高考物理二輪復習專題練習：機械振動與機械波 (2)（Word版含答案）

試卷第=page99頁，共=sectionpages1010頁試卷第=page1010頁，共=sectionpages1010頁機械振動與機械波一、單選題1．在光滑桿下面鋪一張白紙，一帶有鉛筆的彈簧振子受到外力控制，在A、B兩點間做簡諧運動，當白紙垂直于桿方向以2cm/s的速度勻速移動時，白紙上留下如圖所示痕跡。下列說法正確的是（）

A．彈簧振子的振動周期為4s B．彈簧振子的振動振幅為8cmC．從到，振子動能變大 D．時，振子向負方向運動2．如圖所示，斜面體固定在水平地面上，斜面表面是光滑的且足夠長．斜面頂端與自然長度為L的輕質彈簧相連，彈簧的另一端連接著物塊m，當物塊靜止時，彈簧的伸長量為△l，壓縮彈簧使彈簧長度為時將物塊由靜止釋放，則物塊運動過程中，彈簧的最大伸長量為（運動過程中彈簧未超過彈性限度）（）A．+2△l B．+△l C．L+2△l D．L+△l3．為了提高松樹上松果的采摘率和工作效率，工程技術人員發(fā)明了用振動器使松果落下的裝置，如圖所示。則（）

A．當振動器的振動頻率與樹干的固有頻率相同時，樹干振幅最大，落果效果最好B．隨著振動器振動頻率的增加，樹干振動的幅度一定增大C．針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率一定相同D．振動器振動不同粗細的樹干時，振動穩(wěn)定后，樹干振動頻率與振動器的振動頻率不相同4．一列簡諧橫波沿x軸方向傳播，如圖所示，實線為某時刻的波形，虛線為從該時刻起0.2s后的波形。下列判斷正確的是（）

A．當波沿x軸負方向傳播時，這列波的波速為B．當波沿x軸正方向傳播時，這列波的波速為C．若波沿x軸負方向傳播，則這列波的最大周期為0.53sD．若這列波的波速為55m/s，則波的傳播方向沿x軸正方向5．如圖所示，在坐標原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，波速，已知時，波剛好傳播到處．在x?=400m處有一處于靜止狀態(tài)的接收器（圖中未畫出），則下列說法錯誤的是（）波源振動周期為 B．時，處的質點已運動的路程為C．接收器在時開始接收此波 D．若波源向x軸正方向運動，接收器接收到的波的頻率可能為6．如圖所示為一列機械波在t=0時刻傳播的波形圖，此刻圖中P點速度沿y軸正方向，t=2s時刻，圖中Q點剛好在x軸上。則下列說法正確的是（）A．該機械波沿x軸正方向傳播B．該機械波周期不可能是C．無論周期是多少，當Q點在x軸時，P點一定離x軸最遠D．P點振幅是10cm7．如圖所示，O是水面上一波源，實線和虛線分別表示該時刻的波峰和波谷，A是擋板，B是小孔，經(jīng)過一段時間，水面上的波形將分布于（）A．整個區(qū)域 B．陰影Ⅰ以外區(qū)域C．陰影Ⅱ以外區(qū)域 D．沒有陰影的區(qū)域8．如圖所示，質量為m的物體放在彈簧上，與彈簧一起在豎直方向上做簡諧運動，當振幅為A時，物體對彈簧的最大壓力是物重的1.5倍，則下列說法正確的是（）A．物體完成一個周期的簡諧運動，重力的沖量為0B．物體向下運動過程中，回復力一直增大C．物體對彈簧的最小壓力為mgD．要使物體在振動中不離開彈簧，振幅不能超過2A二、多選題9．一彈簧振子做簡諧運動，振幅為A，周期為T，下列說法正確的是（）A．若t時刻和（t+△t）時刻振子對平衡位置的位移大小相等，方向相同，則△t一定等于T的整數(shù)倍B．t時刻和（t+）時刻振子對平衡位置的位移一定等大反向（位移為0時除外）C．在△t=時間內，質點的路程一定為2AD．若△t=，則t和（t+△t）兩時刻，振子的位移大小之和一定等于A10．圖中實線為一列簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，經(jīng)過0.1s后，其波形圖如圖中虛線所示，已知該簡諧波向左傳播，且該波的周期T大于0.1s，振幅為A。下列說法正確的是（）

