2022届高考物理二轮复习专题练习 ：机械振动与机械波 WORD版含答案.docx

1、机械振动与机械波一、单选题1一个打磨得很光滑的凹镜，其曲面半径远大于曲面长度，将镜面水平放置，如图所示。现让一个小球（小球可视为质点）从镜边缘静止释放，小球在镜面上将作往复运动，以下说法中正确的是（）A小球质量越大，往复运动的周期越长B释放点离最低点距离越大，周期越短C凹镜曲面半径越大，周期越长D周期应由小球质量、释放点离平衡位置的距离，以及曲面半径共同决定2两列频率、振幅均相同的简谐波和分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距0.48m的A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形。已

2、知频闪时间间隔为0.12s，下列说法正确的是（）A简谐波和的波长均为0.24mB简谐波和的周期均为0.48sC绳上各点均做振幅相同的简谐运动D两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是0.48m3甲、乙两列横波在同一均匀介质传播，甲波沿x轴正方向，乙波沿x轴负方向，时刻两列波恰好在坐标原点相遇，波形图如图所示，则（）A两列波不能产生干涉现象B两列波叠加后，坐标原点处的质点振动减弱C时刻坐标原点处的质点速度为零D两列波叠加后，x轴上处的质点振幅为10cm4噪声会对人的心理、生理、生活与工作带来严重影响，通常用声强级(单位为dB)来表示噪声的大小式中I为声强，单位是W/m2；I010-12W/m2是

3、人刚好能听到的声音强度我国规定工作环境的噪声一般应低于85dB，则以下最接近该标准的声强是（ ）ABCD5理论表明：弹簧振子的振动周期，总机械能与振幅A的平方成正比，即，k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量。如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧一端固定，另一端连接着质量为m的物块，物块在光滑水平面上往复运动。当物块运动到最大位移为A的时刻，把另一质量也为m的物块轻放在其上，两个物块始终一起振动设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。放上质量也为m的物块后，下列说法正确的是（）A物块振动周期变为原来的2倍B两物块之间的动摩擦因数至少为C物块经过平衡位置时速度为D系统的振幅可能减小6如图所示，轻弹

4、簧下端挂一个质量为M的重物，平衡后静止在原点O。现令其在O点上下做简谐运动，下列四幅图像能正确反映重物的加速度a随位移x变化关系的是（沿x轴正方向的加速度为正）（）A BC D7某均匀介质中有一振动波源，从某时刻起作为计时零时刻，波源的振动图像如图甲所示，波源振动产生沿轴正方向传播的横波，在轴上到之间第一次形成的波形如图乙所示，下列说法正确的是（）A介质中的质点沿波传播方向运动的速度为B从图乙时刻起要经过质点第一次到达波谷C从图乙时刻起，介质中的质点比先到达平衡位置D当波源的振动形式传到质点时，质点运动的总路程为二、多选题8一简谐振子沿x轴振动，平衡位置在坐标原点，时刻振子的位移；时刻；时刻。

5、该振子的振幅和周期可能为（）A0.1 m，B0.1 m, 8sC0.2 m，D0.2 m，8s9一简谐横波沿x轴正方向传播，在时刻，该波的波形图如图甲所示，P、Q是介质中的两个质点图乙表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是（）A质点Q的振动图像与图乙相同B在时刻，质点P的速率比质点Q的大C在时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图乙所示E在时刻，质点P与其平衡位置的距离比质点Q的大10一列简谐横波沿 x轴传播，在t=0时刻和t=1 s时刻的波形分别如图中实线和虚线所示。已知x=0处的质点在01 s内运动的路程为4.5 cm。下列说法正确的是（）A波沿

6、x轴正方向传播B波源振动周期为1.1 sC波的传播速度大小为13 m/sDt=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴负方向运动11如图所示，x轴上、处有两个振动周期均为、振幅均为的相同的波源、，时刻同时开始竖直向下振动，产生波长均为沿x轴传播的简谐横波。P、M、Q分别是x轴上、和的三个点，下列说法正确的是（）A时P、M、Q三点均已振动B后M点的位移始终是C后P点的位移始终是0D时Q点的振动方向竖直向下12如图所示，一列沿轴正方向传播的简谐横波，在时刻波刚好传播到处的质点，已知波的传播速度为，则（）A波源的起振方向沿方向B波源的振动频率为C时，处的质点Q第一次处于波峰D时，处的质点已通过的路程为三、

7、填空题13如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止。现将小球向下拉动距离A后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T。经时间，小球从最低点向上运动的距离_（选填“大于”、“小于”或“等于”）；在时刻，小球的动能_（选填“最大”或“最小”）。14如图甲所示，将一质量为m、边长为L、质量分布均匀的正方体木块放在水桶内，木块静止时有一半浮在水面上，现将木块缓慢下压至木块上表面与水面平齐后由静止释放并开始计时，木块的重心相对于水面的位移随时间变化的关系如图乙所示，已知重力加速度为g，忽略木块运动过程中水面高度的变化，时刻木块向_（选填“上”或“下”）运动，时刻水对木块的浮力为_。

