高考物理模拟题分类训练(04期)专题19机械振动和机械波(教师版含解析).docx

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1、专题19 机械振动和机械波1(2021届湖南省高三高考模拟)如图所示为一列简谐横波在某时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，若点相继出现两个波峰的时间间隔为，则下列说法正确的是()A该波的传播速度B若波沿轴正方向传播，则处的质点经过即可与点位移相等C、两质点的振动方向总是相反D从图示位置计时，若点比点先到达波谷，则波的传播方向沿轴负方向E.若波沿轴正方向传播，从图示时刻计时，再经过，、两质点的位移相同【答案】ADE【解析】某点相继出现两个波峰的时间间隔为机械波的传播周期，即，故，A正确；只有两个质点间的距离是半波长的奇数倍时，两质点的振动方向才会总是相反，C错误；如果M点比

2、N点先到达波谷，说明此时M点正在往下振动，N点正在往上振动，则波的传播方向沿轴负方向，D正确；若波沿轴正方向传播，经过0.5s后波形图往右平移1m，此时x=1m处的质点正处于平衡位置，而x=2m处的质点M与x=1m处的质点的振动时间差是，其；x=8m处的质点N与x=1m处质点的振动时间差是，其，E正确，B错误。故选ADE。2(2021届湖南省高三模拟)在同种均匀介质中沿x轴传播的甲、乙两列同类机械横波，其在时刻的图象如图(a)、(b)中实线所示，经甲波的图象如图(a)中虚线所示。已知两波的频率均小于2.5 Hz，下列说法正确的是_。A这两列波的传播方向一定相同B这两列波的传播速度大小相等C介质

3、中乙波可能的最大传播速率为D乙波中介质质点的振动周期一定为E.两波叠加的区域中介质质点的最大振动位移为35 cm【答案】BCE【解析】两列波的传播方向不确定，A错误；同种波在同种均匀介质中传播速度大小相等，B正确；对甲波，根据图(a)，当波沿x轴正向传播时有，当波沿x轴负向传播时有，而，解得或0.56s，由可知，当时波速最大，且最大波速，两波速率相等，且时乙波的频率满足题干，C正确；根据甲波的可能周期，对应的传播速率有三种可能，所以乙波的周期也有三个可能的值，D错误；虽然两波的频率不同不能产生稳定干涉，但当两列波的波峰或波谷在某点相遇时，该点的振动位移为两列波单独产生的位移的叠加，即，E正确。

4、故选BCE。3(2021届湖南师大附中学高三模拟)一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播，t0刻平衡位置坐标x=0.5 m的质点P恰好处于波峰，t1=0.5 s时的波形如图所示，则下列说法正确的是 A如果波沿x轴正方向传播，最大的周期为1.5sB如果波沿x轴正方向传播，最小的速度为3m/sC如果波沿x轴正方向传播，00.5s内质点P经过的最短路程为30cmD如果波速为21m/s，则波一定沿x轴负方向传播E.如果波速为23m/s，则波一定沿x轴负方向传播【答案】BCD【解析】如果波沿x轴正方向传播, 由平移法可知，0.5 s时质点P向上振动，则可得： ，当n=0时,周期最大，A项错误；由图可知，该波的

5、波长为2m；由，可知周期最大时对应的波速最小，为，B项正确；由于振动的质点在任意一个周期内质点的路程都是4A，所以周期越小，在相等的时间内质点的路程越大，所以当周期最大时，路程最小；由于最大周期为，所以0.5s等于个周期；由于t=0时刻质点P位于最大位移处，所以在个周期内的路程为：smin=3A=310cm=30cm，故C项正确；如果该波沿x轴的负方向传播，由平移法可知，t1=0.5s时刻P点振动的方向向下，则：，可得，波速，可知，当n=5时，v=21m/s故D项正确；如果该波沿x轴的负方向传播，由，可知，当n=6时，v=25m/s，当波速为23m/s，则波一定不是沿x轴负方向传播，故E项错误

6、。4(2021届江苏省如皋市高三模拟)一波源位于原点O，其振动方程为，产生的机械波沿x轴正方向传播，下列图像中能表示T时刻波形图的是()ABCD【答案】A【解析】T时刻，根据方程可知，波源处于位置，T时刻，波向前传播。故选A。5(2021届辽宁省抚顺市高三模拟)图为一列简谐波在时刻的波形图，此时质点Q正处于加速运动过程中，且质点N在时第一次到达波峰。则下列判断正确的是()A此时质点P也处于加速运动过程B该波沿x轴负方向传播C从时刻起，质点P比质点Q晚回到平衡位置D在时刻，质点N的振动速度大小为1m/s【答案】C【解析】由于Q点正在加速，说明Q点正向平衡位置运动，该波沿x轴正方向传播，B错误；由

