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

1、机械振动和机械波一、单选题1一束单色光从空气射入玻璃中，则光的A频率不变，波长变长B频率变大，波长不变C频率不变，波长变短D频率变小，波长不变2两列振幅为A、波长相同的平面简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播，如图所示为某一时刻的波形图，其中实线为向右传播的波，虚线为向左传播的波，a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。两列波传播的过程中，下列说法中正确的是（）A质点b、d始终静止不动B质点a、b、c、d、e始终静止不动C质点a、c、e始终静止不动D质点a、c、e以振幅A做简谐运动3一列简谐横波在t=0时的波形图如图所示，此刻x=2m处的质点P沿y轴向上运动，其振

2、动周期为0.4s，以下说法正确的是（）A这列波向左传播B这列波的振幅为20cm C这列波的波速为10m/s D从此时刻起经过1s，P点位于波峰位置4如图（a）所示，轻质弹簧上端固定，下端连接质量为m的小球，构成竖直方向的弹簧振子。取小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，设法让小球在竖直方向振动起来后，小球在一个周期内的振动曲线如图（b）所示，若时刻弹簧弹力为0，重力加速度为g，则有（）A0时刻弹簧弹力大小为mgB弹簧劲度系数为C时间段，回复力冲量为0DT时间段，小球动能与重力势能之和减小5如图所示，是一列简谐波沿x轴正方向传播的某时刻的波形图，a在正向最大位移处，b恰好处在平衡位置，经

3、过t的时间，关于a、b两个质点所通过的路程的关系下列说法正确的是（）AsasbBsasbCsasbD以上三种情况都有可能6如图所示，轻弹簧上端固定，下端连接一小物块，物块沿竖直方向做简谐运动，以竖直向上为正方向，物块做简谐运动的表达式为。时刻，一小球从距物块h高处自由落下；时，小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小。以下判断正确的是（）AB0.6 s内物块运动的路程是0.2 mC简谐运动的周期是0.8 sD时，物块与小球运动方向相反二、多选题7一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t与（t+0.2 s）两个时刻，x轴上（-3 m，3 m）区间的波形完全相同，如图所示。图中M、N两质点在t时刻

4、的位移均为（a为质点的振幅），下列说法中正确的是（）A该波的最小波速为20 m/sB（t+0.1 s）时刻，x=2 m处的质点位移一定为aC从t时刻起，x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点先回到平衡位置D该列波在传播过程中遇到宽度为1 m的狭缝时会发生明显的衍射现象8如图为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图（振动刚传到x=0.2m处），已知该波的周期为0.4s，a、b、c为沿波传播方向上的质点，则下列说法中不正确的是（）A质点a比质点b先回到平衡位置B在t=0.4s时，质点b的速度方向沿y轴负方向C在t=0.6s时，质点c的速度达到最大值D在t=0.8s时，质点d的加速度

5、达到沿y轴负方向最大值9如下的四个图中，用水平箭头表示波的传播方向，用竖直箭头表示质点的振动方向，则正确的波形图是（）A BCD10把一个筛子用四根弹簧支起来，筛子上装一个电动偏心轮，它每转一周给筛子一个驱动力，这就成了一个共振筛，筛子在做自由振动时，每次全振动用时，在某电压下电动偏心轮转速是。已知如果增大电压可以使偏心轮转速提高；增加筛子质量，可以增大筛子的固有周期。那么，要使筛子的振幅增大，下列做法正确的是（）A提高输入电压B降低输入电压C增加筛子质量D减小筛子质量11振动周期为T，振幅为A，位于x=0点的被波源从平衡位置沿y轴正向开始做简谐运动，该波源产生的一维简谐横波沿x轴正向传播，波

6、速为v，传播过程中无能量损失，一段时间后，该振动传播至某质点P，关于质点P振动的说法正确的是（）A振幅一定为AB周期一定为TC速度的最大值一定为vD开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于他离波源的距离E若P点与波源距离s=vT，则质点P的位移与波源的相同三、填空题12如图所示的弹簧振子，O为平衡位置，B、C为最大位移位置，以向右的方向为正方向，则振子从B运动到O的过程中，位移方向为_，大小逐渐_，回复力方向为_，大小逐渐_，动能逐渐_，势能逐渐_。（选填“正”“负”“增大”或“减小”）13如图甲所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动。振子的位移x随时间t的变化图像如图乙所示。