8、15一简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，此刻波刚好传播到m，此时该点_（选填“向上”或“向下”）振动，该波沿x轴传播的速度m/s。在此后的2s内，则该质点通过的总路程是_，m处质点的振动方程为_cm。四、解答题16一列简谐横波在x轴上传播，在和时，其波形图分别如图中实线和虚线所示。求：（1）这列波的波长是多少；（2）这列波可能具有的波速；（3）当波速为时，波的传播方向如何？以此波速传播时，处的质点从开始计时，内通过的路程。17如图甲所示，一简谐横波沿x轴传播，其波源位于坐标原点，波源振动图像如图乙所示。当t=0.25s时，该波传播到x=-2m的质点Q处，质点P位于x=15m处。求（

9、1）该简谐横波的传播速度大小和波长；（2）从0时刻到P第一次到达波谷，需要多少时间；（3）从0时刻到P第一次到达波谷的时间内，质点Q通过的路程。18已知质量为的物体在受到的回复力作用下，将做简谐运动，其偏离平衡位置的位移与时间t的关系到遵循规律，其中，为比例系数，A为振幅。如图，一竖直光滑的足够长圆管，内有一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧下端固定于地面上，上端与一质量为m的圆盘a相连，圆盘a静止时所在位置为O。另一质量为2m的圆盘b从距O高度为的P点由静止开始下落，与a发生碰撞，瞬间粘在一起向下运动，运动的最低点为Q。两圆盘厚度不计，半径相同且略小于圆管半径。在运动过程中，弹簧形变始终在弹性限度

10、内，且当形变量为时，弹性势能为。重力加速度为g，忽略一切阻力。求：（1）整个运动过程系统损失的机械能；（2）圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅；（3）从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间。19如图所示，某介质中有一质点P从其中心位置开始做振幅A=0.3m的简谐振动，M是P在振动过程中经过的位置，MP=0.15m。已知P开始振动后第一次经过M点的时间t =0.1s，P的振动在介质中激起一列沿PQ方向传播的简谐波，PQPM。当质点P在上方最大位移处时，Q正通过平衡位置向下运动，PQ 之间的距离x=0.6m。求：（1）质点振动周期的可能值；（2）质点P激起的简谐波的最大传播速度；（3）简谐波

11、以最大速度传播时，质点P自开始振动至t =0.1s时经过的路程。参考答案：1C【解析】【详解】小球在镜面上做简谐运动，周期公式与单摆的周期相同，根据，因而周期决定于凹镜曲率半径及当地的重力加速度，半径越大，周期越长。故选C。2D【解析】【详解】A简谐波和的波长均为0.48m，选项A错误；B从波形1到波形5经历的时间为，则可得简谐波和的周期均为T=0.96s选项B错误；C绳上各点中加强点和减弱点振幅不相同，选项C错误；DAC两点均为振动减弱点，则两波源到两点的距离只差分别为和，则 两波源到A点和C点的路程差之差的绝对值是选项D正确。故选D。3D【解析】【详解】A两列横波在同一均匀介质传播，则波速

12、相同，由图可知，两波的波长相同，根据则两波的频率相同，则能产生干涉现象，故A错误；B两波能产生干涉现象，两列波叠加后，两列波在O点的振动方向都是向下，坐标原点处的质点振动加强，故B错误；C坐标原点处的质点振动加强，时刻坐标原点处的质点位于平衡位置，速度最大，故C错误；D两列波叠加后，两波源到处的距离差为因此处的质点振动减弱，则振幅为故D正确。故选D。4C【解析】【详解】根据题意有，解得：，故C正确，ABD错误5B【详解】A根据，放上质量也为m的物块后，物块振动周期变为原来的 倍，A错误；B对整体根据牛顿第二定律得对上面的物块根据牛顿第二定律得解得B正确；C根据机械能守恒定律解得C错误；D当物块

13、运动到最大位移为A的时刻，把另一质量也为m的物块轻放在其上，根据机械能守恒定律，系统的振幅不变，D错误。故选B。6B【详解】因为物体做简谐运动，所以物体的重力与弹簧的弹力的合力充当回复力，并且满足简谐运动的条件根据牛顿第二运动定律所以，故即物体的加速度大小和位移成正比，方向和位移的方向相反，故ACD错误，B正确。故选B。7B【详解】A周期，波长，解得波速但介质中的质点并没有沿波传播方向运动，故A选项错；B质点第一次到达波谷，即质点的运动形式传到点，质点、间相距一个波长，需要一个周期传到，B选项正确；C图乙时刻质点正在沿轴负方向运动，它到达平衡位置的时间大于，而质点到达平衡位置的时间等于，故C选

14、项错误；D需要的时间波源的振动形式传到质点，此过程中质点运动的时间为，质点运动的路程为故D选项错；故选B。8ACD【详解】AB. 如果振幅等于0.1m，经过周期的整数倍，振子会回到原位置，则有：当时故A正确，B错误；CD. 如果振幅大于0.1m，如图所示，则有：当时当时故C D正确。故选ACD。9CDE【详解】A由图乙可知，在时刻，质点正在向y轴负方向振动，而从图甲可知，质点Q在正在向y轴正方向运动，故A错误；B由的波形图推知，时刻，质点P正位于波谷，速率为零，质点Q正在平衡位置，故在时刻，质点P的速率小于质点Q，故B错误；C时刻，质点P正位于波谷，具有沿y轴正方向的最大加速度，质点Q在平衡位

