2017-2021年度高二物理期末复习单元检测机械振动机械波含答案解析

【最新】度高二物理期末复习单元检测机械振动机械波

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、填空题

1．如图所示，一单摆悬于O点，摆长为L，若在O点正下方的O′点钉一个光滑钉子，使OO′＝L/2，将单摆拉至A处由静止释放，小球将在A、B、C间来回振动，若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°，则此摆的周期是________．

二、多选题

2．如图所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是（）

A．只有A、C的振动周期相等

B．C的振幅比B的振幅小

C．C的振幅比B的振幅大

D．A、B、C的振动周期相等

E.C与A发生共振现象

3．甲、乙两弹簧振子的振动图象如图所示，则可知（）

A．两弹簧振子完全相同

B．两弹簧振子所受回复力最大值之比F甲∶F乙＝2∶1

C．振子甲速度为零时，振子乙速度最大

D．两振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2

E.振子乙速度为最大时，振子甲速度不一定为零

4．如图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，则下列说法中正确的是（）

A．甲、乙两单摆的摆长相等

B．甲摆的振幅比乙摆大

C．甲摆的机械能比乙摆大

D．在t＝0.5 s时有正向最大加速度的是乙摆

E.由图象可以求出当地的重力加速度

5．如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列简谐横波的波峰和波谷，此刻，M是波峰与波峰的相遇点．设这两列波的振幅均为A，则下列说法正确的是（）

A．此时刻位于O处的质点正处于平衡位置

B．P、N两处的质点始终处在平衡位置

C．随着时间的推移，M处的质点将向O处移动

D．从此时刻起，经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，此时位移为零

E.O、M连线的中点是振动加强的点，其振幅为2A

6．(多选)一列简谐横波，某时刻的波形图如图甲所示，从该时刻计时，波上质点A的振动图象如图乙所示，则（）

A．若此波传播过程中遇到频率为1.25 Hz的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样

B．若此波传播过程中遇到波长为20 m的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样

C．若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为2 000 m，可能发生明显衍射现象

D．该波的传播速度为2.5 m/s

E.该波的传播速度为25 m/s

7．如图是水面上两列频率相同的波在某时刻的叠加情况，以波源S1、S2为圆心的两组

同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），S1的振幅A1=3cm，S2的振幅A2=2cm，则下列说法正确的是（）

A．质点D是振动减弱点

B．质点A、D在该时刻的高度差为10cm

C．再过半个周期，质点A、C是振动加强点

D．质点C的振幅为1cm

E. 质点C此刻以后将向下振动

8．如图所示是一列沿x轴传播的简谐横波在t＝0时刻的波形图，图中质点P正沿y轴正方向运动，此波的传播速度为v＝4 m/s，则（）

A．此波沿x轴正方向传播

B．质点P的振动周期为T＝1.0 s

C．x＝1.0 m处质点做简谐运动的表达式为y＝5cos(4t) cm

D．x＝1.0 m处质点在0～2.5 s内通过的路程为50 cm

E.t＝0.25 s时，x＝2.0 m处质点有最大正向加速度

9．如图甲所示，一水平放置的绳子上的五个质点A、B、C、D、E间隔都为1 m，从t ＝0时刻开始，质点C开始向上振动，并依次带动各点振动起来，其中质点C的振动图象如图乙所示，t＝1 s时质点B刚开始振动，则（）

A．B、D两质点的振动步调始终相反

B．当质点A第一次到达负的最大位移处时，质点C通过的路程为25 cm

C．波速为v＝1 m/s

D．若质点C的振动频率变大，则波的传播速度变大

E.质点A处于正的最大位移处时，质点E也处于正的最大位移处

10．图甲是一列简谐横波在某一时刻的波的图象，图乙是x＝2 m处的质点从该时刻开始计时的振动图象，a、b是介质中两个质点，下列说法正确的是（）

A．质点a振动的周期为2 s

B．这列波的波速是2 m/s

C．这列波沿x轴负方向传播

D．8 s内质点b通过的路程是40 cm

E.质点a比质点b先回到平衡位置

11．一列自右向左传播的简谐横波，在t＝0时刻的波形图如图所示，此时坐标为(1，0)的质点刚好开始运动，在t＝0.3 s时刻，质点P在t＝0时刻后首次到达波峰位置，质点Q的坐标是(－3，0)，则下列说法正确的是（）

A．在t＝0时刻，质点P的速度方向沿y轴负方向

B．这列波的传播速度为1/30m/s

C．在0～0.3 s时间内，质点A运动的路程为0.03 m

D．在t＝0.5 s时刻，质点Q首次到达波峰位置

E.这列波的波源起振方向沿y轴正方向

三、解答题

12．一列简谐横波，沿波的传播方向依次有P、Q两点，平衡位置相距5.5m，其振动图象如图1所示，实线为P点的振动图象，虚线为Q点的振动图象．

(1)图2是t=0时刻波形的一部分,若波沿x轴正向传播,试在给出的波形上用黑点标明P、Q两点的位置,并写出P、Q两点的坐标(横坐标λ用表示).

