物理知识清单-专题14-机械振动与机械波(原卷+解析版).pdf
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1、1专练专练1下列说法中正确的是()A机械波可以在真空中传播B波从一种介质进入另一种介质时,频率保持不变C机械波的频率越高,在介质中的传播速度越大D两列波发生稳定的干涉现象,则两列波的频率必然相同E光的偏振现象说明光波是横波2如图所示,一质点在 x 轴上以 O 为平衡位置做简谐运动,其振幅为 8 cm,周期为 4 s,t0 时物体在 x4 cm 处,向 x 轴负方向运动,则()A质点在 t1.0 s 时所处的位置为 x4 3 cmB质点在 t1.0 s 时所处的位置为 x4 3 cmC由起始位置运动到 x4 cm 处所需的最短时间为23sD由起始位置运动到 x4 cm 处所需的最短时间为16s3
2、.如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图, 此时 a 波上某质点 P 的运动方向如图所示,则下列说法正确的是()A两列波具有相同的波速B此时 b 波上的质点 Q 正向上运动C一个周期内,Q 质点沿 x 轴前进的距离是 P 质点的 1.5 倍D在 P 质点完成 30 次全振动的时间内 Q 质点可完成 20 次全振动Ea 波和 b 波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样4如图所示,a、b、c、k 为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点,e 点为波源,t 0 时刻从平衡位置开始向上做简谐运动, 振幅为 3 cm, 周期为 0.2 s 在波的传播方向上, 后一质点比前一质点迟 0.
3、05s 开始振动t 0.25 s 时,x 轴上距 e 点 2.0 m 的某质点第一次到达最高点,则()2A该机械波在弹性介质中的传播速度为 8m/sB该机械波的波长为 2 mC图中相邻质点间距离为 0.5 mD当 a 点经过的路程为 9 cm 时,h 点经过的路程为 12 cmE当 b 点在平衡位置向下振动时,c 点位于平衡位置的上方5一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,t0 时波形图如图中实线所示,此时波刚好传到 c 点;t0.6 s时波恰好传到 e 点,波形如图中虚线所示,a、b、c、d、e 是介质中的质点下列说法正确的是()A这列波的周期 T0.8 sB当 t0.6 s 时质点 a 速度沿
4、 y 轴负方向C质点 c 在这段时间内沿 x 轴正方向移动了 3 mD质点 d 在这段时间内通过的路程为 20 cmEt0.6 s 时,质点 e 将要沿 y 轴正方向运动6如图所示,图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为介质中 x2 m 处的质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象质点 Q 的平衡位置位于 x3.5 m,下列说法正确的是()A在 0.3 s 时间内,质点 P 向右移动了 3 mB这列波的传播速度是 20 m/sC这列波沿 x 轴正方向传播Dt0.1 s 时,质点 P 的加速度大于质点 Q 的加速度Et0.45 s 时,x3.5 m 处的质点 Q 到达波谷位置37如图所示,一
5、水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为 2 Hz,现在长绳的两端分别有一振源 P、Q,同时开始以相同振幅 A 上下振动一段时间,某时刻两个振源在绳上形成的波形如图所示,两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置,观察到小球先后出现了两次振动,小球第一次振动时起振方向向上, 且振动并不显著, 而小球第二次发生了显著的振动, 则以下说法正确的是()A由 P 振源产生的波先到达弹簧处B由 Q 振源产生的波先到达弹簧处C两列波可能形成干涉D由 Q 振源产生的波的波速接近 4 m/sE绳上会出现振动位移大小为 2A 的点8.振动周期为 T,振幅为 A,位于 x0 点的波源从平衡
