高考物理二轮复习专题练习：机械振动与机械波 (2)（Word版含答案）

试卷第=page99页，共=sectionpages1010页试卷第=page1010页，共=sectionpages1010页机械振动与机械波一、单选题1．在光滑杆下面铺一张白纸，一带有铅笔的弹簧振子受到外力控制，在A、B两点间做简谐运动，当白纸垂直于杆方向以2cm/s的速度匀速移动时，白纸上留下如图所示痕迹。下列说法正确的是（）

A．弹簧振子的振动周期为4s B．弹簧振子的振动振幅为8cmC．从到，振子动能变大 D．时，振子向负方向运动2．如图所示，斜面体固定在水平地面上，斜面表面是光滑的且足够长．斜面顶端与自然长度为L的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着物块m，当物块静止时，弹簧的伸长量为△l，压缩弹簧使弹簧长度为时将物块由静止释放，则物块运动过程中，弹簧的最大伸长量为（运动过程中弹簧未超过弹性限度）（）A．+2△l B．+△l C．L+2△l D．L+△l3．为了提高松树上松果的采摘率和工作效率，工程技术人员发明了用振动器使松果落下的装置，如图所示。则（）

A．当振动器的振动频率与树干的固有频率相同时，树干振幅最大，落果效果最好B．随着振动器振动频率的增加，树干振动的幅度一定增大C．针对不同树木，落果效果最好的振动频率一定相同D．振动器振动不同粗细的树干时，振动稳定后，树干振动频率与振动器的振动频率不相同4．一列简谐横波沿x轴方向传播，如图所示，实线为某时刻的波形，虚线为从该时刻起0.2s后的波形。下列判断正确的是（）

A．当波沿x轴负方向传播时，这列波的波速为B．当波沿x轴正方向传播时，这列波的波速为C．若波沿x轴负方向传播，则这列波的最大周期为0.53sD．若这列波的波速为55m/s，则波的传播方向沿x轴正方向5．如图所示，在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速，已知时，波刚好传播到处．在x΄=400m处有一处于静止状态的接收器（图中未画出），则下列说法错误的是（）波源振动周期为 B．时，处的质点已运动的路程为C．接收器在时开始接收此波 D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到的波的频率可能为6．如图所示为一列机械波在t=0时刻传播的波形图，此刻图中P点速度沿y轴正方向，t=2s时刻，图中Q点刚好在x轴上。则下列说法正确的是（）A．该机械波沿x轴正方向传播B．该机械波周期不可能是C．无论周期是多少，当Q点在x轴时，P点一定离x轴最远D．P点振幅是10cm7．如图所示，O是水面上一波源，实线和虚线分别表示该时刻的波峰和波谷，A是挡板，B是小孔，经过一段时间，水面上的波形将分布于（）A．整个区域 B．阴影Ⅰ以外区域C．阴影Ⅱ以外区域 D．没有阴影的区域8．如图所示，质量为m的物体放在弹簧上，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重的1.5倍，则下列说法正确的是（）A．物体完成一个周期的简谐运动，重力的冲量为0B．物体向下运动过程中，回复力一直增大C．物体对弹簧的最小压力为mgD．要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过2A二、多选题9．一弹簧振子做简谐运动，振幅为A，周期为T，下列说法正确的是（）A．若t时刻和（t+△t）时刻振子对平衡位置的位移大小相等，方向相同，则△t一定等于T的整数倍B．t时刻和（t+）时刻振子对平衡位置的位移一定等大反向（位移为0时除外）C．在△t=时间内，质点的路程一定为2AD．若△t=，则t和（t+△t）两时刻，振子的位移大小之和一定等于A10．图中实线为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，经过0.1s后，其波形图如图中虚线所示，已知该简谐波向左传播，且该波的周期T大于0.1s，振幅为A。下列说法正确的是（）

