2022届高考物理一轮复习题：机械振动与机械波含答案

2022届高考物理：机械振动与机械波一轮复习题含答案
专题：机械振动与机械波
一、选择题。

1、（多选）一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1 cm，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是()
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是50
3m/s
C．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m D．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置
E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，不能发生明显衍射现象
2、如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。

以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt) m。

t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度。

取重力加速度的大小g＝10 m/s2。

以下判断正确的是()
A．h＝1.7 m
B．简谐运动的周期是0.8 s
C．0.6 s内物块运动的路程是0.2 m
D．t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反
3、(多选)质点沿y轴做简谐运动的振动图象如图所示，下列说法正确的是()
A．该质点的振动周期为0.4 s
B．t＝0.04 s时，该质点沿y轴负方向运动
C．在一个周期内，该质点的位移为0.4 m
D．t＝0.2 s时，该质点受到的回复力等于0
E．在0.3～0.5 s内，该质点的速度先增大后减小
4、(多选)如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。

不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。

对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是()
甲乙
A．单摆的摆长约为1.0 m
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin(πt) cm
C．从t＝0.5 s到t＝1.0 s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
E．从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球所受回复力逐渐增大
5、(多选)一列简谐横波在x轴上传播，如图甲、乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且x ab＝6 m。

下列判断正确的是()
甲乙
A．波一定沿x轴正方向传播
B．波可能沿x轴负方向传播
C．波长可能是8 m
D．波速一定是6 m/s
E．波速可能是2 m/s
6、(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。

下列说法正确的是()
A．这列波的波速可能为50 m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cm
C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cm
D．若周期T＝0.8 s，则在t＋0.5 s时刻，质点b、P的位移相同
E．若周期T＝0.8 s，从t＋0.4 s时刻开始计时，则质点c的振动方程为x＝0.1sin πt(m)
7、(多选)一单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，以下说法正确的是()
A．t1时刻摆球速度为零，摆球的回复力最大
B．t2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小
C．t3时刻摆球速度为零，摆球的回复力最小
D．t4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大
E．t1到t3摆球的回复力先减小后增大
8、下列选项中没利用多普勒效应的是()
A．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C ．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D ．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
9、一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比( )
A ．波速变大
B ．波速不变
C ．频率变高
D ．频率不变
10、一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是( )
A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
B ．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C ．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同
D ．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
11、(多选)做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x ＝2sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫50πt ＋π6 cm ，则下列说法正确的是( )
A ．它的振幅为4 cm
B ．它的周期为0.04 s
C ．它的初相位是π6
D ．它在14周期内通过的路程可能是2 2 cm
E ．该物体是从平衡位置开始振动的
12、(多选)如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O 点为平衡位置，在a 、b 两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示。

由振动图象可以得知( )
甲 乙
A ．振子的振动周期等于2t 1
B ．在t ＝0时刻，振子的位置在a 点
C ．在t ＝t 1时刻，振子的速度为零
D ．在t ＝t 1时刻，振子的速度最大
E ．从t 1到t 2，振子正从O 点向b 点运动
13、(多选)如图所示，在x轴上有两个波源，分别位于x＝－0.2 m和x＝1.2 m 处，振幅均为A＝2 cm，由它们产生的两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，波速均为v＝0.4 m/s，图示为t＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x＝0.2 m和x＝0.8 m的P、Q两质点刚开始振动。

质点M的平衡位置处于x＝0.5 m处，关于各质点运动情况判断正确的是()
A．质点P、Q都首先沿y轴负方向运动
B．t＝0.75 s时刻，质点P、Q都运动到M点
C．t＝1 s时刻，质点M相对平衡位置的位移为－4 cm
D．经过1 s后，M点的振幅为4 cm
E．经过1.5 s后，P点的振幅为4 cm
14、(多选)一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2 cm，周期为T。

已知t＝0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是1 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是()
A．该列简谐横波波长可能为150 cm
B．该列简谐横波波长可能为12 cm
C．当质点b的位移为＋2 cm时，质点a的位移为负
D．在t＝5T
12时刻质点b速度最大
E．质点a、质点b的速度始终大小相等，方向相反
15、(双选)如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图55－3乙所示，下列说法正确的是()
A．t＝0.8 s，振子的速度方向向左
B．t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处
C．t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度相同
D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大
二、非选择题
16、如图所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽最低点，R≫AB。

甲球从弧形槽的球心处自由下落，乙球从A点由静止释放，两球均可视为质点，问：
(1)两球第1次到达C点的时间之比；
(2)若在圆弧的最低点C的正上方h处由静止释放小球甲，让其自由下落，同时将乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C 处相遇，则甲球下落的高度h是多少？
17、如图所示，一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时刻的波形如图中的实线所示，此时这列波恰好传播到P点，且再经过1.2 s，坐标为x＝8 m的Q点开始起振，求：
(1)该列波的周期T；
(2)从t＝0时刻到Q点第一次达到波峰时，振源O点相对平衡位置的位移y及其所经过的路程s.
2022届高考物理：机械振动与机械波一轮复习题含答案
专题：机械振动与机械波
一、选择题。

