2022新高考衡水名师原创物理专题卷：专题14 机械振动 机械波

1、2022新高考衡水名师原创物理专题卷 专题十四 机械振动 机械波1.如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐振动。以其平衡位置为坐标原点，竖直方向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是( )A振子的振幅为B振子的振动周期为C时，振子的速度为正的最大值D时，振子的加速度为正的最大值2.如图为某简谐运动图象，若t=0时质点正经过O点向b运动，则下列说法正确的是（ ） A.质点在0.7s时的位移方向向左，且正在远离平衡位置运动 B.质点在1.5s时的位移最大，方向向左，在1.75s时，位移为1cm C.质点从1.6s到1.8s时间内，质点的位移正在增大，方向向右 D

2、.质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，方向向左3.用图甲所示的装置可以测量物体做匀加速直线运动的加速度，用装有墨水的小漏斗和细线做成单摆，水平纸带中央的虚线在单摆平衡位置的正下方。物体带动纸带一起向左运动时，让单摆小幅度前后摆动，于是在纸带上留下如图所示的径迹。图乙为某次实验中获得的纸带的俯视图，径迹与中央虚线的交点分别为，用刻度尺测出间的距离为；间的距离为。已知单摆的摆长为，重力加速度为，则此次实验中测得的物体的加速度为( )ABCD4.如图所示,三个单摆的摆长为。现用一周期等于2s的驱动力,使它们做受迫振动,那么当它们的振动稳定时,下列判断正确的是( )A.三个单摆的周期和振

3、幅相等B.三个单摆的周期不相等,振幅相等C.三个单摆的周期相等,但振幅不相等D.三个单摆的周期和振幅都不相等5.有两列简谐横波的振幅都是，传播速度大小相同。点是实线波的波源，实线波沿轴正方向传播，波的频率为；虚线波沿x轴负方向传播。某时刻实线波刚好传到处质点，虚线波刚好传到处质点，如图所示，则下列说法正确的是( )A实线波和虚线波的周期之比为3:2B平衡位置为处的质点此刻振动速度为0C平衡位置为处的质点始终处于振动加强区，振幅为D从图示时刻起再经过，处的质点的位移6.汽车无人驾驶技术已逐渐成熟，最常用的是自适应巡航控制，它可以控制无人车在前车减速时自动减速、前车加速时自动跟上去。汽车使用的传感

4、器主要是毫米波雷达，该雷达会发射和接收调制过的无线电波，再通过因波的时间差和多普勒效应造成的频率变化来测量目标的相对距离和相对速度。若该雷达发射的无线电波的频率为，接收到的回波的频率为，则( )A当时，表明前车一定做匀速直线运动B当时，表明前车一定处于静止状态C当时，表明前车正在减速行驶D当时，表明前车正在减速行驶7.一列简谐横波沿x轴传播,是波传播介质中的两个质点,它们的坐标分别是(6 m,0)和(12 m,0)。某时刻质点P处于波峰处,质点Q的速度沿正方向达到最大。已知Q点振动比P点振动滞后0.2 s。下列说法正确的是( )A.波一定沿x轴负方向传播B.波的传播速度为C.该波的波长可能为D

5、.该波的周期可能为8.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,两质点的横坐标分别为和,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是( )A.该波沿+x方向传播,波速为1m/sB.质点a经4s振动的路程为4mC.此时刻质点a的速度沿+y方向D.质点a在时速度为零9.一列波源在原点的简谐横波沿x轴正方向传播，如图所示为时刻的波形图，此时波源处的质点正好运动到y轴的1 cm处，波也刚好传播到处质点A。已知波的传播速度为24 m/s，下列说法错误的是( )A.波源的起振方向是沿y轴向下B.从时刻起再经过，波源到达波谷C.从时刻起再经过2.75 s，质点B第一次到达波峰D.从时刻起到质点B第一

6、次出现波峰的时间内，质点A经过的路程是38 cm10.将绳的一端与簧片相连，绳可随簧片振动。当簧片振动形成稳定绳波后，给装置拍照，部分照片如图甲所示，绳波的波动图像如图乙所示。从某时刻开始计时，绳上质点的振动图像如图丙所示。则下列说法正确的是( )A.图甲中质点正向下运动B.开始计时后将再一次出现图甲波形C.这列波的传播速度为D.提高振动簧片的每秒振动次数,波长将会增大11.小河中有一个实心桥墩为靠近桥墩浮在平静水面上的一片树叶，俯视如图所示。现在处以某一频率拍打水面，使形成的水波能带动树叶明显振动起来，可以采用的方法是( )A.以较低的频率拍打水面B.以较高的频率拍打水面C.只要拍打,就会明

