高考物理一轮复习 巩固练习 机械振动与机械波

2023届高考物理一轮基础巩固题：机械振动与机械波附答案一、选择题。1、(多选)如图所示，质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图象，则()A．甲、乙物体的振幅分别是2m和1mB．甲的振动频率比乙的大C．前2s内两物体的加速度均为负值D．第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大2、（多选）如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab=6m，ac=8m。在t1=0时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2=4s时c点开始振动，则()A.该机械波的传播速度大小为2m/sB.c点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率增大C.该列波的波长是2mD.两列波相遇后，c点振动加强E.两列波相遇后，c点振动减弱3、（多选）甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度的实验”，回来后共同绘制了T2L图象，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法中正确的是()A．单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同决定B．由图甲分析可知A图象所对应的实验地点重力加速度较大C．若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的引力加速度D．由图乙可知，甲同学探究受迫振动的单摆摆长为8cmE．如果甲同学增大摆长，他得到的共振曲线的峰值将向左移动4、(多选)关于单摆，下列说法正确的是()A．将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变大B．单摆的周期公式是由惠更斯总结得出的C．将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期变小D．当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大E．当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零5、(多选)如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示。由振动图象可以得知()甲乙A．振子的振动周期等于2t1B．在t＝0时刻，振子的位置在a点C．在t＝t1时刻，振子的速度为零D．在t＝t1时刻，振子的速度最大E．从t1到t2，振子正从O点向b点运动6、(多选)如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为2m，各质点均静止在各自的平衡位置。t＝0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播。则下列说法中正确的是()甲乙A．波传播到质点c时，质点c开始振动的方向沿y轴正方向B．0～4s内质点b运动的路程为12cmC．4～5s内质点d的加速度正在逐渐减小D．6s时质点e第一次回到平衡位置E．各质点都振动起来后，a与c的振动方向始终相同7、（多选）如图所示为一列简谐横波在t1＝0.1s的波形图，已知该简谐横波沿x轴负方向传播，A、B两点为该简谐波上平衡位置在xA＝1.0m、xB＝1.2m处的质点。经观测可知A点通过大小为振幅的10倍的路程所用的时间为t＝0.5s，则下列说法正确的是()A．该简谐横波的周期为0.2sB．开始计时时，B质点的运动方向向下C．0～1.5s内，A、B质点通过的路程均为24cmD．t2＝0.58s时刻，B质点回到平衡位置且运动方向向上E．t3＝0.73s时刻，A质点在x轴上方且运动方向向上8、一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则()A．此单摆的固有周期约为0.5sB．此单摆的摆长约为1mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动9、(多选)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是()A．两列波具有相同的波速B．此时b波上的质点Q正向上运动C．一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍D．在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动E．a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样10、（多选）一简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，此时x＝4m处的质点刚开始振动，P、Q是波上的两个质点，图乙是波上某一质点的振动图象，下列说法正确的是()A．图乙表示质点P的振动图象B．经过eq\f(5T,4)，质点Q通过的路程为100cmC．t＝0.5s时，x＝11m处的质点第一次到达波谷D．t＝0.125s时，x＝2.5m处的质点处在平衡位置11、一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是()A．t＝0时质点a的速度比质点b的大B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小C．图乙可以表示质点a的振动D．图乙可以表示质点b的振动12、（双选）某简谐振子，自由振动时的振动图象如甲图中实线所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如甲图中虚线所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的()A.a点 B.b点C.c点 D.