A．t=0時刻，x=10cm處的質點處于平衡位置B．該波可能向左傳播了25cmC．該波的周期一定為0.4sD．從t=0至t=0.1s，波上各質點所運動的路程均為A11．很多高層建筑都會安裝減震耗能阻尼器，用來控制強風或地震導致的振動。臺北101大樓使用的阻尼器是重達660噸的調諧質量阻尼器，阻尼器相當于一個巨型質量塊。簡單說就是將阻尼器懸掛在大樓上方，它的擺動會產(chǎn)生一個反作用力，在建筑物搖晃時往反方向擺動，會使大樓擺動的幅度減小。關于調諧質量阻尼器下列說法正確的是（）A．阻尼器做受迫振動，振動頻率與大樓的振動頻率相同B．阻尼器與大樓擺動幅度相同C．阻尼器擺動后，擺動方向始終與大樓的振動方向相反D．阻尼器擺動幅度不受風力大小影響12．在平面內有一列沿x軸傳播的簡諧橫波，波速為，振幅為。M、N是平衡位置相距的兩個質點，如圖所示。在時，M通過其平衡位置沿y軸正方向運動，N位于其平衡位置下方最大位移處。則（）A．該波的周期可能為B．該波的波長可能為C．當時，質點M可能運動到N點的位置D．經(jīng)過，質點M運動的路程可能為13．一列橫波的波源位于坐標原點O，波源由平衡位置向y軸正向開始做簡諧振動后，橫波沿x軸正方向傳播，如圖所示的x軸上P、Q是平衡位置相距6m的兩個質點。在t＝0時P通過其平衡位置沿y軸正方向運動，Q第一次位于其平衡位置上方最大位移處，已知該波的周期大于2s，波速為2m/s，振幅為A。則（）A．這列波的周期一定為4sB．在t＝1s時，質點P通過其平衡位置沿y軸負方向運動C．從t＝1s到t＝2s，質點P的動能逐漸增大D．t＝4s時，質點Q右側與Q相距8m的質點開始振動E.t＝7s時，質點Q右側與Q相距16m的質點開始振動14．如圖，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t1＝0.1s時波形圖如圖中實線所示，此時波剛好傳到c點，t2＝0.4s時波恰好傳到e點，波形如圖中虛線所示，a、b、c、d、e是介質中的質點。下列說法正確的是（）A．該機械波傳播速度為10m/sB．d點開始運動時方向沿y軸正方向C．質點d在t1～t2時間內通過的路程為20cmD．質點c在t1～t2時間內沿x軸正方向移動了3mE.當t3＝0.5s時質點b、c的位移大小相同，但方向相反三、填空題15．如圖甲所示是一列簡諧橫波在t=0.2s的波形圖，圖乙是介質中平衡位置坐標x=2m處的質點P的振動圖像，質點Q的平衡位置位于x=3.5m。則由圖可知，波沿x軸________方向傳播，波速大小為________m/s，當t=1.2s時質點Q相對平衡位置的位移為_________cm。16．某課外小組為了研究振動加強點設想一個探究情境：如圖甲、乙兩同學在相距7m的A、B兩點各放置一個相同的銅鑼，已知銅鑼的固有頻率為f0＝200Hz，如果同時敲擊一下銅鑼后銅鑼發(fā)出頻率等于其固有頻率的聲波，聲波可以向空間各個方向傳播，聲波在空氣中的傳播速度為v＝340m/s，則丙同學在A、B的中點聽時，感覺到的聲音強度較__________（填“強”或“弱”），如果丙同學從A一直走到B，可以找到聲波在A、B（A、B兩點除外）間共有__________個振動加強點。17．波速大小相同的兩列簡諧橫波振幅均為。實線波沿軸正方向傳播，周期為，虛線波沿x軸負方向傳播，某時刻兩列波在圖示區(qū)域相遇。