6、位置沿 y 轴正向开始做简谐运动,该波源产生的一维简谐横波沿 x 轴正向传播,波速为 v,传播过程中无能量损失,一段时间后,该振动传播至某质点 P,关于质点 P 振动的说法正确的是()A.振幅一定为 AB.周期一定为 TC.速度的最大值一定为 vD.开始振动的方向沿 y 轴向上或向下取决于它离波源的距离E.若 P 点与波源距离 svT,则质点 P 的位移与波源的相同9.如图所示为两列沿绳传播的(虚线表示甲波,实线表示乙波)简谐横波在某时刻的波形图,M 为绳上 x0.2 m 处的质点,则下列说法中正确的是()A.图示时刻质点 M 的速度为零B.M 点是振动加强点C.甲波的传播速度 v1比乙波的传
7、播速度 v2大4D.由图示时刻开始,再经甲波的34周期,质点 M 将位于波峰E.位于原点的质点与 M 点的振动方向总是相反的10.如图甲所示为一列简谐横波在 t0.2 s 时的波形图,图乙为该波上 A 质点的振动图象,则下列判断正确的是()A.这列波的波速为 2.5 m/sB.这列波沿 x 轴负方向传播C.质点 A 在 0.2 s 内通过的路程一定为 20 cmD.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象,则所遇到的波的频率为 2.5 HzE.若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象,则该障碍物的尺寸一定比 40 cm 小很多11一列简谐横波在某时刻的波形如图所示,此时刻质点 P 的速度为
8、v,经过 1 s 后它的速度大小、方向第一次与 v 相同,再经过 0.2 s 它的速度大小、方向第二次与 v 相同,则下列判断正确的是()A波沿 x 轴负方向传播,且周期为 1.2 sB波沿 x 轴正方向传播,且波速为 10 m/sC质点 M 与质点 Q 的位移大小总是相等,方向总是相反D若某时刻质点 N 速度为零,则质点 Q 速度一定为零E从图示位置开始计时,在 3 s 时刻,质点 M 偏离平衡位置的位移 y10 cm12一列简谐横波沿 x 轴的负方向传播,振幅为 4 cm,周期为 T。已知在 t0 时刻波上平衡位置相距40 cm 的两质点 a、b 的位移都是 2 cm,但运动方向相反,其中
9、质点 a 沿 y 轴正方向运动,如图所示,下列说法正确的是()A该列简谐横波波长可能为 7.5 cm5B该列简谐横波波长可能为 3 cmC质点 a 振动周期是 1.2 sD当质点 a 的位移为4 cm 时,质点 b 的位移为 0E在 tT3时刻质点 b 的位移是4 cm13一列沿 x 轴正方向传播的机械波,波速为 4 m/s,t0 时刻波形如图所示,下面说法正确的是()A这列波传播的周期为 2 sB平衡位置为 x10 m 处的质点起振方向为竖直向下C平衡位置为 x3.5 m 处的质点在 t0 到 tT4时间段内路程等于 2 cmDt9 s 时,平衡位置为 x3.5 m 处的质点正在向下振动E平
10、衡位置为 x4 m 处的质点位移总是和平衡位置为 x8 m 处的质点位移相同14如图甲所示,在均匀介质中 P、Q 两质点相距 d0.4 m,质点 P 的振动图象如图乙所示,已知 t0 时刻,P、Q 两质点都在平衡位置,且 P、Q 之间只有一个波峰。求:(1)波速;(2)质点 Q 下一次出现在波谷的时间。15A 和 B 是一列简谐横波上平衡位置相距 x3 m 的两个质点,某时刻,质点 A 到达平衡位置正向上振动,而质点 B 刚刚从平衡位置开始起振,且二者之间只有一个波谷,经过时间 t0.6 s 质点 B 第一次到达波峰。(1)画出 B 刚开始起振时 A、B 两质点间的波形,并在图中标出 B 质点
