【原创】2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练：机械振动与机械波(含解析)

2020届高考物理第二轮专题复习选择题模拟演练
机械振动与机械波
一、单项选择题
1、下列说法中正确的是（）
A．弹簧振子的运动是简谐运动
B．简谐运动就是指弹簧振子的运动
C．简谐运动是匀变速运动
D．单摆简谐运动的回复力是重力和拉力的合力
2、一弹簧振子做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图所示，由图可知：（）
A．质点的振动频率是4Hz
B．t=2s时，质点的加速度最大
C．质点的振幅为5cm
D．t=3s时，质点所受合力为正向最大
3、如图所示为甲、乙两等质量的质点做简谐运动的图像，以下说法正确的是（）
A．甲、乙的振幅各为2 m 和1 m
B．若甲、乙为两个弹簧振子，则所受回复力最大值之比为F甲∶F乙＝2∶1
C．乙振动的表达式为x= sin t（cm）
D．t＝2s时，甲的速度为零，乙的加速度达到最大值
4、一个单摆做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力的频率f的关系）如图所示，则（）
A．此单摆的固有周期约为
B．此单摆的摆长约为1m
C．若摆长减小，单摆的固有频率减小
D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动
5、两列平面简谐横波在空中叠加，其中简谐横波a（图中虚线所示）沿x轴正方向传播，简谐横波b（图中实线所示）沿x轴负方向传播，波速都是20 m/s. t＝0时，这两列波的波动图像如图所示，那么位于x＝45 m处的质点P第一次到达波峰的时间和第一次处于平衡位置的时间分别是（）
A．1.50 s，0.25 s
B．0.25 s，0.75 s
C．0.50 s，0.75 s
D．0.50 s，0.25 s
6、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=0.2m处的质点，则下列说法中正确的是（）
A．甲波的速度小于乙波的传播速度
B．甲波的频率小于乙波的频率
C．质点M的振动减弱
D．质点M此时正向-y方向振动
二、多项选择题
7、下列说法中正确的是( )
A.军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
B.机械波的传播速度与振源的振动速度相等
C.拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃反射光的影响
D.水中的气泡看起来特别明亮，是因为光线从气泡中射向水中时，一部分光在界面上发生了全反射
E.赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
8、如下图，两个频率相同、振幅均为A的相干波源在水面上传播产生的干涉现象，其中实线和虚线分别表示两列波的波峰和波谷，t＝0时刻M是波峰与波峰相遇的点，下列说法正确的是( )
A.如果两个波源频率不同，也能产生类似的稳定的干涉现象
B.质点P和质点M在图示时刻的高度差为2A
C.质点Q、M是振动加强点，再过半个周期，质点P、N也成为振动加强点
D.质点M振动一个周期，其路程为8A
E.若质点M振动的频率为2.5 Hz，则从图示时刻起经1.7 s后质点M的运动方向竖直向下
9、如图所示，a、b、c、…k是弹性介质中等距离分布在一条直线上的若干个质点，t＝0时刻，处在e处的波源从平衡位置开始向上做简谐运动，形成在质点a、b、c、…k所在的直线上传播的横波，其振幅为4 cm、周期为0.4 s，若沿波的传播方向，后一个质点比前一个质点迟0.05 s开始振动.t＝0.3 s时，直线上距波源e点2 m处的某质点第一次达
到最高点，则下列判断正确的是( )
A.该机械波的传播速度大小为5 m/s
B.该机械波的波长为4 m
C.图中相邻两个质点间距为0.5 m
D.当质点a经过的路程为12 cm时，质点k经过的路程为8 cm
E.当质点b在平衡位置向下运动时，质点c位于平衡位置的上方
10、如图所示，一简谐横波在某区域沿x轴传播，实线a为t＝0时刻的波形图线，虚线b为t＝Δt时刻的波形图线，已知该简谐横波波源振动的频率为f＝2.5 Hz，虚线b与x 轴交点P的横坐标x P＝1 m，下列说法中正确的是( )