7、于波沿x轴正方向传播，P点正在远离平衡位置，因此P点处于减速运动过程，A错误；从时刻起，由于Q点正向平衡位置运动，而P点正向最大位移处运动，因此，质点P比质点Q晚回到平衡位置，C正确；在时刻，N点处于负的最大位移处，因此速度为零，D错误。故选C。6(2021届辽宁省高考模拟)如图所示，一质点在A、B之间做简谐运动，O为平衡位置，E、F点分别为AO和OB之间关于O点的对称点(EO和OF的距离相等)。质点从E点向右运动，经过时间t1第一次经过O点，再经过时间t2第二次经过F点，下列说法正确的是()A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点的加速度大小一定相等C质点经过E点和F点所受的力

8、一定相同D质点的振动周期为t1+t2【答案】B【解析】由题述E、F点分别为AO和OB之间关于O点的对称点，根据简谐运动的对称性可知，质点经过E点和F点的速度大小一定相等，但方向可能相反，A错误；由EO和OF的距离相等，根据质点简谐运动的回复力公式F=-kx可知，质点经过E点和F点所受的回复力大小一定相等，方向都是指向O点，由牛顿第二定律可知，质点经过E点和F点的加速度大小一定相等，B正确，C错误；质点从E点向右运动，经过时间t1第一次经过O点，再经过时间t2第二次经过F点，所以t1+t2=，D错误。故选B。7(2021届辽宁省高考模拟)理论表明：弹簧振子的振动周期，总机械能与振幅A的平方成正比

9、，即，k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量。如图，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量为m的物块，物块在光滑水平面上往复运动。当物块运动到最大位移为A的时刻，把另一质量也为m的物块轻放在其上，两个物块始终一起振动设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。放上质量也为m的物块后，下列说法正确的是()A物块振动周期变为原来的2倍B两物块之间的动摩擦因数至少为C物块经过平衡位置时速度为D系统的振幅可能减小【答案】BC【解析】根据弹簧振子的振动周期公式，放上质量也为m的物块后，振动周期变为原来的倍，A错误；两个物块一起振动，即加速度相同。系统的最大加速度，上面物块的加速度由二之间的最大静

10、摩擦力提供即，所以，B正确；它们经过平衡位置时，机械能全部转化为动能，故，所以，C正确；由于振动过程中系统机械能守恒，而弹簧振子的总机械能与振幅的平方成正比，所以振幅不变，仍为A，D错误。故选BC。8(2021届山东省济南市高三模拟)某同学研究绳波的形成，取一条较长的软绳，用手握住一端水平拉直后，沿竖直方向抖动即可观察到绳波的形成。该同学先后两次抖动后，观察到如图中所示的甲、乙两个绳波情形。关于两次形成的绳波，下列判断正确的是( )A波形甲的振幅比波形乙大B波形甲的周期比波形乙大C波形甲的形成时间比波形乙早D波形甲的起振方向与波形乙相同【答案】B【解析】由图可知波形甲的振幅比波形乙小，A错误；

11、甲乙两绳波在同一介质中传播，波速相等，波形甲的波长比波形乙的大，根据，波形甲的周期大于波形乙的周期，B正确；波形乙的形成时间比波形甲早，C错误；波形甲的起振方向向下，波形乙的起振方向向上，D错误。故选B。9(2021届山东省烟台市高三模拟)一列简谐横波波源处质点的振动方程为cm，在均匀介质中沿x轴负方向传播，某刻波刚好传播到x=-1m处的质点M，波形图像如图所示，则()A该简谐波的传播速度为1m/sB波源处质点振动的频率为HzC此后再经10s，该波传播到x=-6m处D质点M开始振动时的运动方向沿y轴负方向【答案】BC【解析】该波的波长为=4m频率，则波速，A错误，B正确；此后再经10s，波传播

12、的距离为x=vt=5m，则该波传播到x=-6m处，C正确；由波形图可知，质点M开始振动时的运动方向沿y轴正方向，D错误。故选BC。10(2021届山东省泰安市高三统考)位于x=0处的质点做周期为0.2s的简谐运动，在x轴上形成的简谐横波t=0时刻的波形如图所示，此时x=1.5m处的质点恰好开始运动。下列说法正确的是()Ax=0处的质点开始振动时向y轴负向运动Bx=0处的质点开始振动时向y轴正向运动Ct=1.325s时，平衡位置在x=2.2m处的质点向y轴负向运动Dt=1.325s时，平衡位置在x=-2.2m处的质点向y轴正向运动【答案】BC【解析】所有质点开始振动时的方向都与振源质点开始振动时

