高考物理 专题冲刺集训 第4讲《机械振动 机械波》（含解析）.doc

第四讲机械振动机械波一、单项选择题1一列简谐横波在t0时的波形图如图所示介质中x2 m处的质点p沿y轴方向做简谐运动的表达式为y10 sin(5t)cm.关于这列简谐波，下列说法不正确的是()a周期为4.0 sb振幅为10 cmc传播方向沿x轴正向 d传播速度为10 m/s解析：选a.由波形图可知振幅a10 cm，波长4 m，由y10sin(5t)cm可知，5，根据得简谐运动的周期ts0.4 s；根据v，得波速vm/s10 m/s，根据y10sin(5t)cm知，t0.1 s时，y10 cm，即质点p位于波峰处，所以t0时刻时p点向上振动，根据振动方向和波传播方向的关系知该波沿x轴正向传播，综上所述应选a项2某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f.若驱动力的振幅保持不变，下列说法错误的是()a当ff0时，该振动系统的振幅随f增大而增大b当ff0时，该振动系统的振幅随f减小而增大c该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0d该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f解析：选c.根据共振曲线可知，当ff0时，该振动系统的振幅随f增大而增大，当ff0时，该振动系统的振幅随f减小而增大，即a、b正确；根据受迫振动的振动频率应等于驱动力的频率可知d正确，c错误3.摆球表面包有一小块橡皮泥，在竖直平面内其振动图象如图所示，某时刻橡皮泥瞬间自然脱落，不考虑单摆摆长的变化，下列说法正确的是()at0时刻橡皮泥脱落，此后单摆周期t4 sbt1 s时刻橡皮泥脱落，此后单摆周期t4 sct0时刻橡皮泥脱落，此后单摆振幅a10 cmdt1 s时刻橡皮泥脱落，此后单摆振幅a10 cm解析：选d.因为单摆周期与摆球质量无关，所以a、b错误；因为橡皮泥是自然脱落，所以橡皮泥与摆球之间无相互作用，摆球仍在原范围内振动，振幅不变，c错d正确4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，某时刻的波形如图所示p为介质中的一个质点，从该时刻开始的一段极短时间内，p的速度v和加速度a的大小变化情况是()av变小，a变大 bv变小，a变小cv变大，a变大 dv变大，a变小解析：选d.根据题目条件可知，由于波沿x轴正方向传播，故质点p此时正向平衡位置附近运动，则其动能变大，故v变大，而a减小，此题正确选项为d.5一列沿x轴负方向传播的简谐横波在某时刻(设该时刻为t0时刻)的波形如图所示，在0.7 s末，质点p恰好第二次到达波峰，则下列说法不正确的是()a该列波的传播速度是10 m/sb在0.9 s末，质点q第一次到达波峰c如果x5 m处就是波源，则它刚开始起振的方向是y轴的正方向d当质点q到达波峰时，质点p到达波谷解析：选c.由题意t0.4 s，4 m.则v10 m/s.根据波形平移法，波峰“移”至q点时，经过的路程是0.9 mv10 m/s所需时间为0.9 s从1处质点的起振方向可知波源的起振方向为向下，0.9 s之后p点处于波谷，故本题应选c.6在o点有一波源，t0时刻开始向上振动，形成向右传播的一列横波t14 s时，距离o点为3 m的a点第一次达到波峰；t27 s时，距离o点为4 m的b点第一次达到波谷则以下说法正确的是()a该横波的波长为2 mb该横波的周期为2 sc该横波的波速为1 m/sd距离o点为1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为6 s末解析：选c.设波速为v，横波波长为，周期为t，则t1t2解得：v1 m/s，t4 s则vt4 m，距o点1 m的质点第一次开始向上振动的时刻为1 s末7如图所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔a、b和c.假想有一列车沿ac方向以接近光速行驶，当铁塔b发出一个闪光，列车上的观测者测得a、c两铁塔被照亮的顺序是()a同时被照亮 ba先被照亮cc先被照亮 d无法判断解析：选c.