一定不是c点二、填空含实验题。13、如图甲所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图，O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到达的最高位置。小球的质量m＝0.4kg，图乙是摆线长为L时小球的振动图象，g取10m/s2。(1)为测量单摆的摆动周期，测量时间应从摆球经过________(选填“O”“P”或“Q”)时开始计时；测出悬点到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用L，n，t表示)。甲乙(2)由图乙写出单摆做简谐运动的表达式，并判断小球在什么位置时加速度最大？最大加速度为多少？14、将一枚石子投入静水中，圆形波纹沿水面向外传播。t＝0时刻，第一个波峰传到离石子入水处3m时，第6个波峰恰好位于石子入水处，则水波波长为________m。若水波传播速度为1.2m/s，从t＝0到t＝7.8s内，水面上离石子入水处9m的点________次经历波峰。三、解答题。15、（计算类综合题）如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子简谐运动的表达式；(2)在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100s的总位移是多少？路程是多少？16、（计算类综合题）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06s时刻的波形图．已知在t＝0时刻，x＝1.5m处的质点向y轴正方向运动．(1)判断该波的传播方向；(2)求该波的最小频率；(3)若3T<0.06s<4T，求该波的波速大小．17、（计算题）如图所示，实线是某时刻的波形图，虚线是0.2s后的波形图。(1)若波向左传播，求它的可能周期和最大周期；(2)若波向右传播，求它的可能传播速度；(3)若波速是45m/s，求波的传播方向．2023届高考物理一轮基础巩固题：机械振动与机械波附答案一、选择题。1、(多选)如图所示，质量相等的甲、乙两个物体分别做简谐运动时的图象，则()A．甲、乙物体的振幅分别是2m和1mB．甲的振动频率比乙的大C．前2s内两物体的加速度均为负值D．第2s末甲的速度最大，乙的加速度最大【答案】BCD2、（多选）如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab=6m，ac=8m。在t1=0时刻a、b同时开始振动，振动图象均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2=4s时c点开始振动，则()A.该机械波的传播速度大小为2m/sB.c点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率增大C.该列波的波长是2mD.两列波相遇后，c点振动加强E.两列波相遇后，c点振动减弱【答案】A、C、D3、（多选）甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度的实验”，回来后共同绘制了T2L图象，如图甲中A、B所示，此外甲同学还顺便利用其实验的单摆探究了受迫振动，并绘制了单摆的共振曲线，如图乙所示，那么下列说法中正确的是()A．单摆的固有周期由摆长和所处环境的重力加速度共同决定B．由图甲分析可知A图象所对应的实验地点重力加速度较大C．若将单摆放入绕地稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的引力加速度D．由图乙可知，甲同学探究受迫振动的单摆摆长为8cmE．如果甲同学增大摆长，他得到的共振曲线的峰值将向左移动【答案】ACE4、(多选)关于单摆，下列说法正确的是()A．将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变大B．单摆的周期公式是由惠更斯总结得出的C．将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期变小D．当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大E．当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零【答案】ABD5、(多选)如图甲所示，水平的光滑杆上有一弹簧振子，振子以O点为平衡位置，在a、b两点之间做简谐运动，其振动图象如图乙所示。由振动图象可以得知()甲乙A．振子的振动周期等于2t1B．在t＝0时刻，振子的位置在a点C．在t＝t1时刻，振子的速度为零D．在t＝t1时刻，振子的速度最大E．从t1到t2，振子正从O点向b点运动【答案】ADE6、(多选)如图甲所示，沿波的传播方向上有六个质点a、b、c、d、e、f，相邻两质点之间的距离均为2m，各质点均静止在各自的平衡位置。t＝0时刻振源a开始做简谐运动，取竖直向上为振动位移的正方向，其振动图象如图乙所示，形成的简谐横波以2m/s的速度水平向右传播。则下列说法中正确的是()甲乙A．波传播到质点c时，质点c开始振动的方向沿y轴正方向B．0～4s内质点b运动的路程为12cmC．4～5s内质点d的加速度正在逐渐减小D．6s时质点e第一次回到平衡位置E．各质点都振动起来后，a与c的振动方向始终相同【答案】ABE7、（多选）如图所示为一列简谐横波在t1＝0.1s的波形图，已知该简谐横波沿x轴负方向传播，A、B两点为该简谐波上平衡位置在xA＝1.0m、xB＝1.2m处的质点。经观测可知A点通过大小为振幅的10倍的路程所用的时间为t＝0.5s，则下列说法正确的是()A．该简谐横波的周期为0.2sB．开始计时时，B质点的运动方向向下C．0～1.5s内，A、B质点通过的路程均为24cmD．