13、的方向相同，由图可知x=1.5m处的质点正要向上振动，说明x=0处的质点开始振动时向y轴正向运动，故A错误、B正确；由图可知波长，所以波速，所以振动由x=1.5m处传播到所需时间为，即从t=0时刻开始，经过0.07s后，平衡位置在x=2.2m处的质点开始振动，所以其位移方程为。其中。代入t=1.325s得其相位，即，即质点已经从最高点运动下来了，但还未到平衡位置处，即正在向y轴负向运动，故C正确、D错误。故选BC。11(2021届山东省聊城高三模拟)一列简谐横波沿x轴传播，如图所示，实线是在t=0时刻的波形图，虚线是在t=0.2 s时刻的波形图。已知该波的波速是25 m/s，则下列说法正确的是

14、()A该波的周期是8sB该波是沿x轴负方向传播Ct=0时，x=2m处的质点速度沿y轴正方向D从t=0开始时，x=2m处的质点在0.16s内通过的路程为8m【答案】B【解析】从图知，波长=8m，已知波速 v=25m/s，则该波的周期为，故A错误；由于0.2s内波传播的距离为x=vt=5m，则根据波形的平移法可得知，该波x轴负方向传播，故B正确；由于该波向左传播，所以根据“上下坡法”可知，t=0时刻，x=2m处的质点的速度沿y轴负方向，故C错误；从t=0开始时，x=2m处的质点在0.16s=0.5T内通过的路程为2A=4m，选项D错误。故选B。12一列简谐横波沿x轴传播，时刻波形如图所示，此时质点

15、P沿y轴负方向运动，且经过第一次到达平衡位置，则该波的传播方向为沿x轴_(“正”或“负”)方向，传播波速为_，P点的振动方程为_。【答案】负 10 【解析】1由同侧法可知，质点P沿y轴负方向运动，该列波沿x轴负方向传播。2P沿y轴负方向运动，且经过第一次到达平衡位置，由题图可知，故T=1.2s，由图可知，故该列波的波速。3坐标原点处质点的振动方程为(cm)，P点与O点相位差，故P点的振动方程为。13(2021届湖南省长郡中学高三模拟)两列频率、振幅均相同的简谐波和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，且1和5

16、是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大时拍摄的波形。已知频闪时间间隔为。则两波源的振动周期是_秒，两波源到A点和C点的路程之差的绝对值是_m。【答案】0.96 0.48 【解析】1从波形1到波形5经历的时间为，则，可得简谐波和的周期均为。2、三个点的振幅都是零，则、三点均为振动减弱点，则两波源到、两点的距离分别为，则两波源到点和点的路程之差的绝对值。14(2021届广东省河源市高三模拟)、两个振源相距10m，如图所示为某时刻、连线之间的波形图，连线已被五等分，已知振源、的振幅均为，振动周期，则两列波的波长均为_m；两列波的波速均为_m/s；振源的振动形式传播到、之间距离为3.5m的位置，还需要

17、_s；之后，、间振幅能达到80cm的位置一共有_处。【答案】4 10 0.25 4 【解析】1由图可知，、间的距离恰好等于2.5个波长，则，得。2由于两列波的波长相同，周期也相同，因此两列波的波速。3图示时刻振源的振动形式还需传播才能传播到、之间距离为的位置，因此。4由题图知，振源、的振动方向始终相反，故振动加强点到、两点的波程差等于半波长的奇数倍，即满足且，分别取0和1，可得、间振幅能达到的位置分别距点、，因此一共有4处。15一简横波以的速度沿轴正方向传播。已知时刻的波形如图所示，此时质点的位移为，再过质点P第一次到达波峰。则这列波的周期为_，波长为_ ，在这段时间内质点通过的路程为_。【答案】 【解析】由图可知，波向轴正方向传播，根据同侧法，点将向上振动，此时位置为振幅的一半，设振动周期为，则到达波峰用时，解得。根据得，在内，前内质点运动了一个周期，经过了个振幅，则前内质点通过的路程，另剩下,则质点从处到达波峰，再从波峰回到处，最后内质点通过的路程，故在这段时间内质点通过的路程为。