7、显振动D.无论怎样拍打,都不会明显振动12.如图所示，某均匀介质中有两列简谐横波A和B同时沿x轴正方向传播，在时刻两列波的波谷正好在处重合，则下列说法正确的是( )A.的周期之比为5:3B.两列波的传播速度相同C.时刻处质点的振动位移为40 cmD.处质点的振动始终加强13.在某均匀介质中建立坐标系,原点处质点做简谐振动,形成的简谐波沿x轴传播,在x轴正半轴上有两个质点与O的距离为35 cm,此距离介于一倍波长与二倍波长之间。已知波源O自时由平衡位置开始向y轴正方向振动,周期。当波传到质点P时,波源恰好处于y轴正方向最大位移处;时,质点Q第一次处于y轴正方向最大位移处。则下列说法正确的是( )

8、A.该简谐波是简谐横波B.时,质点Q第二次处于y轴正方向最大位移处C.质点间的距离为1.40 mD.该简谐波的传播速度为0.28 m/s214.坐标原点处的波源在时开始沿y轴负方向振动，时它正好第二次到达波谷，如图所示为时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图。下列说法正确的是( )A.这列波的周期为1.2 sB.这列波的传播速度为2.5 m/sC.波源振动的位移表达式为D.从开始，在时间内，处的质点通过的路程是1.85 m15.如图为甲、乙两列简谱横波在同一绳上传播时某时到波形图，甲波向右传播，乙波向左传播.质点M位于处，则下列说法正确的是( )A.这两列波会发生干涉现象B.质点M是振动加强点

9、，所以其位移总是最大C.此时质点M位移为零，故质点M是振动减弱点D.由图示时刻开始，再经过1/4甲波周期，质点M将位于波谷E.质点M将做振幅为30 cm的简谐振动16.如图为水波发生器产生的图样,其中为挡板上的两个小孔,下列说法正确的是( )A.如果虚线A区域为振动加强区域,则B应该为振动减弱区域B.图示图样显示的是双缝干涉的图样C.加大水波发生器的振动频率,产生的水波的衍射现象更明显D.干涉发生前后水波的频率并没有发生改变17.在某介质中建立直线坐标系，在和处有两个振源，振源a的振动位移与时间的关系为，振源b的振动位移与时间的关系为，两振源同时开始振动后在介质中形成两列机械波，沿坐标系传播，

10、已知波在介质中传播的速度为，则下列说法正确的是( )A.这两列机械波在介质中传播时的周期，波长为B.这两列机械波在介质中不能发生干涉现象C.处质点的振幅为20 cmD.处的质点振动加强18.利用单摆测当地重力加速度的实验中利用游标卡尺测得金属小球直径如图丁所示，小球直径_；甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。甲组同学采用图甲所示的实验装置；A.为比较准确地测量出当地重力加速度的数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用_；(用器材前的字母表示)a.长度接近的细绳b.长度为左右的细绳c.直径为的塑料球d.直径为的铁球e.最小刻度为的米尺f.最小刻度为的米尺B.该组同学先测出悬点到小球球心的

11、距离，然后用秒表测出单摆完成次全振动所用的时间t。请写出重力加速度的表达式_。(用所测物理量表示)C.在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动，摆长略微变长，这将会导致所测重力加速度的数值_。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的图线。A.由图丙可知，该单摆的周期_；B.更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出(周期平方-摆长)图线，并根据图线拟合得到方程。由此可以得出当地的重力加速度_，(取，结果

12、保留3位有效数字)某同学在实验过程中，摆长没有加小球的半径，其它操作无误，那么他得到的实验图象可能是下列图象中的_。19.（1）用图（a）所示的干涉仪做“用双缝干涉测量光的波长”实验，图（b）是红光产生的干涉条纹，图（c）是通过目镜观测到测量头上的两条纹的位置刻度，已知双缝到光屏的距离，双缝间距，则下列说法正确的是_。A.实验中必须用拨杆来调整单缝和双缝，使单缝和双缝相互平行B.实验中还需测出单缝到光屏的距离C.实验中测得红光的波长为700 nmD.若改用间距为0.300 mm的双缝做实验，则相邻两亮条纹中心的距离将增大E.若将红色滤光片换成绿色滤光片，则相邻两亮条纹中心的距离将减小（2）将气