t2＝0.58s时刻，B质点回到平衡位置且运动方向向上E．t3＝0.73s时刻，A质点在x轴上方且运动方向向上【答案】ACD8、一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A与驱动力频率f的关系)如图所示，则()A．此单摆的固有周期约为0.5sB．此单摆的摆长约为1mC．若摆长增大，单摆的固有频率增大D．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动【答案】B9、(多选)如图所示为某时刻的两列简谐横波在同一介质中沿相同方向传播的波形图，此时a波上某质点P的运动方向如图所示，则下列说法正确的是()A．两列波具有相同的波速B．此时b波上的质点Q正向上运动C．一个周期内，Q质点沿x轴前进的距离是P质点的1.5倍D．在P质点完成30次全振动的时间内Q质点可完成20次全振动E．a波和b波在空间相遇处会产生稳定的干涉图样【答案】ABD10、（多选）一简谐横波在介质中沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图甲所示，此时x＝4m处的质点刚开始振动，P、Q是波上的两个质点，图乙是波上某一质点的振动图象，下列说法正确的是()A．图乙表示质点P的振动图象B．经过eq\f(5T,4)，质点Q通过的路程为100cmC．t＝0.5s时，x＝11m处的质点第一次到达波谷D．t＝0.125s时，x＝2.5m处的质点处在平衡位置【答案】ACD11、一简谐机械横波沿x轴正方向传播，波长为λ，周期为T。t＝0时刻的波形如图甲所示，a、b是波上的两个质点。图乙是波上某一质点的振动图象。下列说法正确的是()A．t＝0时质点a的速度比质点b的大B．t＝0时质点a的加速度比质点b的小C．图乙可以表示质点a的振动D．图乙可以表示质点b的振动【答案】D12、（双选）某简谐振子，自由振动时的振动图象如甲图中实线所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如甲图中虚线所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的()A.a点 B.b点C.c点 D.一定不是c点【答案】A、D二、填空含实验题。13、如图甲所示是一个摆线长度可调的单摆振动的情景图，O是它的平衡位置，P、Q是小球所能到达的最高位置。小球的质量m＝0.4kg，图乙是摆线长为L时小球的振动图象，g取10m/s2。(1)为测量单摆的摆动周期，测量时间应从摆球经过________(选填“O”“P”或“Q”)时开始计时；测出悬点到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用L，n，t表示)。甲乙(2)由图乙写出单摆做简谐运动的表达式，并判断小球在什么位置时加速度最大？最大加速度为多少？【答案】(1)Oeq\f(4π2n2L,t2)(2)x＝5sinπt(cm)小球在最大位移处的加速度最大，为0.5m/s2【解析】(1)因摆球经过最低点的速度大，容易观察和计时，所以测量时间应从摆球经过最低点O开始计时。单摆周期T＝eq\f(t,n)，再根据单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，可解得g＝eq\f(4π2n2L,t2)。(2)由图乙可知单摆的振幅A＝5cm，ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,2)rad/s＝πrad/s，所以单摆做简谐运动的表达式为x＝5sinπt(cm)。小球在最大位移处的加速度最大，由图乙可看出此摆的周期是2s，根据T＝2πeq\r(\f(L,g))，可求得摆长为L＝1m，加速度最大值am＝eq\f(Fm,m)＝eq\f(mgA,Lm)＝eq\f(10×5×10－2,1)m/s2＝0.5m/s2。14、将一枚石子投入静水中，圆形波纹沿水面向外传播。t＝0时刻，第一个波峰传到离石子入水处3m时，第6个波峰恰好位于石子入水处，则水波波长为________m。若水波传播速度为1.2m/s，从t＝0到t＝7.8s内，水面上离石子入水处9m的点________次经历波峰。【答案】0.66【解析】由题意可知5λ＝3m，则λ＝0.6m；T＝eq\f(λ,v)＝eq\f(0.6,1.2)s＝0.5s，t＝0时刻，第一个波峰传到离石子入水处3m，则传到水面上离石子入水处9m的点时经历的时间为Δt＝eq\f(Δx,v)＝eq\f(9－3,1.2)s＝5s，则再经过7.8s－5s＝2.8s＝5.6T，还有5个波峰经过该点，则在t＝0到t＝7.8s内，水面上离石子入水处9m的点6次经历波峰。三、解答题。15、（计算类综合题）如图所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：(1)写出该振子简谐运动的表达式；(2)在第2s末到第3s末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变化的？(3)该振子在前100s的总位移是多少？路程是多少？【答案】见解析。【解析】(1)由题图振动图象可得A＝5cm，T＝4s，φ0＝0则ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(π,2)rad/s故该振子简谐运动的表达式为x＝5sineq\f(π,2)tcm(2)由题图可知，在t＝2s时，振子恰好通过平衡位置，此时加速度为零，随着时间的延续，位移不断变大，加速度也变大，速度不断变小，动能不断减小，弹性势能逐渐增大，当t＝3s时，加速度达到最大值，速度等于零，动能等于零，弹性势能达到最大值．(3)振子经过一个周期位移为零，路程为4×5cm＝20cm，前100s刚好经过了25个周期，所以前100s振子的总位移x＝0，振子的路程s＝25×20cm＝500cm＝5m。16、（计算类综合题）如图所示，实线和虚线分别是沿x轴传播的一列简谐横波在t1＝0和t2＝0.06s时