①兩列波的波速大小為v=______；②實線波和虛線波的頻率之比f實：f虛＝______；③從圖示時刻起，至少經(jīng)t=______s出現(xiàn)位移的質點。18．如圖，兩個電荷量均為Q的正點電荷固定于x軸A、B兩點，其坐標分別為（a，0）、（-a，0），電量為q的負點電荷在y軸坐標為（0，a）處的C點受到的電場力大小為___________；由靜止釋放負點電荷，若其由C首次運動至O點的時間為0.2s，求0.6s內負點電荷運動的路程是___________。19．如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸傳播，實線為時刻的波形圖，此時平衡位置在的質點P向y軸正方向運動，虛線為經(jīng)過0.7s后第一次出現(xiàn)的波形圖，則波沿x軸_______（填“正”或“負”）方向傳播，波的傳播速度為________。

四、解答題20．如圖，彈簧振子的平衡位置為O點，在B、C兩點之間做簡諧運動。B、C相距20cm。小球經(jīng)過B點時開始計時，經(jīng)過0.5s首次到達C點。(1)寫出x-t的振動函數(shù)。(2)求5s內小球通過的路程及5s末小球的位移。

21．一質點做簡諧運動，其位移x與時間t的關系圖像如圖所示，求：（1）該簡諧運動的振幅和周期；（2）從0時刻開始，10秒內質點通過的路程。22．如圖所示，傾角為的斜面體（光滑且足夠長）固定在水平地面上，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為l0的輕質彈簧相連，彈簧的另一端連接著質量為m的小球，開始時，小球靜止于O點。壓縮彈簧使其長度為時將小球由靜止開始釋放，重力加速度為g，彈簧彈性勢能的表達式，△x為彈簧形變量。（1）證明小球所做運動為簡諧運動；（2）小球振動到最低點時彈簧的彈性勢能。23．均勻介質中質點P、Q的平衡位置位于x軸上，坐標分別為0和。某簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速，波長大于，振幅為，且傳播時無衰減。時刻P、Q偏離平衡位置的位移大小相等、方向相反，運動方向相同，此后經(jīng)兩者偏離平衡位置的位移大小相等、方向相反。已知在時刻（），質點P位于波峰。求：（1）該列波的波長；（2）時刻質點Q偏離平衡位置的位移大小。24．一列橫波在某時刻的波動圖像如圖所示，已知此刻x=3m處的質點沿y軸正方向振動，波的傳播速率為16m/s。（1）求介質中質點的振幅并說明該列波的傳播方向。（2）求波源振動的頻率。（3）畫出再經(jīng)過0.125s時的波動圖像。答案第=page1717頁，共=sectionpages1717頁答案第=page1818頁，共=sectionpages11頁參考答案1．A【詳解】A．彈簧振子振動周期，A正確；B．彈簧振子振動振幅為4cm，B錯誤；C．從到，振子遠離平衡位置，振子動能變小，C錯誤；D．時，振子向正方向運動，D錯誤。故選A。2．A【詳解】由題，當物塊靜止時，彈簧的伸長量為△l；根據(jù)簡諧運動的對稱性，壓縮彈簧使其長度為時將物塊由靜止開始釋放，故其振幅為故其最大伸長量為故選A。3．A【詳解】AC．根據(jù)共振條件，當振動器的振動頻率與樹干的固有頻率相同時，樹干振幅最大，落果效果最好，而不同樹木，固有頻率不同，針對不同樹木，落果效果最好的振動頻率可能不同，故A正確，C錯誤；B．當振動器的振動頻率等于樹木的固有頻率時產(chǎn)生共振，此時樹干的振幅最大，隨著振動器振動頻率的增加，樹干振動的幅度不一定增大，故B錯誤；D．