1、（多选）一列简谐横波，在t＝0.6 s时刻的图象如图甲所示，此时，P、Q两质点的位移均为－1 cm，波上A质点的振动图象如图乙所示，则以下说法正确的是()
A．这列波沿x轴正方向传播
B．这列波的波速是50
3m/s
C．从t＝0.6 s开始，紧接着的Δt＝0.6 s时间内，A质点通过的路程是10 m D．从t＝0.6 s开始，质点P比质点Q早0.4 s回到平衡位置
E．若该波在传播过程中遇到一个尺寸为10 m的障碍物，不能发生明显衍射现象
【答案】ABD
2、如图，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动。

以竖直向上为正方向，物块简谐运动的表达式为y＝0.1sin(2.5πt) m。

t＝0时刻，一小球从距物块h高处自由落下；t＝0.6 s时，小球恰好与物块处于同一高度。

取重力加速度的大小g＝10 m/s2。

以下判断正确的是()
A．h＝1.7 m
B．简谐运动的周期是0.8 s
C．0.6 s内物块运动的路程是0.2 m
D．t＝0.4 s时，物块与小球运动方向相反
【答案】AB
3、(多选)质点沿y轴做简谐运动的振动图象如图所示，下列说法正确的是()
A．该质点的振动周期为0.4 s
B．t＝0.04 s时，该质点沿y轴负方向运动
C．在一个周期内，该质点的位移为0.4 m
D．t＝0.2 s时，该质点受到的回复力等于0
E．在0.3～0.5 s内，该质点的速度先增大后减小
【答案】ADE
4、(多选)如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。

不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2。

对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是()
甲乙
A．单摆的摆长约为1.0 m
B．单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sin(πt) cm
C．从t＝0.5 s到t＝1.0 s的过程中，摆球的重力势能逐渐增大
D．从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
E．从t＝1.0 s到t＝1.5 s的过程中，摆球所受回复力逐渐增大
【答案】ABE
5、(多选)一列简谐横波在x轴上传播，如图甲、乙分别是在x轴上a、b两质点的振动图象，且x ab＝6 m。

下列判断正确的是()
甲乙
A．波一定沿x轴正方向传播
B．波可能沿x轴负方向传播
C．波长可能是8 m
D．波速一定是6 m/s
E．波速可能是2 m/s
【答案】BCE
6、(多选)一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6 s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点。

下列说法正确的是()
A．这列波的波速可能为50 m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30 cm
C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60 cm
D．若周期T＝0.8 s，则在t＋0.5 s时刻，质点b、P的位移相同
E．若周期T＝0.8 s，从t＋0.4 s时刻开始计时，则质点c的振动方程为x＝0.1sin πt(m)
【答案】ACD
7、(多选)一单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，以下说法正确的是()
A ．t 1时刻摆球速度为零，摆球的回复力最大
B ．t 2时刻摆球速度为零，悬线对它的拉力最小
C ．t 3时刻摆球速度为零，摆球的回复力最小
D ．t 4时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大
E ．t 1到t 3摆球的回复力先减小后增大
【答案】ADE
8、下列选项中没利用多普勒效应的是( )
A ．利用地球上接收到遥远天体发出的光波的频率来判断遥远天体相对于地球的运动速度
B ．交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来，根据接收到的频率发生的变化，就知道汽车的速度，以便于进行交通管理
C ．铁路工人把耳朵贴在铁轨上可判断火车的运动情况
D ．有经验的战士利用炮弹飞行的尖叫声判断飞行炮弹是接近还是远去
【答案】C
9、一渔船向鱼群发出超声波，若鱼群正向渔船靠近，则被鱼群反射回来的超声波与发出的超声波相比( )
A ．波速变大
B ．波速不变
C ．频率变高
D ．频率不变
【答案】 BC
10、一弹簧振子做简谐运动，下列说法正确的是( )
A ．若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
B ．振子通过平衡位置时，速度为零，加速度最大
C ．振子每次通过平衡位置时，加速度相同，速度也相同
D ．振子每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同
【答案】D
11、(多选)做简谐运动的物体，其位移随时间的变化规律为x ＝2sin ⎝ ⎛⎭
⎪⎫50πt ＋π6 cm ，则下列说法正确的是( )
A ．它的振幅为4 cm
B ．它的周期为0.04 s
C ．它的初相位是π6
D ．它在14周期内通过的路程可能是2 2 cm
E ．该物体是从平衡位置开始振动的
【答案】BCD
12、(多选)如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O 点为平衡位置，在a 、b 两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示。