13、垫导轨倾斜放置，倾角为，质量为的物块放在气垫导轨上，用轻弹簧连接固定挡板和物块，如图（a）所示。从弹簧处于自然伸长状态时上端的位置由静止释放物块，物块在气垫导轨上运动的图象如图（b）所示，物块的振幅为A（未知）。已知弹簧振子的周期，其中m为振子的质量，k为弹簧的劲度系数，取。（i）求物块振动的位移表达式；（ii）若让物块振动的振幅为2 cm，请写出物块振动时所受回复力与振动位移的关系式。20.（1）某同学在实验室做“用双缝干涉测量光的波长”实验，在实验操作过程中，该同学转动手轮，使分划板向一侧移动，测得第一条亮纹中心与第七条亮纹中心间的距离为，已知双缝间的距离为，双缝到屏的距离为，则对应的光波

14、的波长_nm。若在实验时，该同学没有调节好实验装置就进行实验，结果使测量头中的分划板中心刻线与干涉条纹不在同一方向上，而是处在如图所示的位置，则在这种情况下测量干涉条纹间距时，测量值_实际值（填“大于”“小于”或“等于”），这时可通过调节_使它们平行。（2）如图所示为一列沿x轴传播的简谐横波，介质中两质点的平衡位置相距个波长。已知时的波形图如图所示，此时质点P的位移为3 cm，设向上为正方向，经时间（小于一个周期），质点P的位移又为3 cm，且向下运动，已知该简谐横波的振幅为6 cm，频率为1 Hz。求：该横波的波速大小；时刻质点Q的位移。参考答案1.答案：C解析：本题考查简谐振动的基本知识，

15、由振动的图像可知：振子的振幅为2cm而不是4cm，周期为2s而不是1s，所以A、B不正确。t=1s时，振子处于平衡位置，加速度为0，速度为正的最大值，故C正确，D不正确。2.答案：D解析：由题：t=0时，质点正经过O点向b运动，说明位移向右为正方向。A. 由图知，质点在0.7s时的位移是正值，说明位移方向向右，位移正在减小，则知质点正靠近平衡位置，故A错误。B. 由图看出，质点在1.5s时的位移最大，且为负值，说明位移方向向左。在1.75s时，由于质点做的不是匀速运动，所以位移不是1cm，故B错误。C. 质点在1.6s到1.8s过程中，质点的位移正在减小，位移为负值，说明位移方向向左，故C错误

16、。D. 质点在1.2s到1.4s过程中，质点的位移在增加，位移为负值，说明位移向左，故D正确。故选：D3.答案：B解析：单摆的周期由题知，由解得物体的加速度。故B正确，ACD错误。4.答案：C解析：三个单摆的振动都是受迫振动,所以振动的频率都与驱动力的频率相等,三者的频率相等,周期相等。由,单摆2的频率与驱动力的频率最接近,振幅最大,而单摆1和单摆3的振幅较小。故只有C正确。5.答案：D解析：由图知波长A.由得,波速v相同,则有：，故A错误；B.由图知，此时平衡位置为处的质点位于平衡位置，因此其振动速度最大，故B错误；C.因为两列波频率不同，无干涉现象，不存在振动加强区的说法，故C错误；D.波

17、传播的速度为：,所以从图示时刻起再经过,实线波和虚线波都沿着传播方向传播了，根据平移法可知，经历，实线的处的波谷以及虚线的处的平衡位置传播到处，根据叠加原理可知，处的质点的位移，故D正确。故选：D。6.答案：C解析：AB、当声源和观察者之间的距离不变化时,观察者接收到的频率和声源发出的频率相等,故当时，说明二者之间的距离不变，表明前车与无人车速度相同，但不一定静止或匀速直线运动，故AB错误；C.当时，说明接收到的频率增大，说明两车距离减小，表明前车在减速行驶，故C正确；D.当时，说明接收到的频率减小，说明两车距离增大，表明前车在加速行驶，故D错误。故选：C。7.答案：B解析：A.由Q点振动比P

