新高考物理复习专题八机械振动与机械波练习含答案

专题八机械振动与机械波
五年高考
考点过关练
考点一机械振动
1.(2022浙江1月选考,6,3分)图甲中的装置水平放置,将小球从平衡位置O拉到A后释放,小球在O点附近来回振动;图乙中被细绳拴着的小球由静止释放后可绕固定点来回摆动。

若将上述装置安装在太空中的我国空间站内进行同样操作,下列说法正确的是()
A.甲图中的小球将保持静止
B.甲图中的小球仍将来回振动
C.乙图中的小球仍将来回摆动
D.乙图中的小球将做匀速圆周运动
答案B
2.(2022浙江6月选考,11,3分)如图所示,一根固定在墙上的水平光滑杆,两端分别固定着相同的轻弹簧,两弹簧自由端相距x。

套在杆上的小球从中点以初速度v向右运动,小球将做周期为T的往复运动,则()
A.小球做简谐运动
B.小球动能的变化周期为T
2
C.两根弹簧的总弹性势能的变化周期为T
时,其运动周期为2T
D.小球的初速度为v
2
答案B
3.[2019课标Ⅱ,34(1),5分]如图,长为l的细绳下方悬挂一小球a,绳的另一端固定在天花板上O点处,在O
l的O'处有一固定细铁钉。

将小球向右拉开,使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放,点正下方3
4
并从释放时开始计时。

当小球a摆至最低位置时,细绳会受到铁钉的阻挡。

设小球相对于其平衡位置的水平位移为x,向右为正。

下列图像中,能描述小球在开始一个周期内的x⁃t关系的是()
答案A
4.[2022重庆,16(1),4分]某同学为了研究水波的传播特点,在水面上放置波源和浮标,两者的间距为L。

t=0时刻,波源开始从平衡位置沿y轴在竖直方向做简谐运动,产生的水波沿水平方向传播(视为简谐波),t1时刻传到浮标处使浮标开始振动,此时波源刚好位于正向最大位移处,波源和浮标的振动图像分别如图中的实线和虚线所示,则()
A.浮标的振动周期为4t1
B.水波的传播速度大小为L
4t1
t1时刻浮标沿y轴负方向运动
C.3
2
D.水波的波长为2L
答案A
5.(2023山东,10,4分)(多选)如图所示,沿水平方向做简谐运动的质点,依次通过相距L的A、B两点。

已知质点在A点的位移大小为振幅的一半,B点位移大小是A点的√3倍,质点经过A点时开始计时,t时刻第二次经过B点,该振动的振幅和周期可能是()
A.
√3−1,3t B.
√3−1
,4t
C.
√3+1,
5
t D.
√3+1
,
7
t
答案BC
6.[2022湖南,16(1),5分](多选)下端附着重物的粗细均匀木棒,竖直浮在河面,在重力和浮力作用下,沿竖直方向做频率为1 Hz的简谐运动;与此同时,木棒在水平方向上随河水做匀速直线运动,如图(a)所示。

以木棒所受浮力F为纵轴,木棒水平位移x为横轴建立直角坐标系,浮力F随水平位移x的变化如图(b)所示。

已知河水密度为ρ,木棒横截面积为S,重力加速度大小为g。

下列说法正确的是()
A.x从0.05 m到0.15 m的过程中,木棒的动能先增大后减小
B.x从0.21 m到0.25 m的过程中,木棒加速度方向竖直向下,大小逐渐变小
C.x=0.35 m和x=0.45 m时,木棒的速度大小相等,方向相反
D.木棒在竖直方向做简谐运动的振幅为F1−F2
2ρSg
E.木棒的运动为向x轴正方向传播的机械横波,波速为0.4 m/s
答案ABD
考点二机械波
7.(2023新课标,14,6分)船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声。

声波在空气中和在水中传播时的() A.波速和波长均不同 B.频率和波速均不同
C.波长和周期均不同
D.周期和频率均不同
答案A
8.(2023北京,4,3分)位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。

t=0时波源开始振
t),则t=T时的波形图为() 动,其位移y随时间t变化的关系式为y= A sin (2π
T
A B
C D
答案D
9.(2023湖北,7,4分)一列简谐横波沿x轴正向传播,波长为100 cm,振幅为8 cm。

介质中有a和b两个质
cm和x=120 cm处。

某时刻b质点的位移为y=4 cm,且向y轴正方向运动。

从点,其平衡位置分别位于x=-40
3
该时刻开始计时,a质点的振动图像为()
答案A
10.(2022北京,6,3分)在如图所示的xOy坐标系中,一条弹性绳沿x轴放置,图中小黑点代表绳上的质点,相邻质点的间距为a。

t=0时,x=0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。

t=3
T时的波形
4
如图所示。

下列说法正确的是()
A.t=0时,质点P0沿y轴负方向运动
T时,质点P4的速度最大
B.t=3
4
T时,质点P3和P5相位相同
C.t=3
4
D.该列绳波的波速为8a
T
答案D
11.(2023湖南,3,4分)如图(a),在均匀介质中有A、B、C和D四点,其中A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4 m,DC=3 m,DC垂直AB。

t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动,振动图像均如图(b)所示,振动方向与平面ABD垂直,已知波长为4 m。

