物理二轮复习跟踪训练 第12课时 机械振动和机械波

第12课时机械振动和机械波跟踪训练基础保分练选择题：1.主动降噪耳机能自动感知周围的环境声，主动发出声音与噪声相互抵消，降低噪声，其主要原理是()A.波的反射 B.波的衍射C.波的干涉 D.多普勒效应2.如图所示，张紧的水平绳上吊着甲、乙、丙三个小球。乙球靠近甲球，但两者的悬线长度不同；丙球远离甲球，但两者的悬线长度相同。让甲球在垂直于水平绳的方向摆动，经足够长的时间，系统振动稳定后，关于乙、丙两球振动的周期T乙、T丙及振幅A乙、A丙的关系正确的是()A.T乙＝T丙A乙>A丙B.T乙＝T丙A乙<A丙C.T乙<T丙A乙＝A丙D.T乙>T丙A乙＝A丙3.如图为弹簧振子的频闪照片。频闪仪闪光的瞬间振子被照亮，从而得到闪光时小球的位置，拍摄时底片从下向上匀速运动，因此在底片上留下了小球和弹簧的一系列像。图中A为小球运动过程中的一个位置，此时小球()A.向左运动B.回复力在增大C.加速度方向向右D.动能在增大4.一位游客在太湖边欲乘游船，当日风浪较大，游船上下浮动，当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。若游客能舒服地登船，地面与甲板的高度差不能超过10cm，则在一个周期内，游客能舒服地登船时间是()A.0.5s B.0.75sC.1.0s D.1.5s5.王老师在课堂上演示绳波的传播过程，他握住绳上的A点上下振动，某时刻绳上波形如图3所示，则绳上A点的振动图像正确的是()6.一列横波沿x轴的正方向传播，波速为0.5m/s，某时刻的波形如图所示，则()A.经过1s质点K运动到波谷B.经过2s质点K运动到L处C.经过2s质点K回到平衡位置D.经过3s质点K运动到波峰7.固定在振动片上的金属丝周期性触动水面可以形成水波，当振动片在水面上移动时拍得一幅如图5所示的照片，显示出此时波的图样。设单位时间内水波槽左边接收完全波数为n1，右边接收的完全波数为n2。由照片可知()A.振动片向左移动，n1>n2B.振动片向右移动，n1<n2C.振动片向左移动，n1<n2D.振动片向右移动，n1>n28.如图所示，位于坐标原点O的波源发出的波在介质Ⅰ、Ⅱ中沿x轴传播，某时刻形成的完整波形如图，P、Q分别为介质Ⅰ、Ⅱ中的质点。下列说法正确的是()A.此时P沿y轴负方向运动B.波源的起振方向沿y轴正方向C.P、Q的振动频率相同D.两种介质中的波速大小相等9.(2025·安徽卷,2)如图,某同学演示波动实验,将一根长而软的弹簧静置在光滑水平面上,弹簧上系有一个标记物,在左端沿弹簧轴线方向周期性地推、拉弹簧,形成疏密相间的机械波。下列表述正确的是()A.弹簧上形成的波是横波B.推、拉弹簧的周期越小,波长越长C.标记物振动的速度就是机械波传播的速度D.标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量10.(2025·四川卷,5)如图所示,甲、乙、丙、丁四个小球用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,从左至右摆长依次增加,小球静止在纸面所示竖直平面内。将四个小球垂直纸面向外拉起一小角度,由静止同时释放。释放后小球都做简谐运动。当小球甲完成2个周期的振动时,小球丙恰好到达与小球甲同侧最高点,同时小球乙、丁恰好到达另一侧最高点。则()A.小球甲第一次回到释放位置时,小球丙加速度为零B.小球丁第一次回到平衡位置时,小球乙动能为零C.小球甲、乙的振动周期之比为3∶4D.小球丙、丁的摆长之比为1∶2综合创新练计算题：11.如图，一质量为0.05kg的小球(可视为质点)通过细线悬在O点，将小球拉至A点后由静止释放并在竖直平面内做简谐运动。已知摆长L＝2.5m，摆角θ＝4°，cos4°≈0.9976，重力加速度g取10m/s2。求：(1)小球从A点第一次运动到最低点B的时间(π取3.14)；(2)小球在最低点B处绳中拉力大小(结果保留1位有效数字)。12.某同学用手握住绳子的一端，上下抖动绳子使绳子振动起来，手抖动的频率为2Hz。以手的平衡位置为坐标原点，抖动绳子过程中某时刻的波形图如图所示，求：(1)该波的波速大小v；(2)从图示时刻起，x＝5m处的质点再经0.625s时间内的路程s。13.t＝0时刻，波源O从平衡位置开始持续振动，t1＝0.2s时第一次回到平衡位置，形成的简谐横波在介质中恰好传播到A点，如图所示。