樹干在振動器的振動下做受迫振動，振動穩(wěn)定后，不同粗細的樹干振動頻率與振動器的振動頻率相同，故D錯誤。故選A。4．D【詳解】AB．由題圖可知波長λ=8m，設波的周期為T，當波沿x軸負方向傳播時，則解得則這列波的波速為當波沿x軸正方向傳播時，則解得則這列波的波速為故AB錯誤；C．若波沿x軸負方向傳播，則這列波的最大周期為故C錯誤；D．若這列波的波速為55m/s，需要滿足使v的表達式中n有解，根據(jù)AB項得出的表達式可知，此時波的傳播方向沿x軸正方向，故D正確。故選D。5．B【詳解】A．由圖像可得波長為，周期故A正確，不符合題意；B．時，有質點在每個周期內運動的路程為，本題中時，處的質點運動的路程為故B錯誤，符合題意；C．波速，在x?=400故C正確，不符合題意；D．此波源的振動頻率為若波源向x軸正方向運動，接收器接收到的波的頻率將變大，可能為，故D正確，不符合題意。故選B。6．C【詳解】A．t=0時刻圖中P點速度沿y軸正方向，該機械波沿x軸負方向傳播，選項A錯誤；B．t=2s時刻，圖中Q點剛好在x軸上，則則或者則則此時當n=0時，周期為，選項B錯誤；C．因PQ之間平衡位置的距離為，則無論周期是多少，當Q點在x軸時，P點一定在波峰或者波谷位置，離x軸最遠，選項C正確；D．P點振幅是5cm，選項D錯誤。故選C。7．B【詳解】從圖中可以看出擋板A比水波的波長大得多，因此波不會繞過擋板A，在擋板A后面產(chǎn)生“陰影區(qū)”；而小孔B的大小與波長相差不多，能發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故B正確，ACD錯誤。故選B。8．D【詳解】A．根據(jù)I=mgT可知，物體完成一個周期的簡諧運動，重力的沖量不為0，選項A錯誤；B．物體從最高點向最低點運動時，回復力先減小后增大，選項B錯誤；C．在最低點物體對彈簧的彈力最大，由牛頓第二定律得FN1-mg=ma在最高點物體對彈簧的彈力最小，由簡諧運動的對稱性可知mg-FN2=ma聯(lián)立解得FN2=0.5mg物體對彈簧的最小壓力為0.5mg，選項C錯誤；D．物體在平衡位置下方處于超重狀態(tài)，不可能離開彈簧，只有在平衡位置上方可能離開彈簧；要使物體在振動過程中恰好不離開彈簧，物體在最高點的加速度a=g；此時彈簧的彈力為零，若振幅再大，物體便會脫離彈簧；物體在最高點剛好不離開彈簧時，F(xiàn)N=0，此時木塊運動到最高點mg=kA'而FN1-mg=ma=kA解得A'=2A要使物體在振動中不離開彈簧，振幅不能超過2A，選項D正確。故選D。9．BC【詳解】A．若t時刻和（t+△t）時刻振子對平衡位置的位移大小相等，方向相同，則振子回到了原來的位置，則△t不一定等于T的整數(shù)倍，選項A錯誤；B．t時刻和（t+）時刻振子振子到達與平衡位置對稱的位置，即振子對平衡位置的位移一定等大反向（位移為0時除外），選項B正確；C．無論振子開始在哪個位置，則在△t=時間內，質點的路程一定為2A，選項C正確；D．若△t=，若t和（t+△t）兩時刻關于平衡位置對稱時，兩時刻振子的位移大小之和大于A，選項D錯誤。故選BC。10．AC【詳解】A．由圖可知，t=0時刻，x=10cm處的質點處于平衡位置，選項A正確；BC．該波向左傳播的距離為波速周期因T>0.1s，則n=1，此時T=0.4s，即波向左傳播了5cm，則B錯誤，C正確；D．從t=0至t=0.1s，即經(jīng)過了四分之一周期，波上從平衡位置或者從波峰波谷開始振動的質點所運動的路程均為A，選項D錯誤。故選AC。11．AC【詳解】A．由題意可知阻尼器做受迫振動，振動頻率與大樓的振動頻率相同，故A正確；B．