下列说法正确的是()
A.这三列波的波速均为2 m/s
B.t=2 s时,D处的质点开始振动
C.t=4.5 s时,D处的质点向y轴负方向运动
D.t=6 s时,D处的质点与平衡位置的距离是6 cm
答案C
12.(2020浙江1月选考,16,2分)(多选)如图所示,波源O垂直于纸面做简谐运动,所激发的横波在均匀介质中向四周传播,图中虚线表示两个波面。

t=0时,离O点5 m的A点开始振动;t=1 s时,离O点10 m的B点也开始振动,此时A点第五次回到平衡位置,则()
A.波的周期为0.4 s
B.波的波长为2 m
C.波速为5√3m/s
D.t=1 s时AB连线上有4个点处于最大位移
答案AB
13.(2022天津,5,5分)在同一均匀介质中,分别位于坐标原点和x=7 m处的两个波源O和P,沿y轴振动,形成了两列相向传播的简谐横波a和b,某时刻a和b分别传播到x=3 m和x=5 m处,波形如图所示。

下列说法正确的是()
A.a与b的频率之比为2∶1
B.O与P开始振动的时刻相同
C.a与b相遇后会出现干涉现象
D.O开始振动时沿y轴正方向运动
答案A
14.(2021湖北,10,4分)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。

已知x=0处的质点在0~1 s内运动的路程为4.5 cm。

下列说法正确的是()
A.波沿x轴正方向传播
B.波源振动周期为1.1 s
C.波的传播速度大小为13 m/s
D.t=1 s时,x=6 m处的质点沿y轴负方向运动
答案AC
15.(2022浙江6月选考,16,2分)(多选)位于x=0.25 m 的波源p从t=0时刻开始振动,形成的简谐横波沿x轴正负方向传播,在t=2.0 s时波源停止振动,t=2.1 s时的部分波形如图所示,其中质点a的平衡位置x a=1.75 m,质点b的平衡位置x b=-0.5 m。

下列说法正确的是()
A.沿x轴正负方向传播的波发生干涉
B.t=0.42 s时,波源的位移为正
C.t=2.25 s时,质点a沿y轴负方向振动
D.在0到2 s内,质点b运动总路程是2.55 m
答案BD
三年模拟
考点强化练
考点一机械振动
1.(2024届江苏扬州模拟,3)轿车的“车身⁃悬挂系统”是由车身与轮胎间的弹簧及避震器组成的支持系统。

某型号轿车的“车身⁃悬挂系统”的固有周期是0.5 s,这辆汽车匀速通过某路口的条状减速带,如图所示,已知相邻两条减速带间的距离为1.0 m,该车经过该减速带过程中,下列说法正确的是()
A.当轿车以30 km/h的速度通过减速带时,车身上下振动的频率为2 Hz
B.轿车通过减速带的速度大小不同,车身上下振动的幅度也必然不同
C.轿车通过减速带的速度越大,车身上下颠簸得越剧烈
D.当轿车以7.2 km/h的速度通过减速带时,车身上下颠簸得最剧烈
答案D
2.(2023届北京房山二模,3)如图甲所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在A、B两点之间做简谐运动,取向右为正方向,以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点,振子的位移x随时间t的变化如图乙所示,下列说法正确的是()
A.t=0.4 s时,振子的速度方向向左
B.t=0.8 s时,振子的加速度方向向右
C.t=0.8 s到t=1.2 s时间内,振子的回复力逐渐增大
D.t=1.2 s到t=1.6 s时间内,振子的动能逐渐减小
答案D
3.(2023届江苏高三大联考,6)如图所示,轻质弹簧的上端固定,下端连接一质量为m的金属小球,托住小球使弹簧处于原长,在t=0时刻由静止释放,一段时间内小球在竖直方向做周期为T的简谐运动。

已知弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g,则()
A.小球做简谐运动的表达式为x=mg
k sin (2π
T
t)
B.小球做简谐运动的表达式为x=mg
k sin (2π
T
t−π)
C.小球相邻两次加速度大小等于g
2的时间为T
2
D.小球相邻两次加速度大小等于g的时间为T
2
答案D
4.(2023届安徽五校二联,7)(多选)科技文化节中,某社团做了一个沙摆实验。

如图甲所示,薄木板被沿箭头方向水平拉出的过程中,漏斗漏出的沙在板上形成的一段曲线如图乙所示,当沙摆摆动经过最低点时开始计时(记为第1次),当它第20次经过最低点时测得所需的时间为19 s(忽略摆长的变化),当地重力加速度g=10 m/s2,下列说法中正确的是()
A.随着沙子不断漏出,沙摆摆动的频率将会增加
B.该沙摆的摆长约为1 m
C.由图乙可知薄木板做的是匀加速运动,且加速度大小约为7.5×10-3 m/s2
D.当图乙中的C点通过沙摆正下方时,薄木板的速率约为0.126 m/s
答案BD
5.(2023届湖北襄阳适应考,11)(多选)如图所示,在倾角为θ的固定光滑斜面上,有两个用轻质弹簧固定连接的物体A和B,它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,重力加速度为g。