11、此时的振动方向;(2)求该波波速的可能大小。16如图甲所示,在光滑的斜面上有一滑块,一劲度系数为 k 的轻弹簧上端与滑块相连,下端与斜面上的固定挡板连接,在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值,拉力显示为负值),能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机,经计算机处理后在屏幕上显示出 Ft 图象,现用力将滑块沿斜面压下一段6距离,放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动,此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象(1)滑块做简谐运动的回复力是由_提供的;(2)由图乙所示的 Ft 图象可知,滑块做简谐运动的周期为_s;(3)结合 Ft 图象的数据和题目中已知条件可知,滑块做简谐运动的振幅为_17一列简
12、谐横波沿x 轴方向传播,t0 时刻的波形如图甲所示,A、B、P 和 Q 是介质中的 4 个质点,t0 时刻波刚好传播 B 点质点 A 的振动图象如图乙所示,则:(1)该波的传播速度是多大?(2)从 t0 到 t1.6 s,质点 P 通过的路程为多少?(3)经过多长时间质点 Q 第二次到达波谷?18如图甲所示,在某介质中波源 A、B 相距 d20 m,t0 时两者开始上下振动,A 只振动了半个周期,B 连续振动,所形成的波的传播速度都为 v1.0 m/s,开始阶段两波源的振动图象如图乙所示(1)求距 A 点 1 m 处的 P 质点,在 t0 到 t22 s 内所经过的路程(2)求在 t0 到 t
13、16 s 内从 A 发出的半个波前进过程中所遇到的波峰个数19一列简谐横波,沿波的传播方向依次有 P、Q 两点,平衡位置相距 5.5 m,其振动图象如图所示,7实线为 P 点的振动图象,虚线为 Q 点的振动图象,求:(1)该波的波长;(2)该波的最大传播速度20.一列沿 x 轴传播的简谐横波,t0 时刻的波形如图所示,介质中 x6 m 处的质点 P 沿 y 轴方向做简谐运动的表达式为 y0.2cos (4t) m.求:(1)该波的传播速度;(2)介质中 x10 m 处的质点 Q 第一次到达波谷的时间.8高考押题专练高考押题专练1下列说法中正确的是()A机械波可以在真空中传播B波从一种介质进入另
14、一种介质时,频率保持不变C机械波的频率越高,在介质中的传播速度越大D两列波发生稳定的干涉现象,则两列波的频率必然相同E光的偏振现象说明光波是横波【答案】BDE【解析】机械波的传播需要介质,因此在真空中不能传播,A 错误波的频率由波源决定,因此波从一种介质进入另一种介质时,频率不变,B 正确机械波的传播速度由介质决定,与频率无关,C 错误发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同,D 正确光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直,因此光波是横波,E 正确2如图所示,一质点在 x 轴上以 O 为平衡位置做简谐运动,其振幅为 8 cm,周期为 4 s,t0 时物体在 x4 cm 处,向 x 轴负方向运动
15、,则()A质点在 t1.0 s 时所处的位置为 x4 3 cmB质点在 t1.0 s 时所处的位置为 x4 3 cmC由起始位置运动到 x4 cm 处所需的最短时间为23sD由起始位置运动到 x4 cm 处所需的最短时间为16s【答案】BC【解析】由题意可知,质点振动的角速度2T2rad/s,因 t0 时,x4 cm,所以质点的振动方程为 x8sin2t56 cm,当 t1 s 时,x8sin43cm4 3 cm,B 正确当 x4 cm 时,sin2t56 12,t 的最小值为23s,C 正确3.如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图, 此时 a 波上某质点 P 的运
16、动方向如图所示,则下列说法正确的是()9A两列波具有相同的波速B此时 b 波上的质点 Q 正向上运动C一个周期内,Q 质点沿 x 轴前进的距离是 P 质点的 1.5 倍D在 P 质点完成 30 次全振动的时间内 Q 质点可完成 20 次全振动Ea 波和 b 波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样【答案】ABD【解析】机械波的传播速度由介质决定,故波速相同,A 正确;由质点 P 的振动方向可知,波沿 x 轴负方向传播,故质点 Q 正向上振动,B 正确;质点 Q 和 P 沿 y 轴方向振动,并不沿 x 轴运动,C 错误;由波的图象可知,a 波波长是 b 波波长的23,根据 vf 可知 a 波的频率应是