阻尼器與大樓擺動幅度不相同，故B錯誤；C．由題意可知，大樓對阻力器的力與阻尼器對大樓的力為一對相互作用力，根據(jù)回復力可知阻尼器擺動后，擺動方向始終與大樓的振動方向相反，故C正確；D．阻尼器的擺動幅度會受到風力的影響，故D錯誤。故選AC。12．AD【詳解】AB．若該波沿x軸正向傳播，則即（n=0、1、2、3…..）周期（n=0、1、2、3…..）若該波沿x軸負向傳播，則即（n=0、1、2、3…..）周期（n=0、1、2、3…..）當n=2時，但是不是兩種情況下的波長值，選項A正確，B錯誤；C．機械波傳播的過程中，質點只能在自己平衡位置附近振動，而不隨波遷移，選項C錯誤；D．若波沿x軸正向傳播，則周期可能為4s，則經(jīng)過，質點M運動的路程可能為，選項D正確。故選AD。13．ACE【詳解】A．由題意可知v＝2m/s，T＞2s波長λ＝vT＝2T＞4m由題意可知：在t＝0時P通過其平衡位置沿y軸正方向運動，Q第一次位于其平衡位置上方最大位移處，則波長λ＝8m周期Ts＝4s故A正確；B．波的周期為4s，t＝1sT質點P從平衡位置運動到正的最大位移處，故B錯誤；C．從t＝1s到t＝2s時間內質點P從正的最大位移處向平衡位置運動，次過程質點P的速度增大，動能增大，故C正確；D．波源的起振方向向上，波傳到某點時該點向上振動，t＝0時Q第一次位于其平衡位置上方最大位移處，則t＝0時，Q點已經(jīng)振動了周期即已經(jīng)振動了1s，此時波已經(jīng)從Q向前傳播了2×1m＝2m經(jīng)t＝4s波傳播的距離x＝vt＝2×4＝8m則t＝4s時，波傳播到了（2+8）m＝10m處，質點Q右側與Q相距10m的質點開始振動，故D錯誤；E．t＝7s時波傳播的距離x′＝vt′＝2×7m＝14m此時質點Q右側與Q相距（2+14）m＝16m處質點開始振動，故E正確。故選ACE。14．ABC【詳解】A．分析波動圖象可知，波長：λ＝4m，在t1～t2時間內，波向x軸正方向傳播了λ，振動了T，則T＝0.4s，根據(jù)波長、周期和波速的關系可知，波速v10m/s故A正確；B．根據(jù)波的傳播方向，分析0.4s時刻，質點e的振動方向為沿y軸正方向，則d點開始運動時方向沿y軸正方向，故B正確；C．質點d在t1～t2時間內，振動了0.5T，通過的路程為s＝2A＝20cm，故C正確；D．波傳播過程中，質點不隨波遷移，故D錯誤；E．當t3＝0.5s時，質點b、c由虛線圖象，又振動了0.1s＝0.25T，質點b位于波峰，質點c位于平衡位置，兩者位移大小不等，故E錯誤。故選ABC。15．負10【詳解】由圖乙可知P質點在t=0.2s時正在平衡位置沿負向振動，則在甲圖的P點由同側法可知波沿x軸負向傳播；根據(jù)波形圖可讀出波長為，根據(jù)P質點的振動圖可知周期為，則這列波的波速為時間與振動周期的關系為而所有質點振動的函數(shù)為x=3.5m是3與4的中點，對應的振動相位為，質點的位移為即Q點的平衡位置位于x=3.5m從現(xiàn)在的位置振動兩個周期回到原位置，再經(jīng)過半個周期，振動到對稱位置，位移為。16．強9【詳解】O點到A、B兩波源的距離相等，所以波程差為零，則O點一定是振動加強點，所以感覺到的聲音強度較強。銅鑼發(fā)出的聲波在空氣中傳播的波長為設距離A點x的位置為振動加強點，則有且解得即丙同學從A一直走到B，可以找到聲波在A、B（A、B兩點除外）間共有9個振動加強點。17．23：2（或0.375）【詳解】根據(jù)速度與頻率的關系，有又有代入數(shù)據(jù)，可得因為根據(jù)速度與頻率的關系，有又兩列簡諧波的波速相同，則有當兩列波的位移均為時，疊加