A．t=0时刻，x=10cm处的质点处于平衡位置B．该波可能向左传播了25cmC．该波的周期一定为0.4sD．从t=0至t=0.1s，波上各质点所运动的路程均为A11．很多高层建筑都会安装减震耗能阻尼器，用来控制强风或地震导致的振动。台北101大楼使用的阻尼器是重达660吨的调谐质量阻尼器，阻尼器相当于一个巨型质量块。简单说就是将阻尼器悬挂在大楼上方，它的摆动会产生一个反作用力，在建筑物摇晃时往反方向摆动，会使大楼摆动的幅度减小。关于调谐质量阻尼器下列说法正确的是（）A．阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动频率相同B．阻尼器与大楼摆动幅度相同C．阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反D．阻尼器摆动幅度不受风力大小影响12．在平面内有一列沿x轴传播的简谐横波，波速为，振幅为。M、N是平衡位置相距的两个质点，如图所示。在时，M通过其平衡位置沿y轴正方向运动，N位于其平衡位置下方最大位移处。则（）A．该波的周期可能为B．该波的波长可能为C．当时，质点M可能运动到N点的位置D．经过，质点M运动的路程可能为13．一列横波的波源位于坐标原点O，波源由平衡位置向y轴正向开始做简谐振动后，横波沿x轴正方向传播，如图所示的x轴上P、Q是平衡位置相距6m的两个质点。在t＝0时P通过其平衡位置沿y轴正方向运动，Q第一次位于其平衡位置上方最大位移处，已知该波的周期大于2s，波速为2m/s，振幅为A。则（）A．这列波的周期一定为4sB．在t＝1s时，质点P通过其平衡位置沿y轴负方向运动C．从t＝1s到t＝2s，质点P的动能逐渐增大D．t＝4s时，质点Q右侧与Q相距8m的质点开始振动E.t＝7s时，质点Q右侧与Q相距16m的质点开始振动14．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，t1＝0.1s时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点，t2＝0.4s时波恰好传到e点，波形如图中虚线所示，a、b、c、d、e是介质中的质点。下列说法正确的是（）A．该机械波传播速度为10m/sB．d点开始运动时方向沿y轴正方向C．质点d在t1～t2时间内通过的路程为20cmD．质点c在t1～t2时间内沿x轴正方向移动了3mE.当t3＝0.5s时质点b、c的位移大小相同，但方向相反三、填空题15．如图甲所示是一列简谐横波在t=0.2s的波形图，图乙是介质中平衡位置坐标x=2m处的质点P的振动图像，质点Q的平衡位置位于x=3.5m。则由图可知，波沿x轴________方向传播，波速大小为________m/s，当t=1.2s时质点Q相对平衡位置的位移为_________cm。16．某课外小组为了研究振动加强点设想一个探究情境：如图甲、乙两同学在相距7m的A、B两点各放置一个相同的铜锣，已知铜锣的固有频率为f0＝200Hz，如果同时敲击一下铜锣后铜锣发出频率等于其固有频率的声波，声波可以向空间各个方向传播，声波在空气中的传播速度为v＝340m/s，则丙同学在A、B的中点听时，感觉到的声音强度较__________（填“强”或“弱”），如果丙同学从A一直走到B，可以找到声波在A、B（A、B两点除外）间共有__________个振动加强点。17．波速大小相同的两列简谐横波振幅均为。实线波沿轴正方向传播，周期为，虚线波沿x轴负方向传播，某时刻两列波在图示区域相遇。①两列波的波速大小为v=______；②实线波和虚线波的频率之比f实：f虚＝______；③从图示时刻起，至少经t=______s出现位移的质点。18．如图，两个电荷量均为Q的正点电荷固定于x轴A、B两点，其坐标分别为（a，0）、（-a，0），电量为q的负点电荷在y轴坐标为（0，a）处的C点受到的电场力大小为___________；由静止释放负点电荷，若其由C首次运动至O点的时间为0.2s，求0.6s内负点电荷运动的路程是___________。19．如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时刻的波形图，此时平衡位置在的质点P向y轴正方向运动，虚线为经过0.7s后第一次出现的波形图，则波沿x轴_______（填“正”或“负”）方向传播，波的传播速度为________。

四、解答题20．如图，弹簧振子的平衡位置为O点，在B、C两点之间做简谐运动。B、C相距20cm。小球经过B点时开始计时，经过0.5s首次到达C点。(1)写出x-t的振动函数。(2)求5s内小球通过的路程及5s末小球的位移。