18、点振动滞后可知,该列波沿x轴正方向传播,错误。B.因为Q点振动比P点振动滞后0.2 s,所以波的传播速度,正确。C.当P点处于波峰处时,Q点的速度沿正方向达到最大,可知之间的距离,解得,将代入此式解得,不符合要求,错误。D.该波的周期,将代入此式解得,不符合要求,错误。8.答案：D解析：根据图甲可知简谐波的波长为,由图乙可知波动周期,波速,b质点开始振动的方向沿y轴正方向,结合图甲可判断传播方向沿x轴负方向,A选项错误;a质点经过4s振动路程为,B选项错误;使沿x轴负方向传播,由波的传播方向和振动方向之间的关系可知,此时刻质点a的速度沿y轴负方向,C选项错误;a沿y轴负方向经2s到达负的最大位

19、移处,因此速度为零,D选项正确。9.答案：D解析：由A点的振动可以判断波源的起振方向是沿y轴向下，A正确；从图象可以看出，波长，周期，波谷从原点传到处需要时间，则波源从时刻位置运动到波谷位置所需要的时间，B正确；波从A点传播到B点所需要的时间，B从开始振动到第一次到达波峰需要时间，则质点B从时刻开始到第一次到达波峰的时间，C正确；此过程中A质点振动的时间，故A经过的路程，D错误。10.答案：C解析：波向右传播，根据带动法可知质点运动方向向上，故A错误；时刻，质点振动方向向下，故B错误;由图丙可知，由图乙知，所以，故C正确；由于波速由介质决定，根据，当波的频率增大时波长减小，故D错误。11.答案

20、：A解析：拍打水面时,水波中的质点上下振动,形成的波向前传播,提高拍打水面的频率,则质点振动的频率增加,波的频率与振动的频率相等,根据，波速不变，频率增大，波长减小，衍射现象不明显，反之降低频率，波长增大，衍射现象更明显。故降低拍打水面的频率，可以使衍射现象明显，故A正确，BCD错误。故选：A。12.答案：B解析：两列波在同一介质中的传播速度相同，由图可知入，由可知两列波的周期之比为，A错误，B正确；时刻处质点的振动位移沿y轴负方向，两列波叠加，振动位移为两列波振幅之和，即，C错误；因为两列波的频率不同，所以两列波的干涉图样不稳定，处质点的振动并非始终加强，D错误。13.答案：AD解析：质点的

21、振动方向与传播方向垂直,所以该简谐波为横波,A正确;时,质点Q第一次处于y轴正方向最大位移处,而周期为1 s,说明再经过5 s,质点Q第六次处于y轴正方向最大位移处,B错误;由题意知,间的距离与波长之间满足,解得,波速为,D正确;在5 s的时间间隔内,波传播的路程为,由题意有,解得,C错误。14.答案：AD解析：由图象可知，波长，且，解得周期，所以，这列波的传播速度，A正确，B错误；波源振动的位移表达式为或，C错误；波传播到处需要的时间为，从开始，在时间内，处的质点振动的时间，所以该质点通过的路程是，D正确。15.答案：ADE解析：本题考查波的图象.两列简谐横波在同一均匀介质内传播，波速相等，

22、由图可知两列波的波长相等，由可知，频率相等，所以两列波能发生干涉，A正确；质点M处是两列波的波峰与波峰相遇处，是振动加强点，振幅等于两列波振幅之和，为，故质点M将做振幅为30 cm的简谐振动，此时质点M位移为零，BC错误，E正确；从图示时刻开始，再经过，两列波的波谷在M点相遇，所以质点M到达波谷，D正确.16.答案：BD解析：显然图中所示为水波的干涉图样,三条线所在区域均为振动加强区域,在三条线之间都存在着振动减弱区域,故A错误,B正确;水波的波速由介质决定,当波源振动的频率加大时,波速不变,根据可知,波长变小,更难观察到波的衍射,故C错误;机械波的叠加并不改变波本身的频率,故D正确。17.答案：AD解析：由题意可知，故A对；这两列波频率相等，相位差不变，因此可以发生干涉现象，故B错；由于两列波的相位相差，因此位置关系满足的质点振动减弱，满足的质点振动加强，故C错，D对。18.答案：22.6adf；偏小2.0；9.76B解析：小球直径；A、根据单摆的周期公式得：，知需要测量摆长，摆长等于摆线的长度和摆球的半径之和，所以选择长近的细线，直径为的铁球，需要测量摆长和摆球的直径，所