由振动图象可以得知( )
甲 乙
A ．振子的振动周期等于2t 1
B ．在t ＝0时刻，振子的位置在a 点
C ．在t ＝t 1时刻，振子的速度为零
D ．在t ＝t 1时刻，振子的速度最大
E ．从t 1到t 2，振子正从O 点向b 点运动
【答案】ADE
13、(多选)如图所示，在x 轴上有两个波源，分别位于x ＝－0.2 m 和x ＝1.2 m 处，振幅均为A ＝2 cm ，由它们产生的两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，波速均为v ＝0.4 m/s ，图示为t ＝0时刻两列波的图象(传播方向如图所示)，此刻平衡位置处于x ＝0.2 m 和x ＝0.8 m 的P 、Q 两质点刚开始振动。

质点M 的平衡位置处于x ＝0.5 m 处，关于各质点运动情况判断正确的是( )
A ．质点P 、Q 都首先沿y 轴负方向运动
B ．t ＝0.75 s 时刻，质点P 、Q 都运动到M 点
C ．t ＝1 s 时刻，质点M 相对平衡位置的位移为－4 cm
D．经过1 s后，M点的振幅为4 cm
E．经过1.5 s后，P点的振幅为4 cm
【答案】ACD
14、(多选)一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2 cm，周期为T。

已知t＝0时刻波上相距50 cm的两质点a、b的位移都是1 cm，但运动方向相反，其中质点a沿y轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是()
A．该列简谐横波波长可能为150 cm
B．该列简谐横波波长可能为12 cm
C．当质点b的位移为＋2 cm时，质点a的位移为负
D．在t＝5T
12时刻质点b速度最大
E．质点a、质点b的速度始终大小相等，方向相反
【答案】ACD
15、(双选)如图甲所示，弹簧振子以点O为平衡位置，在A、B两点之间做简谐运动．取向右为正方向，振子的位移x随时间t的变化如图55－3乙所示，下列说法正确的是()
A．t＝0.8 s，振子的速度方向向左
B．t＝0.2 s时，振子在O点右侧6 cm处
C．t＝0.4 s和t＝1.2 s时，振子的加速度相同
D．t＝0.4 s到t＝0.8 s的时间内，振子的速度逐渐增大
【答案】AD
二、非选择题
16、如图所示，ACB为光滑弧形槽，弧形槽半径为R，C为弧形槽最低点，R≫
AB 。

甲球从弧形槽的球心处自由下落，乙球从A 点由静止释放，两球均可视为质点，问： (1)两球第1次到达C 点的时间之比； (2)若在圆弧的最低点C 的正上方h 处由静止释放小球甲，让其
自由下落，同时将乙球从圆弧左侧由静止释放，欲使甲、乙两球在圆弧最低点C 处相遇，则甲球下落的高度h 是多少？
【答案】(1)22π (2)(2n ＋1)2π2R 8
(n ＝0,1,2，…) 解析 (1)甲球做自由落体运动
R ＝12gt 21，所以t 1＝ 2R
g ，
由于AC ≪R ，可认为摆角θ<5°，乙球的运动可看成一个摆长为R 的单摆的运动，故等效摆长为R ，因此乙球第1次到达C 处的时间为
t 2＝14T ＝14×2π
R g ＝π2 R g ，
所以t 1t 2
＝22π。

(2)甲球从离弧形槽最低点h 高处自由下落，到达C 点的时间为t 甲＝
2h g ， 由于乙球运动的周期性，所以乙球到达C 点的时间为
t 乙＝T 4＋n T 2＝π2 R
g (2n ＋1)(n ＝0,1,2，…)， 由于甲、乙在C 点相遇，故t 甲＝t 乙，
联立解得h ＝(2n ＋1)2π2R 8
(n ＝0,1,2，…)。

17、如图所示，一列沿x 轴正方向传播的简谐横波在t ＝0时刻的波形如图中的实线所示，此时这列波恰好传播到P 点，且再经过1.2 s ，坐标为x ＝8 m 的Q 点开始起振，求：
(1)该列波的周期T ；
(2)从t ＝0时刻到Q 点第一次达到波峰时，振源O 点相对平衡位置的位移y 及其所经过的路程s.
【答案】(1)0.4 s (2)3 cm 0.45 m
解析：(1)根据波形图可知，这列波从P 点传播到Q 点，传播距离Δx ＝8 m －2 m
＝6 m ，时间Δt ＝1.2 s ，则波传播的速度v ＝Δx Δt ＝5 m/s ，波长λ＝2 m ，周期T ＝
λv
＝0.4 s. (2)根据波形图可知t ＝0时刻距离Q 点最近的波峰在x ＝0.5 m 处，传播到Q 点的距离Δx ′＝8 m －0.5 m ＝7.5 m ，需要的时间Δt ′＝Δx ′v
＝1.5 s. 时间1.5 s ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫3＋34T ，经过⎝ ⎛⎭
⎪⎫3＋34T ，质点Q 到达波峰，振源O 点相对平衡位置的位移y ＝3 cm.
振源O 点经过的路程s ＝⎝ ⎛⎭
⎪⎫3＋34×4A ＝45 cm ＝0.45 m.。