C为一固定的挡板。

现让一质量为m的物体D从距A为L的位置由静止释放,D和A相碰后立即粘为一体,在之后的运动过程中,物体B对C mg sin θ,则() 的最小弹力为1
2
A.D和A在斜面上做简谐运动
g sin θ
B.D的最大加速度大小为5
2
C.D和A做简谐运动的振幅为7mgsinθ
2k
D.B对C的最大弹力为11mgsinθ
2
答案AD
考点二机械波
6.(2023届北京十四中月考,7)(多选)如图所示,有一列沿x轴正向传播的简谐横波,在t=0时刻振源S在O 点开始振动。

当t=0.2 s时,波刚好传到x=4 m处的质点。

下列对该简谐横波的分析中正确的是()
A.该简谐横波的周期是0.2 s,波速是20 m/s
B.频率为5 Hz的简谐横波与该波相遇时一定能够发生干涉现象
C.该简谐横波遇到尺寸小于4 m的障碍物时能够发生明显的衍射现象
D.当t=0.4 s时,该简谐横波上的M点向右移动了2 m
E.若站在振源右侧的接收者以速度v匀速向振源靠近,那么接收者接收到的频率一定大于5 Hz
答案ACE
7.(2023届安徽淮南二模,6)(多选)某介质中由一波源产生的一列横波在t=0时刻的波形如图所示,其中波源位于坐标原点,t=0.3 s时刻介质中质点Q才开始振动。

则下列说法正确的是()
A.此波的周期T=0.2 s
B.t=0.3 s时,质点Q的速度沿x轴正方向,大小为1 m/s
C.t=0.3 s时,质点P的速度与质点Q的速度大小相等,方向相反
D.当质点Q的运动路程达到9 cm时,质点P的运动路程达到25 cm
答案AD
8.(2023届山东泰安二模,10)(多选)如图,在均匀介质中建立O⁃xyz三维坐标系,位于x轴上的两个沿z轴方向做简谐运动的波源S1和S2的位置坐标分别为(1 m,0,0)、(4 m,0,0),两波源S1、S2的振动方程分别为z1=2
sin (πt+π
2)cm、z2=3 sin (πt−π
2
)cm。

已知波源S1和S2形成的简谐横波在介质中的传播速度均为1 m/s,
关于质点A(2.5 m,3 m,0)和质点B(4 m,4 m,0),下列说法正确的是()
A.质点B离开平衡位置的位移总是大于质点A离开平衡位置的位移
B.质点A开始做简谐运动的振幅为1 cm
C.两波源S1、S2振动5 s后,质点B的振动能量大于质点A的振动能量
D.两波源S1、S2振动5 s后,质点A的振动总是加强,质点B的振动总是减弱
答案BC
9.(2023届江苏盐城、南京期末,8)如图甲所示,一列简谐横波沿x轴传播,实线和虚线分别为t1=0时刻和t2时刻的波形图,P、Q分别是平衡位置为x1=1.0 m和x2=4.0 m的两质点。

图乙为质点Q的振动图像,则
()
A.波沿x轴负方向传播
B.波的传播速度为20 m/s
C.t2时刻可能为0.45 s
D.质点P的振动方程为y=10 sin (10πt+π
4
)cm
答案C
10.(2023届山东济南三模,9)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,图甲和图乙分别是平衡位置位于x1=1 m及x2=4 m处两质点的振动图像。

下列说法正确的是()
A.波长可能为3 m
B.波长可能为12
5
m
C.波速可能为3
7m/s D.波速可能为6
5
m/s
答案BC
微专题专练微专题12振动图像与波的图像的综合应用
1.(2021辽宁,7,4分)一列沿x轴负方向传播的简谐横波,t=2 s时的波形如图(a)所示,x=2 m 处质点的振动图像如图(b)所示,则波速可能是()
A.1
5m/s B.2
5
m/s C.3
5
m/s D.4
5
m/s
答案A
2.(2021山东,10,4分)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,如图所示,实线为t1=2 s时的波形图,虚线为t2=5 s 时的波形图。

以下关于平衡位置在O点处质点的振动图像,可能正确的是()
答案AC
3.(2022山东,9,4分)(多选)一列简谐横波沿x轴传播,平衡位置位于坐标原点O的质点振动图像如图所示。

当t=7 s时,简谐波的波动图像可能正确的是()
答案AC
4.(2023届湖北武汉四月调研,6)一简谐横波沿x轴正方向传播,图甲是t=7 s时刻的波形图,图乙是介质中某质点的振动图像,则该质点的x坐标合理的是()
A.1 m
B.2 m
C.7 m
D.12 m
答案B
5.[2023全国乙,34(1),5分](多选)一列简谐横波沿x轴传播,图(a)是t=0时刻的波形图;P是介质中位于x=2 m处的质点,其振动图像如图(b)所示。

下列说法正确的是()
A.波速为2 m/s
B.波向左传播
C.波的振幅是10 cm
D.x=3 m处的质点在t=7 s时位于平衡位置
E.质点P在0~7 s时间内运动的路程为70 cm
答案ABE。