A.这列波的传播速度大小一定为20 m/s
B.这列波一定沿x轴正向传播
C.可能有Δt＝1.25 s
D.可能有Δt＝1.45 s
E.该列波遇到宽度为6 m的障碍物能发生明显的衍射现象
11、如图所示，物体A置于物体B上，一轻质弹簧一端固定，另一端与B相连，在弹性限度范围内，A和B一起在光滑水平面上做往复运动(不计空气阻力)，则下列说法正确的是( )
A.物体A和B一起做简谐运动
B.作用在A上的静摩擦力大小与弹簧的形变量成正比
C.B对A的静摩擦力对A做功，而A对B的静摩擦力对B不做功
D.物体A和B组成的系统机械能守恒
12、两列简谐横波的振幅都是20 cm，传播速度大小相同.实线波的频率为2 Hz，沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播.某时刻两列波在如图5所示区域相遇，则( )
A.在相遇区域会发生干涉现象
B.实线波和虚线波的频率之比为3∶2
C.平衡位置为x ＝6 m 处的质点此刻速度为零
D.平衡位置为x ＝8.5 m 处的质点此刻位移y ＞20 cm
E.从图示时刻起再经过0.25 s ，平衡位置为x ＝5 m 处的质点的位移y ＜0
13、某横波在介质中沿x 轴传播，如图甲是t ＝1 s 时的波形图，图乙是介质中x ＝2 m 处质点的振动图象，则下列说法正确的是( )
A.波沿x 轴正向传播，波速为1 m/s
B.t ＝2 s 时，x ＝2 m 处质点的振动方向沿y 轴负向
C.x ＝1 m 处质点和x ＝2 m 处质点振动步调总相同
D.在1 s 的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是10 cm
E.在t ＝1 s 到t ＝2 s 的时间内，x ＝0.5 m 处的质点运动速度先增大后减小
14、一列向右传播的简谐横波，当波传到m x 0.2=处的P 点时开始计时，该时刻波形如图所示，s t 9.0=时，观察到质点P 第三次到达波峰位置，下列说法正确的是（ ）
A.波速为 s m /5.0
B.经1.4s 质点P 运动的路程为70cm
C.s t 6.1=时，m x 5.4=处的质点Q 第三次到达波谷
D.与该波发生干涉的另一列简谐横波的频率一定为2.5HZ
15、在x 坐标轴上x=0和x=9m 处各有一个频率为0.5H 的做简谐运动的波源，在同种均匀介质中形成两列简谐波，t=0时刻的波形如图所示，则
A ．两列波的传播速度大小均为2m/s
B ．在t=0.4s 时刻，x=1.8m 处的质点位于波峰
C ．在0之后的0.5s 内x=2m 处质点的位移为1m
D ．在x=4.5m 处的质点在两列波叠加以后振幅为0
16、如图，一列简谐横波沿x 轴正方向传播，实线为t =0时的波形图，虚线为t =0.5 s 时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5 s.关于该简谐波，下列说法正确的是（ ）
A．波长为2 m
B．波速为6 m/s
C．频率为1.5 Hz
D．t=1 s时，x=1 m处的质点处于波峰
E．t=2 s时，x=2 m处的质点经过平衡位置
答案与解析
一、单项选择题
1、A
解析：A、弹簧振子的运动是种周期性的往返运动，属于简谐运动；故A正确.B、简谐运动并不只是弹簧振子的运动；单摆的运动也可以看作是简谐运动；故B错误.C、简谐运动的加速度随物体位置的变化而变化，不是匀变速运动；故C错误.D、单摆做简谐运动的回复力由重力沿摆球运动轨迹切向的分力提供，故D错误.
2、C
解析：A、由图读出质点的振动周期T=4s，则振动频率；故A错误.B、t=2s 时，质点的位移为零，由知质点的加速度最小；故B错误.C、振子的振幅等于振子位移的最大值，由图读出振幅为5cm；C正确.D、t=3s时，质点的位移为正向最大，
由F=-kx，知质点所受合力为负向最大；故D错误.故选C.
3、C
解析：A. 由图可知，甲的振幅A甲=2cm，乙的振幅A乙=1cm，故A错误；B. 根据F=−kx得知，若k相同，则回复力最大值之比等于振幅之比，为2:1；由于k的关系未知，所以所受回复力最大值之比不一定为2:1，故B错误；C. 乙的周期T乙=8s，则乙振动的表达式为x=A乙sin t= sin t （cm），故C正确；D. t=2 s时，甲通过平衡位置，速度达到最大值。