15、置，加速度为零，故C正确；D时刻，平衡位置在坐标原点处的质点，正处于平衡位置，沿y轴正方向运动，跟图乙吻合，故D正确；E时刻，质点P正位于波谷，偏离平衡位置位移最大，质点Q在平衡位置，偏离平衡位置位移为零，故E正确。故选CDE。10AC【详解】A由题意，x =0处的质点在01 s的时间内通过的路程为4.5 cm，则结合图可知t =0时刻x =0处的质点沿y轴的负方向运动，则由质点的振动和波的传播方向关系可知，该波的传播方向沿x轴的正方向，故A正确；BC由题意可知，t=1s为，解得由图可知则故C正确，B错误；D由同侧法可知t=1 s时，x=6 m处的质点沿y轴正方向运动，故D错误。故选AC。11

16、CD【详解】A波速为在6s内两列波传播了6m，则此时PQ两质点已振动，但是M点还未振动，A错误；B因M点到两个振源的距离相等，则M是振动加强点，振幅为2cm，但不是位移始终为2cm，B错误；CP点到两振源的距离只差为6m，为半波长的3倍，则该点为振动减弱点，振幅为零，即10.0s后P点的位移始终为零，C正确；DS1波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S1引起的振动为竖直向下；S2波源的振动传到Q点的时间为，则10.5s时Q点由S2引起的振动已经振动了7s，此时在最高点，速度为零，则10.5s时刻Q点的振动速度为竖直向下，D正确。故选CD。12CD【解析】【详解】A由波形图，结合“同

17、侧法”可知，P点起振的方向沿y轴负向，则波源的起振方向沿-y方向，故 A错误；B由图可知波长，波源的振动频率为故B错误；C振动周期波传到x=12m处的质点需要的时间为则t=1.2s，Q已经振动了0.3s，即振动了到达了波峰位置，故C正确；D波传到x=8m处的质点需要的时间为则t=1.2s时，该质点已经振动了即t=1.2s时，x=8m处的质点已通过的路程为7A=14cm故D正确。故选CD。13 小于 最大【详解】根据简谐振动的位移公式则时有所以小球从最低点向上运动的距离为则小球从最低点向上运动的距离小于。在时，小球回到平衡位置，具有最大的振动速度，所以小球的动能最大。14 上 015 【详解】木

18、块缓慢下压至与水面平齐后由静止释放，并开始计时，此时物体重心位于处，之后向上运动，时刻重心到达最高点，故时刻木块向上运动。时刻木块的重心距水面的高度为，故木块全部在水面上，水对木块的浮力为0。15 向上 10cm 【详解】根据波的传播方向与质点振动的关系可知，该点向上振动。波长为，则周期为在2s内，则该质点通过的总路程是2A，即10cm。波的方程为此时m处质点位移为其振动方程为解得所以振动方程为16（1）；（2），；（3）波向x轴正向传播，【详解】（1）由题图可知，波长为（2）若波沿x轴正向传播，则波速为若波沿x轴负向传播，则波速为（3）根据前面分析可知，当波速为时，为了使波速表达式中n有非负

19、整数解，波一定沿x轴正方向传播，此时波的周期为则处的质点从开始计时，内通过的路程为17（1）8m/s，4m；（2）2.25s；（3）0.8m【详解】（1）由题意可知这列波的传播速度由图乙知周期为0.5s，所以波长（2）从0时刻到质点第一次运动到波谷所经历的时间为可得（3）质点Q运动的时间由图乙可知振幅则质点Q通过的路程18（1）；（2）；（3）【详解】（1）b从P点到O点，由动能定理得碰撞过程由动量守恒，得损失的机械能可得（2）圆盘a处于O点时，弹簧压缩了l0，由胡克定律得碰后a、b一起运动了l1到达最低点Q，由能量守恒得解得a、b处于平衡位置M时，弹簧压缩了l2，由胡克定律得3mg=kl2所

20、以振幅（3）开始圆盘b做自由落体运动由题意可知，a、b一起做简谐运动的周期OM距离为为振幅的一半，由简谐运动时间关系可知，从O到M的时间从M到最低点Q的时间所以总时间19（1）1.2s或；（2） ；（3）0.75m【详解】（1）质点初始时刻从中心位置开始振动，振幅A=0.3m，质点振动位移为 或分别对应初始时刻向上或向下运动的情况。质点开始振动后经过M点时x=0.15m代入上式考虑到第一次经过M点，相位取大于0的最小值 或 结合，可计算出周期或（2）经分析，中心位置和Q点之间最少有3/4个波长，此时波长最大，满足 可解出取（1）中初始时刻质点向下振动的情况（周期较小），可得到简谐波最大传播速度（3）要求简谐波以最大速度传播，取初始时刻质点向下振动的情况。T=0.1s时刻质点经过的路程为