7、则t=0.8s时，振子的速度沿_方向（填“+x”或“”），振子做简谐运动的位移的表达式为_。14如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，实线为时的波形图，此时P质点向y轴负方向运动，虚线为时的波形图，已知周期。则该波沿x轴_（填“正”或“负”）方向传播，波的周期为_s，速度大小为_m/s。四、解答题15如图甲，点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与点之间.现将摆球拉到A点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。图乙表示细线对摆球的拉力大小随时间变化的曲线，图中为摆球从A点开始运动的时刻，取。求：（1）单摆的摆长；（2）摆球的质量；（3）摆球在四分之一周期内从A

8、运动到B过程中摆线对小球拉力的冲量大小。16如图所示是一列简谐波在某时刻的波形图，若每隔0.2 s波沿x方向行进0.8 m，试画出17 s和20s后的波形图。17如图所示，在xOy平面内有一列沿x轴正方向传播的简谐横波，频率为2.5Hz，在t=0时，xP=2m的P点位于平衡位置，速度沿+y方向，xQ=6m的Q点位于平衡位置下方最大位移处。求：（1）质点P第一次有-y方向最大加速度需经过的时间t；（2）波的传播速度v。参考答案：1C【解析】【详解】试题分析：当单色光由空气射向玻璃时，光速减小，频率不变，根据可知波长减小，C选项正确考点：光的频率、波速及波长的关系2A【解析】【详解】两列波波长相等

9、，频率相同，为相干波，两列波相向传播，由题图可知，b、d为振动减弱点，两列波的振幅相同，这两点始终静止不动；a、c、e为振动加强点，两列波的振幅均为A，即质点a、c、e以振幅2A做简谐运动，A正确，B、C、D错误。故选A。3C【解析】【详解】A由题意可知t=0时质点P应位于波传播方向波形的下坡上，所以这列波向x轴正方向传播，即向右传播，故A错误；B这列波的振幅为10cm，故B错误；C这列波的波速为故C正确；D因为所以从此时刻起经过1s，P点位于平衡位置，故D错误。故选C。4D【解析】【详解】B小球平衡位置为x轴原点，竖直向下为x轴正方向，时刻弹簧弹力为0，位移大小为A，有可得劲度系数为故B错误

10、；A0时刻在正的最大位移处，弹簧的伸长量为2A，则弹力大小为故A错误；C时间段，小球从平衡位置沿负方向振动再回到平衡位置，回复力一直沿正方向，由可知回复力冲量不为0，故C错误；D时间段，小球从最高点振动到达最低点，根据能量守恒定律可知弹簧的弹性势能和小球的机械能相互转化，因弹簧的弹性势能一直增大，则小球动能与重力势能之和减小，故D正确。故选D。5C【解析】【详解】因各个质点均做受迫振动，重复波源的振动，故振动频率、周期、振幅相同，而a正处于正向最大位移处，此时速度为零，在时间内，向平衡位置运动，速度由零逐渐增大，但达不到最大速度；b正在从平衡位置向上运动，此时具有最大速度，在时间内，它向正方向

11、最大位移处运动，速度逐渐减小，故b的平均速度比a的大。a、b两个质点所通过的路程的关系是sasb。故选C。6C【解析】【详解】At=0.6s时，物块的位移为y=0.1sin(2.50.6)m=0.1m则对小球解得h=1.7mA错误；C简谐运动的周期是C正确；B0.6s相当于，故物块运动的路程是s=3A=0.3mB错误；D0.4s相当于，此时物块在平衡位置向下振动，故此时物块与小球运动方向相同，D错误。故选C。7ACD【解析】【详解】A由图知波长=4 m，由于t与（t+0.2 s）两个时刻的波形相同，经过了整数倍周期的时间，则t=0.2 s=nT（n=1，2，）可得到最大的周期为T=0.2 s，