乙的位移最大，加速度达到最大值，故D错误。

4、B
解析：A、当此单摆的固有频率与驱动力的频率f相等时，得到共振，振幅最大，由图可知，单摆的固有频率为0.5Hz，所以此单摆的固有周期T=2s，故A错误。

B、由单摆的周期公式T=2，T=2s，可求得L1m，故B正确。

C、若摆长减小，单摆的固有周期T减小，固有频率增大，故C错误。

D、若摆长增大，单摆的固有周期T增大，固有频率减少，共振曲线的峰将向左移动，故D错误。

故选：B
5、B
解析：由图可知，要使P点第一次到达波峰，则两波均应传播距离x=5m，所以t=x/v=5/20=0.25s；
由图可知,要使P点第一次到达平衡位置,则两波均应传播距离x′=15m；故所用时间为t′=x′/v=15/20s=0.75s，故选：B。

6、D
解析：A. 波速由介质的性质决定，两列均沿绳传播，同种介质，则波速相等，故A错
误； B.由图可知，两列波的波长相等，根据波速v=λf，两列波的频率相等，故B 错误；
C. 图示时刻质点M 在两列波引起的波中速度均向下，质点M 是两列波的波峰或波谷相遇点，振动始终加强，故C 错误；
D. 甲向右传播，由波形平移法知，图示时刻M 点正向-y 方向运动，故D 正确。

故选：D
二、多项选择题
7.ACE
解析：军队士兵过桥时使用便步，是防止行走的频率与桥的频率相同，桥发生共振现象，故A 正确；机械波的传播速度与质点振动速度没有直接关系，故B 错误；加偏振片的作用是减弱反射光的强度，从而增大透射光的强度，故C 正确；D 项中应该是光从水中射向气泡，故D 错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故E 正确.
8.BDE
解析：如果两个波源频率不同，不能产生类似的稳定的干涉现象，故A 错误；在图示时刻，质点M 是波峰与波峰叠加，是振动加强点，振动加强点的振幅等于两列波单独传播时振幅的和，质点P 是波谷与波峰叠加，是振动减弱点，位移为0，故质点P 和质点M 在图示时刻的高度差为2A ，故B 正确；两列波干涉时，两列波的波峰与波峰、波谷与波谷相遇处振动始终加强，波峰与波谷相遇处振动始终减弱，质点Q 、M 是振动加强点，质点P 、N 是振动减弱点，再过半个周期，质点P 、N 还是振动减弱点，故C 错误；质点M 是振动加强点，振动加强点的振幅等于两列波单独传播时振幅的和，所以质点M 振动一个周期，其路程为8A ，故D 正确；若质点M 振动的频率为2.5 Hz ，周期为T
＝0.4 s ，由于1.7 s ＝1.6 s ＋0.1 s ＝4T ＋14
T ，则从图示时刻起经1.7 s 后质点M 的运动方向
竖直向下，故E 正确.
9.BCD
解析：后一个质点比前一个质点迟0.05 s 开始振动，所以t ＝0.3 s 时e 点后面的第6个质点开始振动，即质点k 开始振动，所以质点k 前面的质点i 第一次到达波峰，相邻两个
质点间距为x ＝2 m 4＝0.5 m ，当t ＝0.3 s 时，波传播了3.0 m ，所以波速大小为v ＝3.00.3
m/s ＝10 m/s ，故波长为λ＝vT ＝4 m ，故A 错误，B 、C 正确；当质点a 经过的路程为12 cm
时，波传播时间t ＝210 s ＋124×4
×0.4 s＝0.5 s ，则质点k 运动时间为0.2 s ，质点k 经过的路程为s ＝160.4
×0.2 cm＝8 cm ，故D 正确；当质点b 在平衡位置向下运动时，经历的时间为t ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3×0.510＋0.2 s ＝0.35 s ，质点c 运动时间为t ＝⎝
⎛⎭⎪⎫0.35－2×0.510 s ＝0.25 s ＝58T ，故质点c 位于平衡位置的下方，故E 错误.
10.ACE
解析：由波的图象可知λ＝8 m ，则这列波的传播速度为v ＝λT
＝λf ＝8×2.5 m/s＝20 m/s ，故A 正确；由已知条件无法判断波的传播方向，故B 错误；若波沿x 轴正向传播，传播
距离为1 m ＝18λ，Δt ＝18
T ＋nT (n ＝0,1,2,3…)，即Δt ＝0.05 s ＋0.4n ，当n ＝3时，Δt ＝1.25 s ；当n ＝4时，Δt ＝1.65 s ；若波沿x 轴负方向传播，则传播距离为7 m ＝78λ，Δt ＝78