21．一质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系图像如图所示，求：（1）该简谐运动的振幅和周期；（2）从0时刻开始，10秒内质点通过的路程。22．如图所示，倾角为的斜面体（光滑且足够长）固定在水平地面上，斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为l0的轻质弹簧相连，弹簧的另一端连接着质量为m的小球，开始时，小球静止于O点。压缩弹簧使其长度为时将小球由静止开始释放，重力加速度为g，弹簧弹性势能的表达式，△x为弹簧形变量。（1）证明小球所做运动为简谐运动；（2）小球振动到最低点时弹簧的弹性势能。23．均匀介质中质点P、Q的平衡位置位于x轴上，坐标分别为0和。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速，波长大于，振幅为，且传播时无衰减。时刻P、Q偏离平衡位置的位移大小相等、方向相反，运动方向相同，此后经两者偏离平衡位置的位移大小相等、方向相反。已知在时刻（），质点P位于波峰。求：（1）该列波的波长；（2）时刻质点Q偏离平衡位置的位移大小。24．一列横波在某时刻的波动图像如图所示，已知此刻x=3m处的质点沿y轴正方向振动，波的传播速率为16m/s。（1）求介质中质点的振幅并说明该列波的传播方向。（2）求波源振动的频率。（3）画出再经过0.125s时的波动图像。答案第=page1717页，共=sectionpages1717页答案第=page1818页，共=sectionpages11页参考答案1．A【详解】A．弹簧振子振动周期，A正确；B．弹簧振子振动振幅为4cm，B错误；C．从到，振子远离平衡位置，振子动能变小，C错误；D．时，振子向正方向运动，D错误。故选A。2．A【详解】由题，当物块静止时，弹簧的伸长量为△l；根据简谐运动的对称性，压缩弹簧使其长度为时将物块由静止开始释放，故其振幅为故其最大伸长量为故选A。3．A【详解】AC．根据共振条件，当振动器的振动频率与树干的固有频率相同时，树干振幅最大，落果效果最好，而不同树木，固有频率不同，针对不同树木，落果效果最好的振动频率可能不同，故A正确，C错误；B．当振动器的振动频率等于树木的固有频率时产生共振，此时树干的振幅最大，随着振动器振动频率的增加，树干振动的幅度不一定增大，故B错误；D．树干在振动器的振动下做受迫振动，振动稳定后，不同粗细的树干振动频率与振动器的振动频率相同，故D错误。故选A。4．D【详解】AB．由题图可知波长λ=8m，设波的周期为T，当波沿x轴负方向传播时，则解得则这列波的波速为当波沿x轴正方向传播时，则解得则这列波的波速为故AB错误；C．若波沿x轴负方向传播，则这列波的最大周期为故C错误；D．若这列波的波速为55m/s，需要满足使v的表达式中n有解，根据AB项得出的表达式可知，此时波的传播方向沿x轴正方向，故D正确。故选D。5．B【详解】A．由图像可得波长为，周期故A正确，不符合题意；B．时，有质点在每个周期内运动的路程为，本题中时，处的质点运动的路程为故B错误，符合题意；C．波速，在x΄=400故C正确，不符合题意；D．此波源的振动频率为若波源向x轴正方向运动，接收器接收到的波的频率将变大，可能为，故D正确，不符合题意。故选B。6．C【详解】A．t=0时刻图中P点速度沿y轴正方向，该机械波沿x轴负方向传播，选项A错误；B．t=2s时刻，图中Q点刚好在x轴上，则则或者则则此时当n=0时，周期为，选项B错误；C．因PQ之间平衡位置的距离为，则无论周期是多少，当Q点在x轴时，P点一定在波峰或者波谷位置，离x轴最远，选项C正确；D．P点振幅是5cm，选项D错误。故选C。7．B【详解】从图中可以看出挡板A比水波的波长大得多，因此波不会绕过挡板A，在挡板A后面产生“阴影区”；而小孔B的大小与波长相差不多，能发生明显的衍射现象，故B正确，ACD错误。故选B。8．D【详解】A．根据I=mgT可知，物体完成一个周期的简谐运动，重力的冲量不为0，选项A错误；B．物体从最高点向最低点运动时，回复力先减小后增大，选项B错误；C．在最低点物体对弹簧的弹力最大，由牛顿第二定律得FN1-mg=ma在最高点物体对弹簧的弹力最小，由简谐运动的对称性可知mg-FN2=ma联立解得FN2=0.5mg物体对弹簧的最小压力为0.5mg，选项C错误；D．物体在平衡位置下方处于超重状态，不可能离开弹簧，只有在平衡位置上方可能离开弹簧；要使物体在振动过程中恰好不离开弹簧，物体在最高点的加速度a=g；此时弹簧的弹力为零，若振幅再大，物体便会脱离弹簧；物体在最高点刚好不离开弹簧时，FN=0，此时木块运动到最高点mg=kA'而FN1-mg=ma=kA解得A'=2A要使物体在振动中不离开弹簧，振幅不能超过2A，选项D正确。