12、由v=得最小波速为v= m/s=20 m/s故A正确；B由于周期不确定，时间0.1 s不一定等于半个周期，则（t+0.1 s）时刻，x=2 m处的质点不一定到达波峰，位移不一定是a，故B错误；C简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻x=2.5 m处的质点向下运动，返回平衡位置的时间大于，而x=2 m处的质点到达平衡位置的时间等于，x=2 m处的质点比x=2.5 m处的质点先回到平衡位置，故C正确；D当障碍物的尺寸与波长相当或比波长小时，能发生明显衍射，该波波长为4 m，则该列波在传播过程中遇到宽度为1 m的狭缝时会发生明显的衍射现象，故D正确。故选ACD。8ABC【解析】【详解】A波沿x轴正方向传播

13、，则质点a、b的振动方向均沿y轴正方向，则质点b比质点a先回到平衡位置，故A错误，符合题意；B在t=0.4s=T时，质点回到原来的位置，即b的速度方向沿y轴正方向，故B错误，符合题意；C在t=0.6s=1T时，质点c到达波峰，速度为零，故C错误，符合题意；D在t=0.8s=2T时，在t=0时刻的x=0.05m处的波峰恰传到d点，此时质点d在波峰位置，它的加速度达到沿y轴负方向最大值，故D正确，不符合题意。故选ABC。9BC【解析】【详解】AB波向右传播，根据“上下坡法”可知图中质点振动的方向向上，故A错误，B正确；CD波向左传播，根据“上下坡法”可知图中质点振动的方向向下，故C正确，D错误。故

14、选BC。10BD【解析】【详解】由题意可知筛子的固有周期为偏心轮的转动周期为要想使筛子振幅增大，即使筛子发生共振，需要使偏心轮的转动周期等于筛子的固有周期，可增大偏心轮的转动周期（减小转速）或减小筛子的固有周期，由题意可知，可降低输入电压或减小筛子的质量，故AC不符合题意，BD符合题意。故选BD。11ABE【解析】【详解】ABD在波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅、起振方向都和波源质点相同，故AB正确，D错误；C质点的振动速度大小跟波速无关，故C错误；E根据s=vT可知s等于一个波长，即P点与波源质点相位相同，振动情况总相同，位移总相同，故E正确。故选ABE【点评】本题考查了波动和振动的

15、区别和联系，质点振动的速度是呈周期性变化的12 正 减小 负 减小 增大 减小【解析】【详解】如图所示的弹簧振子，O为平衡位置，B、C为最大位移位置，以向右的方向为正方向，则振子从B运动到O的过程中，位移以平衡位置为起点，方向为正方向；大小逐渐减小，回复力 ，方向为负方向；大小逐渐减小；动能逐渐增大；机械能守恒，势能逐渐减小。13 【解析】【详解】由图乙可知，t=0.8s时振子处于平衡位置，速度最大，下一个时刻位移为负，则速度方向为负方向，即振子的速度沿方向；由图乙可知振子的周期为1.6s，振幅为12cm，则振子做简谐运动的表达式为14 正 0.8 10【解析】【详解】实线为时的波形图，此时P

16、质点向y轴负方向运动，根据同侧法可知该波沿x轴正方向传播；波的周期又所以解得波速15（1）；（2）0.05kg；（3）【解析】【详解】（1）小球在一个周期内两次经过最低点，根据该规律可得T=0.4s由单摆的周期公式为解得（2）摆球受力分析如图所示在最高点A，有在最低点B，有 摆球从A运动到B，由机械能守恒定律得联立三式并代入数据得m=0.05kg（3）设摆球从A运动到B过程中摆线对小球拉力的冲量大小为I，则动量定理知解得16 （虚线为17s时波形，实线为20s时波形）【解析】【详解】由题意知，波速波长，则周期17s内的周期数根据波的时间与空间的周期性，将波向轴正方向平移即可，如图中虚线所示20s内的周期数根据波的时间与空间的周期性，在波已经传播的区域中，波形与t=0时刻波形相同，即图中实线所示。17（1）0.1s；（2）m/s（n=0，1，2，）【解析】【详解】（1）t=0时，P点位于平衡位置，速度沿+y方向，则经过，达到正向最大位移，此刻有-y方向最大加速度。波的周期所以（2）在t=0时，xP=2m的P点位于平衡位置，速度沿+y方向；xQ=6m的Q点位于平衡位置下方最大位移处，故PQ间距离为（n=0，1，2，）可得波长为m（n=0，1，2，）波速为m/s（n=0，1，2，）