T ＋nT (n ＝0,1,2,3…)，即Δt ＝0.35 s ＋0.4n ，Δt 取值为0.35 s 、0.75 s 、1.15 s 、1.55 s…，故C 正确，D 错误；障碍物宽度为6 m ，与波长8 m 相差不多，则能发生明显的衍射现象，故E 正确.
11.AB
解析：A和B一起在光滑水平面上做往复运动，对整体研究，整体在水平方向上只受弹簧的弹力，因为弹簧的弹力和位移成正比，所以回复力F＝－kx，而对A，在B给的静摩擦力作用下，做往返运动，设弹簧的形变量为x，弹簧的劲度系数为k，A、B的质量
分别为M和m，根据牛顿第二定律得到整体的加速度为a＝－kx
M＋m，对A：F f＝|Ma|
＝Mkx
M＋m，可见，作用在A上的静摩擦力大小F f与弹簧的形变量x成正比，满足F＝－kx形式，故两者都做简谐运动，A、B正确；在简谐运动过程中，B对A的静摩擦力与位移方向相同或相反，B对A的静摩擦力对A做功，同理，A对B的静摩擦力对B也做功，C错误；由于A、B组成的系统中弹簧对系统做功，所以机械能不守恒，D错误.
12.BDE
解析：两列波波速相同，波长不同，根据v＝λf，频率不同，不能发生干涉现象，故A 错误；两列波波速相同，波长分别为4 m、6 m，根据v＝λf，频率之比为3∶2，故B正确；平衡位置为x＝6 m处的质点此刻位移为零，两列波单独引起的速度大小不等、方向相同，故合速度不为零，故C错误；平衡位置为x＝8.5 m处的质点，两列波单独引
起的位移分别为
2
2
A、
1
2
A，故合位移大于振幅A，故D正确；两列波传播速度大小相
同，实线波的频率为2 Hz，其周期为0.5 s，由题图可知：虚线波的周期为0.75 s；从图示时刻起再经过0.25 s，实线波在平衡位置为x＝5 m的质点处于波谷，而虚线波处于y 轴上方，但不在波峰处，所以质点的位移y＜0，故E正确.
13.BDE
解析：由题图甲可知波长λ＝2 m ，由题图乙可知周期T ＝2 s ，则波速为v ＝λT ＝22
m/s ＝1 m/s ，由题图乙可知，t ＝1 s 时x ＝2 m 处的质点向上运动，由题图甲根据“上坡下，下坡上”可知该波沿x 轴负方向传播，故A 错误；t ＝1 s 和t ＝2 s 相差半个周期，质点的振动情况完全相反，即t ＝2 s 时，x ＝2 m 处质点的振动方向沿y 轴负方向运动，故B 正确；x ＝1 m 处的质点和x ＝2 m 处的质点相距半个波长，则两处质点振动步调总相反，故C 错误；由于1 s ＝T
2
，所以在1 s 的时间内，波动图象上任意质点通过的路程都是2A ＝2×5 cm＝10 cm ，故D 正确；由题图甲可知，t ＝1 s 时刻x ＝0.5 m 处的质点位于波峰，则在t ＝1 s 到t ＝2 s 的半个周期的时间内，该质点从波峰运动到波谷，即速度先增大后减小，故E 正确.
14、BCD
解析:首先从图中我们可以得出这列波的波长为2米，同时每一个质点开始振动的方向是+y 方向万.从0时刻开始到0.9s ，P 点恰好第三次到达波峰，表示经过了9/4个周期，得出周期TY=0.4s,所以波速v=λ/T=5m/s ，故A 错误，经过1.4s 则P 点恰好完成3个完整会周期加1/4周期，所以路程为70cm ，故B 正确，经过0.5s 波传到Q 点，则Q 点运动了1.1s ，恰好完成两个完整周期加3/4周期，处于波谷，故C 正确，本列波的频率为2.5HZ ，所以要与2.5Hz 的波发生干涉，故D 正确.
15、AB 解析：A 项由图可知，波长为4m ，由公式，故A 正确；B 项由图可知，t=0时x=1m 处的质点处于波峰位置，根据波的振动形式的迁移可知，此振动形式传到x=1.8m 时所用的时间为
，故B 正确；C 项由于周期为2s ，
0.5s等于四分之一周期，图示位置，x=2m处的质点向上振动，所以过0.5s，x=2m处的质点处于波峰位置，即位移为5cm，故C错误；D项：振幅为两列波的振动加强时离开平衡位置的距离之和，所以应为10cm，故D错误。

16、BCE
解析：由波形图可知，波长为4 m，A错误；实线为t=0时的波形图，虚线为t=0.5 s时的波形图，波沿x轴正方向传播，又该波的周期大于0.5 s，则0~0.5 s时间内波传播的
距离
3
4
xλ
∆=，
3
0.5 s
4
T=，故周期
2
s
3
T=，频率为1.5 Hz，波速 6 m/s
v f
λ
==，
BC正确；由
3
1 s=
2
T，t=0时，x=1 m处的质点在波峰位置，t=1时，该质点应该在平
衡位置向上振动，D错误；由2 s3T
=，t=0时，x=2 m处的质点在平衡位置，t=2 s时，该质点同样经过平衡位置，E正确.。