(2)求波的最大传播速度．

参考答案

1．)； 【详解】

[1]．由A →B 的运动时间

t 1＝

14T 由B →C 的运动时间

224T t =

=由对称性知此摆的周期

122()T t t π=+=． 2．CDE 【详解】

A 振动后，水平细绳上驱动力的周期

2A T = 迫使B 、C 做受迫振动，受迫振动的频率等于A 施加的驱动力的频率，所以

T A ＝T B ＝T C

而

2C A T T ==

2B A T T => 故C 共振，B 不共振，C 的振幅比B 的振幅大，所以CDE 正确． 故选CDE. 3．CDE 【详解】

A 、由振动图象读出两弹簧振子周期之比:2:1T T =甲乙，根据周期公式2T =分析可知，两弹簧振子不完全相同，故A 错误；

B 、由振动图象读出两振子位移最大值之比:2:1x x =甲乙，根据简谐运动的特征F kx =-，由于弹簧的劲度系数k 可能不等，回复力最大值之比:F F 甲乙不一定等于2:1，故B 错误；

C 、由图看出，甲在最大位移处时，乙在平衡位置，即振子甲速度为零时，振子乙速度最大，故C 正确；

D 、两弹簧振子周期之比T 甲:T 乙=2:1，频率之比是f 甲:f 乙=1:2，故D 正确；

E 、由图示图象可知，有时振子乙速度最大，振子甲速度为零；有时振子乙速度最大，振子甲速度也最大，故E 正确； 故选CDE ． 【点睛】

由振动图象读出两弹簧振子周期之比，根据周期公式2T =同；由图读出两振子位移最大值之比，但由于振子的劲度系数可能不等，无法确定回复力最大值之比；振子甲速度为零时，振子乙速度最大，频率与周期互为倒数；当振子乙到达平衡位置时，振子甲有两个可能的位置，一个是最大位移处，一个是平衡位置，据此作答． 4．ABD 【详解】

A ．由图看出，两单摆的周期相同，同一地点g 相同，由单摆的周期公式2T π=得知，甲、乙两单摆的摆长L 相等．故A 正确；

B ．甲摆的振幅为10cm ，乙摆的振幅为7cm ，则甲摆的振幅比乙摆大．故B 正确；

C ．尽管甲摆的振幅比乙摆大，两摆的摆长也相等，但由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小．故C 错误；

D ．在t=0．5s 时，甲摆经过平衡位置，振动的加速度为零，而乙摆的位移为负的最大，则乙摆具有正向最大加速度．故D 正确；

E ．由单摆的周期公式2T =得24L

g T

π＝，由于单摆的摆长不知道，所以不能求得重

力加速度．故E 错误． 【点睛】

本题只要掌握单摆的周期公式、加速度的特点等等，由图读出两单摆的周期，由单摆的周期公式分析摆长关系；由位移的最大值读出振幅；由于两摆的质量未知，无法比较机械能的大小；根据加速度与位移方向相反，确定加速度的方向，这些都是基本功． 5．BDE 【详解】

此时刻位于O 处的质点正处于波谷与波谷的相遇点，不在平衡位置，选项A 错误；P 、N 两处的质点处于波峰和波谷的相遇点，两列波在这两处的位移始终相反，合位移为0，选项B 正确；质点并不随波迁移，选项C 错误；从此时刻起，经过四分之一周期，两列波在M 点的振动均达到平衡位置，合位移为零，选项D 正确；O 、M 连线的中点是振动加强区的点，其振幅为2A ，选项E 正确． 故选BDE 6．ABE 【详解】

DE ．由题图甲可知，该波的波长为λ＝20 m ，由题图乙可知，周期为T ＝0.8 s ，频率为

f ＝

1

T

＝1.25 Hz 该波的传播速度为

v ＝

T

＝25 m/s 选项D 错误，E 正确；

AB ．根据干涉的产生条件可知，若此波传播过程中遇到频率为1.25Hz 的同类波，一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样，而遇到波长为20m 的同类波，也一定会发生干涉，产生稳定的干涉图样，选项A 、B 正确；

C ．根据产生明显衍射现象的条件，若此波传播过程中遇到的障碍物的尺寸为2000 m ，不可能发生明显衍射现象，选项C 错误． 故选ABE ． 7．BDE 【解析】 【详解】