求：(1)波在该介质中的波速大小v；(2)x＝15m处的质点第一次到达波谷的时刻t2。参考答案：1.答案C解析主动降噪功能是发出与噪声振幅、频率相同，相位相反的声波与原来的噪声发生干涉，从而实现降噪，所以主动降噪功能主要是利用了波的干涉，故C正确。2.答案B解析让甲球在垂直于水平绳的方向摆动，乙、丙两球在甲球的驱动下做受迫振动，稳定时，乙、丙两球振动的频率都与甲球振动的频率相同，即乙、丙两球振动的周期都与甲球振动的周期相同；根据T＝2πeq\r(\f(L,g))可知甲球的振动周期等于丙球的固有周期，则甲球的振动频率等于丙球的固有频率，丙球发生共振，丙球振幅比乙球振幅大，故B正确。3.答案B解析拍摄时底片从下向上匀速运动，可知此时小球向右运动，回复力在增大，加速度方向向左，速度在减小，动能在减小，故B正确。4.答案C解析由振动周期T＝3.0s、ω＝eq\f(2π,T)、A＝20cm知，游船做简谐运动的振动方程为x＝Asinωt＝20sineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,3)t))cm。在一个周期内，当x＝10cm时，解得t1＝0.25s，t2＝1.25s。游客能舒服登船的时间Δt＝t2－t1＝1.0s，C正确。5.答案B解析根据波的传播方向向右，根据“上下坡”法可知，t＝0时刻，A点处于平衡状态且振动方向向下，故B正确。6.答案C解析波沿x轴的正方向传播，根据平移法可知，此时质点K向y轴正方向振动，根据图像可知，波长为2.0m，所以周期T＝eq\f(λ,v)＝4s，所以经过1s即eq\f(1,4)T，质点K运动到波峰，故A错误；经过2s即半个周期，质点K运动到平衡位置，并不随波迁移，故B错误，C正确；经过3s即eq\f(3,4)T，质点K运动到波谷，故D错误。7.答案B解析根据水波的波纹可知，右边形成的波纹比较密，左边的稀疏，所以振动片是向右侧移动，单位时间内水波槽左边接收完全波数小于右边接收的完全波数，即n1<n2，故A、C、D错误，B正确。8.答案C解析此时P沿y轴正方向运动，故A错误；波源的起振方向沿y轴负方向，故B错误；两列波由同一波源引起的，所以波上所有质点的振动频率都相同，故C正确；由图可知两列波的波长不同，根据v＝λf可知，两种介质中的波速大小不相等，故D错误。9.答案D解析根据弹簧的振动情况可知,质点的振动方向与机械波的传播方向在同一直线上,所以该波为纵波,A错误;机械波在同一介质中的传播速度相同,由λ=vT可知,推、拉弹簧的周期(波的周期)越小,波长越短,B错误;标记物振动的速度为该波上质点的振动速度,与波的传播速度无关,C错误;标记物由静止开始振动的现象表明机械波能传递能量,D正确。10.答案C解析根据单摆周期公式T=2πlg知,T丁>T丙>T乙>T甲,由题意知,2T甲=3T乙2=T丙=T丁2,可得T甲∶T乙=3∶4,T丙∶T丁=1∶2,根据单摆周期公式T=2πlg可得l=gT24π2,则小球丙、丁的摆长之比l丙∶l丁=1∶4,故C正确,D错误;小球甲第一次回到释放位置时,经过时间t=T甲=T丙2,即小球丙到达另一侧最高点,此时速度为零,加速度最大,故A错误;小球丁第一次回到平衡位置时,运动的时间为T11.答案(1)0.8s(2)0.5N解析(1)单摆运动周期T＝2πeq\r(\f(L,g))小球从A点第一次运动到B点的时间t＝eq\f(T,4)＝eq\f(π,2)eq\r(\f(L,g))＝eq\f(π,4)s≈0.8s。(2)小球从A点运动到B点的过程中，根据动能定理有mgL(1－cosθ)＝eq\f(1,2)mv2在最低点B，根据牛顿第二定律有F－mg＝meq\f(v2,L)解得F＝3mg－2mgcosθ≈0.5N。12.答案(1)24m/s(2)1.5m解析(1)由题图可知，波长为λ＝2×(11－5)m＝12m又频率是2Hz，故波的波速v＝λf＝24m/s。(2)波的周期为T＝eq\f(1,f)＝0.5s从图示时刻起，x＝5m处的质点振动时间为Δt＝0.625s＝eq\f(5,4)T故该质点通过的路程为s＝5A＝5×30cm＝1.5m。13.答案(1)5m/s(2)3.1s解析(1)波在该介质中的波速大小v＝eq\f(x,t1)＝eq\f(1,0.2)m/s＝5m/s。(2)方法一x＝15m处的质点第一次到达波谷时，波在t1＝0.2s时的基础上向前传播x′＝15m－0.5m＝14.5m所用时间为t′＝eq\f(x′,v)＝eq\f(14.5,5)s＝2.9s则x＝15m处的质点第