2021届高考物理机械振动和机械波单元综合练习

1、2021 届高考物理机械振动和机械波单元综合练习 一、单项选择题（每小题 3 分，共 15 分，每小题只有一个选项符合题意）1如图所示，为某质点沿 x 轴做简谐振动的图像，下列说法中正确的是（ ）A在 t=4s 时质点速度最大，加速度为 0B在 t=1s 时，质点速度和加速度都达到最大值C在 0 到 1s 时刻内，质点速度和加速度方向相同D在 t=2s 时，质点的位移沿 x 轴负方向，加速度也沿 x 轴负方向2一列简谐横波向右传播，波速为 v，沿波的传播方向上有相距为 l 的 P、Q 两质点（P 在 左，Q 在右），如图所示，某时刻 P、Q 两质点都处于平稳位置，且 P、Q 间仅有一个波峰，

2、通过时刻 t,Q 质点第一次运动到波谷，则 t 取值可能有（ ）个 个 C. 3 个 个3弹簧振子振动图像如图所示，在 t 和 t 的时刻内（ ）1 2A振子速度、加速度方向都不变B振子速度、加速度方向都改变C振子速度方向不变，加速度方向改变D振子速度方向改变，加速度方向不变4下列说法中正确的是（ ）A在回复力作用下的运动一定是简谐运动B简谐振动物体，速度增大时，加速度一定减小C回复力一定是振动物体所受的合外力D振动物体两次通过平稳位置的时刻间隔为一个周期5由两个完全相同的波源 S 和 S 发出的两列波在某时刻的情形如图所示，其中实线表示波1 2峰，虚线表示波谷，下列说法中正确的是（ ）A处于

3、波谷与波谷相遇处质点振动一定最弱B处于波峰与波峰相遇处的质点振动一定最强C振动最强质点的位移始终最大，大小为每一列波振幅的 2 倍D振动最弱的质点除了该时刻处于波峰与波谷的交点外，没有其他质点二、多项选择题（每小题 4 分，共 16 分. 每小题有多个选项符合题意）6如图所示，是一列简谐横波在 t=0 时的波形图，若波的传播速度为 2m/s，则下列说法中 正确的是（ ）A再通过 eq oac(,t=) eq oac(, )质点 P 向右移动 0.8mB再通过 eq oac(,t=) eq oac(, )质点 P 仍在平稳位置，它通过的路程为 0.2mC再通过任意时刻质点 Q 和 P 的振动情形

4、总是相同的D再通过 eq oac(,t=) eq oac(, )，在 x 轴上 00.6m 内波形图与 t=0 时是相同的7如图所示是一列简谐横波某时刻的波形曲线，质点 a、b 相距20cm,c、d 相距 40cm，现在质点 a 的加速度大小为 2m/s2，质点 c 的速度方向向下，且再通过，质点 c 将第一次到达下方最大位移处，则（ ）A波的传播方向向左B波的传播速率为 8m/s1 / 6C现在质点 b 的加速度大小为 2m/s2，方向与质点 a 的加速度方向相反D质点 d 与 a 的振幅相等8甲、乙两小船随水波上下振动，两船相距 80m.当甲在水波波峰时，乙恰在平稳位置，通 过 20s 再

5、观看，甲观看，甲恰在波谷，乙仍在平稳位置.则下列说法中正确的是（ ）A水波的最大波长为 160mB.水波的波长可能是643mC水波的最小频率是140HzD.水波的最小波速是 8ms-19如图所示，甲、乙是在同一条均质长绳上传播的两列简谐横波在某一时刻的波形（ ） A这两列波在坐标原点开始相遇B通过一段时刻可在绳上看见一个两列波叠加形成的完整正弦波形C通过一段时刻能够在绳上看见两列波叠加恰好形成一条直线D在两列波都通过 O 点的过程中 O 点是一个振动减弱点三、简答题（每小题 9 分，共 27 分，把答案填在相应的横线上或按题目要求作答）10（9 分）物体 A 与滑块 B 一起在光滑水平面上做简

6、谐运动，如图所示，A、B 之间无相对 滑动，已知轻质弹簧的劲度系数为 k，A、B 的质量分别为 m 和 M，则 A、B（看成一个振子） 的回复力由 提供，回复力跟位移的比为 ，物体 A 的回复力由 提供， 其回复力跟位移的比为 ，若 A、B 之间的最大静摩擦因数为，则 A、B 间无相对滑动的最大振幅为 .11（9 分）在研究性学习中，学生通过查找资料明白了竖直方向弹簧振子做简谐运动的周期公式 T=2mk( k为弹簧的劲度系数，m 是振子的质量），利用下列器材：铁架台（固定弹簧的铁夹）、钩码一个、一根轻弹簧、毫米刻度尺、秒表，设计了测量重力 加速度 g 的实验.（1）补充写出实验的步骤：A将轻弹