17、 b 波频率的32,D 正确;a、b 两波的频率不同,所在相遇空间不会产生稳定的干涉图样,E 错误。4如图所示,a、b、c、k 为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点,e 点为波源,t 0 时刻从平衡位置开始向上做简谐运动, 振幅为 3 cm, 周期为 0.2 s 在波的传播方向上, 后一质点比前一质点迟 0.05s 开始振动t 0.25 s 时,x 轴上距 e 点 2.0 m 的某质点第一次到达最高点,则()A该机械波在弹性介质中的传播速度为 8m/sB该机械波的波长为 2 mC图中相邻质点间距离为 0.5 mD当 a 点经过的路程为 9 cm 时,h 点经过的路程为 12 cmE当 b 点在
18、平衡位置向下振动时,c 点位于平衡位置的上方【答案】BCD【解析】波刚传到 x2 m 处的质点时,质点开始向上做简谐运动,再经14周期(0.05 s)到达最高点,所以波传到 e 点的时间恰好为一个周期(0.2 s),波长2.0 m,B 正确;波速 vT10 m/s,A 错误;相邻质点间的距离xvt0.5 m,C 正确;各相邻质点的振动依次落后14周期,所以质点 a 的振动要比质点 h 落10后14周期,路程少 3 cm,D 正确;同理,b 点在平衡位置向下振动时,c 点已到达负的最大位移处,E 错误。5一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,t0 时波形图如图中实线所示,此时波刚好传到 c 点;t0
19、.6 s时波恰好传到 e 点,波形如图中虚线所示,a、b、c、d、e 是介质中的质点下列说法正确的是()A这列波的周期 T0.8 sB当 t0.6 s 时质点 a 速度沿 y 轴负方向C质点 c 在这段时间内沿 x 轴正方向移动了 3 mD质点 d 在这段时间内通过的路程为 20 cmEt0.6 s 时,质点 e 将要沿 y 轴正方向运动【答案】ADE【解析】由两个时刻的波形可知,在 0.6 s 内波传播的距离 x34,经历的时间为34T,即34T0.6 s,T0.8 s,A 正确;t0.6 s 时,质点 a 沿 y 轴正方向运动,B 错误;波上质点只沿 y 轴方向振动,并不沿 x轴正方向移动
20、,C 错误;波由 d 点传到 e 点,质点 d 振动了12T,通过的路程 s20 cm,D 正确;根据 t0.6s 时的波形可判断,E 正确。6如图所示,图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,图乙为介质中 x2 m 处的质点 P 以此时刻为计时起点的振动图象质点 Q 的平衡位置位于 x3.5 m,下列说法正确的是()A在 0.3 s 时间内,质点 P 向右移动了 3 mB这列波的传播速度是 20 m/sC这列波沿 x 轴正方向传播Dt0.1 s 时,质点 P 的加速度大于质点 Q 的加速度Et0.45 s 时,x3.5 m 处的质点 Q 到达波谷位置11【答案】CDE【解析】根据波的传播特点可
21、知,A 错误;由乙图可知,t0 时刻质点的速度向上,结合图甲在该时刻的波形可知,波沿 x 轴正方向传播,C 正确;波速 vT40.4m/s10 m/s,B 错误;当 t0.1 s14T 时,质点 P 应处于最大位移处,加速度最大,而质点 Q 应在平衡位置的下方,且位移不是最大,故其加速度应小于质点 P 的加速度,D 正确;t0.45 s 时,波形平移的距离xvt4.5 m0.5 m,即 t0 时刻,x3 m 处的质点振动形式传播到 Q 点,Q 点处于波谷位置,E 正确。7如图所示,一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统,小球振动的固有频率为 2 Hz,现在长绳的两端分别有一振源 P、Q,
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