由多普勒效应知，c先被照亮，a、b、d错，c对8如图所示，一列简谐横波沿x轴正方向传播，从波传到x5 m的m点时开始计时，已知p点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s，下面说法中正确的是()a若该波传播中遇到宽约3 m的障碍物不能发生明显的衍射现象b质点q(x9 m)经过0.5 s第一次到达波谷c质点p在0.1 s内经过的位移大小为10 cmd若在q处放一接收器，接收到的波的频率小于2.5 hz解析：选b.由图知该波波长为4 m，q与m间距离为一个波长，波前的振动方向向下因障碍物的宽度比波长小，a错误由p点相继出现两个波峰的时间间隔为0.4 s知该波的周期为0.4 s，波从m点传播到q点需一个周期，故经过0.5 s时，质点q已振动了四分之一周期，b正确因质点p既不在平衡位置又不在波峰或波谷上，则四分之一周期内通过的位移大小不等于一个振幅，c错误因接收器是固定不动的，接收器接收到的频率应等于波的频率，d错误9 a、b两列简谐横波均沿x轴正向传播，在某时刻的波形分别如图甲、乙所示，经过时间t(t小于a波的周期ta)，这两列简谐横波的波形分别变为图丙、丁所示，则a、b两列波的速度va、vb之比不可能是()a11 b12c13 d31解析：选d.由题述及波形图可知，a波波长为a24 cm，周期ta2t；b波波长为b12 cm，周期tbt/n，波速vaa/ta12/t，vbb/tb12n/t，vavb1n，所以a、b两列波的波速va、vb之比可能的是a、b、c三项，故选d.10如图甲所示，横波1沿bp方向传播，b质点的振动图象如图乙所示；横波2沿cp方向传播，c质点的振动图象如图丙所示两列波的波速都为20 cm/s.p质点与b质点相距40 cm，p质点与c质点相距50 cm，两列波在p质点相遇，则p质点振幅为()a70 cm b50 cmc35 cm d10 cm解析：选a.由振动图象知两列波的周期t1 s，因两波的波速相同，则波长vt20 cm.因xbp2，故横波1在p点引起的振动，与b点振动相同因xcp，故横波2在p点引起的振动与c点振动相反t0 s时刻b、c两点振动相反，故两列波在p点引起的振动相同，p点为振动加强点，振幅为70 cm，a正确二、非选择题11.渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位，已知某超声波的频率为1.0105 hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图象如图所示(1)从该时刻开始计时，画出x7.5103 m处质点做简谐运动的振动图象(至少一个周期)(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用的时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)解析：(1)因为超声波的频率为f1.0105 hz，所以质点振动周期t105 sx7.5103 m处质点图示时刻处于波谷，所以可画出该质点做简谐运动的图象如图所示(2)因为超声波的频率为f1.0105 hz，由波的图象可知超声波的波长15103 m，由vf可得超声波的速度vf151031.0105 m/s1500 m/s所以鱼群与渔船间的距离x m3000 m.答案：(1)见解析(2)3000 m12 2011年第26届世界大学生运动会跳水比赛于8月16日在深圳游泳跳水比赛场馆举行，设水池中一点o上下振动，振幅为0.2 m，以o点为圆心形成圆形水波，如图所示，a、b、o三点在一条直线上，oa间距离为4.0 m，ob间距离为2.4 m某时刻o点处在波峰位置，观察发现2 s后此波峰传到a点，此时o点正通过平衡位置向下运动，oa间还有一个波峰将水波近似为简谐波(1)求此水波的传播速度、周期和波长；(2)以o点处波峰位置为0时刻，某同学打算根据ob间距离与波长的关系确定b点在0时刻的振动情况，画出b点的振动图象你认为该同学的思路是否可行？若可行，画出b点振动图象若不可行，请给出正确思路并画出b点的振动图象(假设b的振幅仍为0.2 m)解析：(1)在o点左侧，波向左传播，波峰由o点传到a点的时间为2 s，