可知质点L下一时刻向下振动，故乙图可能是质点L的振动图像，故A正确；由图可得0.4 m，T2 s，所以波速为v0.2 m/s，故B错误；由图可知质点K与L相差半个周期，所以两者的速度、加速度等大、反向，故C错误；因为每个质点都在自己平衡位置周期性振动，不会随波迁移，故D错误答案：A3解析：同一介质中传播，波速相等，从图中可知波长不同，则频率不同，因此不能产生稳定的干涉现象，A错误；观察者向左匀速运动，根据多普勒效应，接受到的两波频率可能相同，B正确；此时图中两波峰所在位置在x轴的中点在2.75 m处，由于波速相等，同时到达，用时3.75 s，C错误；两波相向传播，此时两点振动方向相同，D错误答案：B4解析：在一个周期内摆球两次经过最低点，根据图像知周期为2 s，故A错误；根据T2 ，可得lg×101 m，故B错误；摆球在运动过程中，在最低点的拉力最大，结合图形可得，t0.5 s时摆球正经过最低点，故C正确；摆球在运动过程中经过最低点时对绳的拉力越来越小，故机械能减小，故D错误答案：C5解析：因为简谐运动的平衡位置是物体能够自由静止的位置，即应该是小球粘在盘子上一起静止的位置，所以应该比开始位置偏下，故A错误；因为振幅为从平衡位置到最大位移处的距离，根据对称性，则小球和盘再次回到都刚开始碰撞的位置时速度不为零，故开始的位置不是最大位移处，因为开始时Mgkx0，小球粘在盘子上一起静止的位置满足（mM）gkx2，所以刚开始碰撞的位置到平衡位置的距离为x，故振幅应该大于，故B错误；小球自h高处由静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，则mv（mM）v1，又因为v22gh，所以两者碰后速度为v1，而两者碰撞瞬间满足（mM）gkx0ma，即碰后两者向下做加速度减小的加速运动，当a0时速度最大，之后做减速运动到最低点，故振动过程中圆盘的最大速度应该大于，故C错误；从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球的动能先增大后减小，故由能量守恒定律可得，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大，故D正确答案：D6解析：波的周期为T1×107 s，易知1.25×107 s1.25T，则质点M运动的路程为s1.25×4A2 mm，故A正确；根据图像可得该波的波长为14×102 mm1.4×104 m，由波速与波长的关系式可得vf1 400 m/s，故B错误；由波形图及波的传播方向为x轴正方向，可知质点M开始振动的方向沿y轴负方向，故C错误；由图可知，波传播过程中，离N点的最近的波谷与N点的距离为x35 mm14 mm21 mm，波谷传播到N点的时间为t1.5×107 s，故D正确答案：AD7解析：波速v1 m/s，当横波从x4.0 m处传到6.0 m处时，所用时间为t2 s，故A正确；当x1 m处的波谷传到6.0 m处时，6.0 m处的质点第一次到达波谷，所用时间为t s5 s，故B错误；图示时刻，E质点经过到达平衡位置，F质点经过到达波峰位置，故C错误；3.0 s时间为周期，则该波x1.0 m处的质点从图示时刻起历时3.0 s通过的路程是3A6 cm，故D正确答案：AD8解析：由图2可判断t0.10 s后很小一段时间，位移为负，可知在t0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动，A错误；由图1可判断质点Q振动的振幅A10 cm，由图2可判断质点Q振动周期为T0.20 s从t0.10 s到t0.25 s，质点Q从平衡位置开始运动了T，通过的路程为3A30 cm，B正确；由图1可判断该简谐横波波长8 m，波速v m/s40 m/s，t0.10 s时，质点Q向y轴负方向运动，可判断波的传播方向为x轴负方向从t0.10 s到t0.25 s，该波沿x轴负方向传播了xv×t40×0.15 m6 m，C错误；t0.25 s时，波形图为质点P此时位移为负，回复力沿y轴正方向，加速度沿y轴正方向D正确答案：BD9解析：（1）根据题图乙可知，振幅A10 cm，T0.4 s，0.22 s内恰好为4.5个周期，质点A通过的路程为s4.5×4×10 cm180 cm1.8 m.（2）若波沿x轴正方向传播，振动由质点A传播到B所需的时间为t1TnT（n0，1，2，3，）波速为v m/s（n0，1，2，3）若波沿x轴负方向传播，振动由质点B传播到A所需的时间为t2TnT（n0，1，2，3，）波速为v m/s（n0，1，2，3）答案：（1）1.8 m（2）见解析10解析：（1）横波在同种介质中的传播速度相同，从图像可知，A点的波源周期为0.4 s，波长A2 m，则波速v m/s5 m/s则B点的波源的波速也为5 m/s；从图像可知，B点波源的周期为0.6 s，则波长BvTB5×0.6 m3 m.（2）根据波的叠加结合图像可知，要让C点的位移为7 cm，则必须是两个波的波谷同时传到了C点的位置，对于A波源而言，A波的波谷传到C点位置需要的时间为t1代入数据得t1 s（0.4n0.95） s同理可得，B波的波谷传到C点位置需要的时间为t2代入数据得t2 s（0.6m0.35）s当t1t2时，解得mn3，t1t22.15 s.答案：（1）3 m5 m/s（2）2.15 s