故选D。9．BC【详解】A．若t时刻和（t+△t）时刻振子对平衡位置的位移大小相等，方向相同，则振子回到了原来的位置，则△t不一定等于T的整数倍，选项A错误；B．t时刻和（t+）时刻振子振子到达与平衡位置对称的位置，即振子对平衡位置的位移一定等大反向（位移为0时除外），选项B正确；C．无论振子开始在哪个位置，则在△t=时间内，质点的路程一定为2A，选项C正确；D．若△t=，若t和（t+△t）两时刻关于平衡位置对称时，两时刻振子的位移大小之和大于A，选项D错误。故选BC。10．AC【详解】A．由图可知，t=0时刻，x=10cm处的质点处于平衡位置，选项A正确；BC．该波向左传播的距离为波速周期因T>0.1s，则n=1，此时T=0.4s，即波向左传播了5cm，则B错误，C正确；D．从t=0至t=0.1s，即经过了四分之一周期，波上从平衡位置或者从波峰波谷开始振动的质点所运动的路程均为A，选项D错误。故选AC。11．AC【详解】A．由题意可知阻尼器做受迫振动，振动频率与大楼的振动频率相同，故A正确；B．阻尼器与大楼摆动幅度不相同，故B错误；C．由题意可知，大楼对阻力器的力与阻尼器对大楼的力为一对相互作用力，根据回复力可知阻尼器摆动后，摆动方向始终与大楼的振动方向相反，故C正确；D．阻尼器的摆动幅度会受到风力的影响，故D错误。故选AC。12．AD【详解】AB．若该波沿x轴正向传播，则即（n=0、1、2、3…..）周期（n=0、1、2、3…..）若该波沿x轴负向传播，则即（n=0、1、2、3…..）周期（n=0、1、2、3…..）当n=2时，但是不是两种情况下的波长值，选项A正确，B错误；C．机械波传播的过程中，质点只能在自己平衡位置附近振动，而不随波迁移，选项C错误；D．若波沿x轴正向传播，则周期可能为4s，则经过，质点M运动的路程可能为，选项D正确。故选AD。13．ACE【详解】A．由题意可知v＝2m/s，T＞2s波长λ＝vT＝2T＞4m由题意可知：在t＝0时P通过其平衡位置沿y轴正方向运动，Q第一次位于其平衡位置上方最大位移处，则波长λ＝8m周期Ts＝4s故A正确；B．波的周期为4s，t＝1sT质点P从平衡位置运动到正的最大位移处，故B错误；C．从t＝1s到t＝2s时间内质点P从正的最大位移处向平衡位置运动，次过程质点P的速度增大，动能增大，故C正确；D．波源的起振方向向上，波传到某点时该点向上振动，t＝0时Q第一次位于其平衡位置上方最大位移处，则t＝0时，Q点已经振动了周期即已经振动了1s，此时波已经从Q向前传播了2×1m＝2m经t＝4s波传播的距离x＝vt＝2×4＝8m则t＝4s时，波传播到了（2+8）m＝10m处，质点Q右侧与Q相距10m的质点开始振动，故D错误；E．t＝7s时波传播的距离x′＝vt′＝2×7m＝14m此时质点Q右侧与Q相距（2+14）m＝16m处质点开始振动，故E正确。故选ACE。14．ABC【详解】A．分析波动图象可知，波长：λ＝4m，在t1～t2时间内，波向x轴正方向传播了λ，振动了T，则T＝0.4s，根据波长、周期和波速的关系可知，波速v10m/s故A正确；B．根据波的传播方向，分析0.4s时刻，质点e的振动方向为沿y轴正方向，则d点开始运动时方向沿y轴正方向，故B正确；C．质点d在t1～t2时间内，振动了0.5T，通过的路程为s＝2A＝20cm，故C正确；D．波传播过程中，质点不随波迁移，故D错误；E．当t3＝0.5s时，质点b、c由虚线图象，又振动了0.1s＝0.25T，质点b位于波峰，质点c位于平衡位置，两者位移大小不等，故E错误。故选ABC。15．负10【详解】由图乙可知P质点在t=0.2s时正在平衡位置沿负向振动，则在甲图的P点由同侧法可知波沿x轴负向传播；根据波形图可读出波长为，根据P质点的振动图可知周期为，则这列波的波速为时间与振动周期的关系为而所有质点振动的函数为x=3.5m是3与4的中点，对应的振动相位为，质点的位移为即Q点的平衡位置位于x=3.5m从现在的位置振动两个周期回到原位置，再经过半个周期，振动到对称位置，位移为。16．强9【详解】O点到A、B两波源的距离相等，所以波程差为零，则O点一定是振动加强点，所以感觉到的声音强度较强。铜锣发出的声波在空气中传播的波长为设距离A点x的位置为振动加强点，则有且解得即丙同学从A一直走到B，可以找到声波在A、B（A、B两点除外）间共有9个振动加强点。17．23：2（或0.375）【详解】根据速度与频率的关系，有又有代入数据，可得因为根据速度与频率的关系，有又两列简谐波的波速相同，则有当两列波的位移均为时，叠加