7、簧悬挂起来测出原长 l0B挂上钩码静止时测出弹簧的长度 l1CD代入表达式算出重力加速度的数值12（9 分）在“用单摆测定重力加速度”的实验中（ 1）用刻度尺量出悬点到小球的距离 96.60cm，已量得小球直径是 5.26cm，某同学为减少实验误差，对同一摆长的单摆进行3 次 周期测量，每次是在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第 一次，接着记录通过最低点的次数，一直数到计时终止，结果如下表：数的次数161271381时刻(s)（1）那个单摆振动周期的测定值是 s，当地重力加速度的值是 m/s2（小 数点后保留两位）.（2）若测得的 g 值比实际值大，则可能的缘故是（

8、 ）A摆球的质量过大 B.秒表走时比标准钟慢2 / 6C将振动次数 n 错记为(n+1) D.测摆长时未计入摆球的半径四、运算或论述题（本题共6 小题，共 81 分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值运算的题，答案中必须写出明确的数值和单 位）13（14 分）如图所示，质量为 m 的木块放在弹簧上，与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动， 当振幅为 A 时，物体对弹簧的最大压力是物体重量的倍，则物体对弹簧的最小压力是多大？ 要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过多大？14（15 分）如图所示，一根柔软的弹性绳子右端固定，左端自由，A、B、C、D为绳

9、上 等间隔的点，点间间隔为 50cm，现用手拉着绳子的端点 A 使其上下振动，若 AH 噗开始向上， 经第一次达到最大位移，C 点恰好开始振动，则：（1）绳子形成的向右传播的横波速度为多大；（2）从 A 开始振动，经多长时刻 J 点第一次向下达到最大位移；（3）画出当 J 点第一次向下达到最大位移时的波形图像.15（16 分）如图所示，甲为某一波动在 t=时刻的图像，乙为参与波动的某一质点的振动图 像.3 / 6（1）两图中 AA、OC 各表示什么物理量？量值各是多少？ （2）说明两图中 OAB 段图线的意义.（3）画出再通过后的波动图和振动图像.16（17 分）一列简谐横波沿一水平直线由 A

10、 点向 B 点匀速传播，A、B 之间距离为 d，某一 时刻 A、B 两质点均处于平稳位置，且 A、B 之间有两个波峰，若通过时刻 t，质点 B 恰好位 于波峰位置，则这列波可能的传播速度多大？4 / 6l 单元练 12 机械振动和机械波1C4B 解析 回复力是成效力，能够是物体受到的和外力，能够是某个力，或者某个力的分 力.5B9ABD 解析 在同种介质传播速度相同，因此同时到达 O 点，两列波频率相同，振动情形 相反，两列波发生叠加，O 点为振动的减弱点，由于振幅不等，两列波叠加不可能形成一条 直线.10弹簧弹力 k B 对 A 摩擦力提供mkM m( M m ) k11（1）将钩码向下拉离

11、平稳位置开释并测出 N 次全振动的时刻 t（2）4 2N2t(l l ) 1 0212 BC13当木块运动到最低点时，对弹簧压力最大，现在加速度 a 方向向上，N -mg=ma 因为 N =max max因此 a=12g，当木块运动到最高点时，对弹簧压力最小，现在加速度 a 方向向下，有mg N ma, min1现 在 因 位 移 大 小 相 等 、 加 速 度 大 小 相 等 ， 即 a g ， 代 入 求 得2N =min1 1 1 mgmg ,由a g ，能够先求弹簧的劲度系数 k.因为 kA= m g ,因此 k ，物体在 2 2 2 2 A上升过程中可不能离开弹簧，只有在下降过程中才

12、会，要使物体在振动中不离开弹簧，必须 使振动到最高点时，速度 a 恰为 g，现在压力 N=0；若振幅再大，物体便会脱离弹簧，物体在最高点 N=0，回复力为重力 mg,mg=kA.因此，振幅mg mg A 2 Ak mg2 Ax1v 10 m s14（1）波（2）波由波源传到 J 需要时刻 t，由 t =1v0 jv4.5 s 0.45 s , 10波刚传到 J 时，J 也向上起振.到负最大位移需 t 时刻，则2t 234T 0.3s，因此对应总时刻 t=t +t =1 2（3）如图15（1）甲图中AA表示沿波的传播方 向 距 波 源 1cm处，质点在 t=离开平稳益的位移值为-0.2m.乙图中

13、 AA表示振动质点在 t=时位移值为-0.2m, 甲图中 OC 为波长，值为 4cm，乙图中 OC 为周期，值为 1s5 / 6 ).又在图甲中 d ,由v ); 又在丙图中（2）甲图中 OAB 表示 t=时，沿波传播方向离波源 2cm 范畴内各质点位移情形，乙图中 OA B 表示某质点从起振到 t=内各时刻位移情形.（3）再过波形图像如图甲所示，再过后振动图像如图乙所示.16据题意，初始时刻 A、B 两质点均处于平稳位置，且 A、B 之间只有两个波峰.设现在 B 质点竖直向上振动，则可画出初始时刻 A、B 之间的波形图，如图甲、乙所示.在甲、乙两图中，B 质点振动至波峰的最短时刻为14T，考虑到波的“重复性”（或质点振动的“重复性”），B质点振动至波峰的时刻通式为 t n14T，则T 4t 2 ( n 0,1,2,3,4n 1 3 T得(4 n 1) dv ( n 0,1,2,3, 8t)；在图乙中d (4n 1) d,由v 得v ( n 0,