两个波源的振动步调一致，图中AD到两个波源路程差为零，是振动加强点，而BC是波峰与波谷相遇，是振动减弱点，故A错误；图示时刻，质点A的位移为+3cm+2cm=+5cm，质点D的位移为-3cm-2cm=-5cm，故质点A、D在该时刻的高度差为10cm，故B正确；振动的干涉图象是稳定的，AD一直是振动加强点，而BC一直是振动减弱点，故C错误；质点C是振动减弱点，振幅为3cm-2cm=1cm，故D正确；质点C是振动减弱点，此刻在上方最大位移处，故质点C此刻以后将向下振动，故E正确；故选BDE。

【点睛】

本题考查波的干涉，波的干涉中，某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差△r．

（1）当两波源振动步调一致时：

若△r=nλ（n=0，1，2，…），则振动加强；

若△r=（2n+1）λ

2

（n=0，1，2，…），则振动减弱．

（2）当两波源振动步调相反时：

若△r=（2n+1）λ

2

（n=0，1，2，…），则振动加强；

若△r=nλ（n=0，1，2，…），则振动减弱．

8．ABD

【详解】

因质点P正沿y轴正方向运动，由“上下坡法”知波沿x轴正方向传播，A对；由题图知波长为λ＝4 m，由λ＝vT知各质点振动周期为T＝1.0 s，B对；由题图知x＝1.0 m 处质点做简谐运动的表达式为y＝5cos(2πt) cm，C错；t＝2.5 s＝2.5T，所以x＝1.0 m处质点在0～2.5 s 内通过的路程为s＝2.5×4A＝50 cm，D对；t＝0.25s，x＝2.0 m处质点正处于波峰位置，具有负向最大加速度，故E错

故选ABD

9．BCE

【详解】

根据对称性，B、D两质点振动步调始终一致，故A错误；质点A起振方向与质点C起振

方向相同，质点A第一次到达负的最大位移处，需振动3

4

T的时间，而波由质点C传到质

点A 的时间为

1

2

T=2s ，则质点C 通过的路程为s ＝5A ＝25 cm ，故B 正确；经过1s 时间B 质点开始振动，说明波传到B 质点需要1s ，因此波速v ＝

1

1

x t =m/s ，C 正确；波速由介质的性质决定，故D 错误；根据对称性，A 、E 两质点的振动情况完全相同，故E 正确 故选BCE 10．BDE 【详解】

由题图知，此波的波长λ＝8 m ，周期T ＝4 s ，所以波速v ＝

T

λ

＝2 m/s ，选项B 正确，A 错误；由振动图线可知t ＝0时刻，x ＝2 m 处的质点向上振动，所以波沿x 轴正方向传播，选项C 错误；质点振幅为5 cm ，一个周期内通过的路程为20 cm ，8 s ＝2T ，8 s 内质点通过的路程是40 cm ，选项D 正确；因为此时质点a 振动方向向上，质点b 振动方向向下，所以质点a 比质点b 先回到平衡位置，选项E 正确． 故选BDE 11．ADE 【详解】

根据t ＝0时刻的波形图，可知波长λ＝4 cm ，在t ＝0时刻质点P 沿y 轴负方向运动，质点P 的速度方向沿y 轴负方向，选项A 正确；在t ＝0.3 s 时，质点P 在t ＝0时刻后首次到达波峰位置，说明波动周期T ＝0.4 s ，这列波的传播速度为v ＝

T

λ

＝10 cm/s ＝0.1 m/s ，选项B 错误；在0～0.3 s 时间，即

3

4

T 时间内，质点A 运动的路程为3个振幅，即3×8 cm ＝24 cm ＝0.24 m ，选项C 错误；在t ＝0.5 s 时，波沿x 轴负方向传播了5 cm ，质点Q 首次到达波峰位置，选项D 正确；根据波形图和传播方向可知，这列波的波源起振方向沿y 轴正方向，选项E 正确． 故选ADE

12．(1) (60o θ=,5cm) (2) 波的最大传播速度为6m/s 【详解】

(1)P 、Q 两点的位置如图所示，其坐标为

P (0，0)、Q (

1112

λ

，5 cm) (2)由题图甲可知，该波的周期 T ＝1 s

由P 、Q 的振动图象可知，P 、Q 之间的距离是 s ＝(n ＋

11

12

)λ＝5.5 m 当n ＝0时，λ有最大值6 m

此时对应波速最大，v ＝T

λ

＝6 m/s ． 故本题答案是：(1)P (0，0)；Q (1112

λ

，5 cm)；(2)6 m/s ；

【点睛】

会根据振动图像找到波的传播方向，并知道波速、波长、以及周期之间的关系．