机械振动与机械波高考物理二轮复习优质资料专题含答案.docx
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机械振动与机械波高考物理二轮复习优质资料专题含答案
专题13机械振动与机械波
i.下列说法中正确的是（）
A.机械波可以在真空中传播
B.波从一种介质进入另一种介质时，频率保持不变
C.机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大
D.两列波发生稳定的干涉现象，则两列波的频率必然相同
E.光的偏振现象说明光波是横波
【答案】BDE【解折】机植波的传播需要介质「因此在畀空中不能传播，九错误■波的频率由液源床定,因此液从介质进入另一种介质时，频率不娈，E正确.机械浪的传播速度由介质决定'与频率无关，C错误.发生稳定干涉的条件是两列波的频率相同，D正确.光的偏振于赊说明光的振动方向与传播方向垂
直，因此光波是横忍E正确.
示，一质点在x轴上以0为平衡位置做简谐运动,
2.如图所
其振幅为8cm,周期为4s,t=0时物体在x=4cm处,
向x轴负方向运动，贝U（）
-8-4O48.r/cm
A.质点在t=1.0s时所处的位置为x=+4.3cm
B.质点在t=1.0s时所处的位置为x=—4,3cm
C.由起始位置运动到x=—4cm处所需的最短时间为2s
一1
D.由起始位置运动到x=—4cm处所需的最短时间为-s
6
2nn
【答案】BC【解析】由题意可知，质点振动的角速度3=〒=-rad/s,因t=0时，x=4cm,所以质
点的振动方程为x=8sin扌+5^cm，当t=1s时，x=8sin于cm=—4,3cm,B正确.当x=—4cm时,sin2+5n=—1,t的最小值为2s,C正确.
a波上某质点P的运
3•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.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
【答秦】ABD【解析】机械液的传播速度由介质床定'故液速相同・A正确.由质点P的振动方向可知』波沿x轴员方向传播、故质点Q正向上振动、B正确-质点Q和尹沿，轴方向振动，并不沿I轴运动，C错误•由波的图象可知，口波波长是b波波长畤根据尸歹可知fl波的频率应是b波頻率畤D正确.汶
b两波的频率不同，所在相邁空间不会产生稳定的干涉團样，E错误.
4.如图所
示，a、b、c、…、k为连续的弹性介质中间隔相等的若干质点，e点为波源，t=0时刻从平衡位置开始
向上做简谐运动，振幅为3cm,周期为0.2s.在波的传播方向上，后一质点比前一质点迟0.05s开始振
动.t=0.25s时，x轴上距e点2.0m的某质点第一次到达最高点，则（）
■II■■dI■■.iI
abcdefghijk
A.该机械波在弹性介质中的传播速度为8m/s
B.该机械波的波长为2m
C.图中相邻质点间距离为0.5m
D.当a点经过的路程为9cm时，h点经过的路程为12cm
E.当b点在平衡位置向下振动时，c点位于平衡位置的上方
【答案】BCD【解析】波刚传到x=2m处的质点时，质点开始向上做简谐运动，再经三周期（0.05s）到
4
达最高点，所以波传到e点的时间恰好为一个周期（0.2s）,波长匸2.0m,B正确.波速v=10m/s,
1
A错误.相邻质点间的距离Ax=v•皆0.5m,C正确.各相邻质点的振动依次落后：
周期，所以质点a的
1
振动要比质点h落后才周期，路程少3cm,D正确.同理，b点在平衡位置向下振动时，c点已到达负的
最大位移处，E错误.
5.一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c点；t=0.6s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（）
B.当t=0.6s时质点a速度沿y轴负方向
C•质点c在这段时间内沿x轴正方向移动了3m
D.质点d在这段时间内通过的路程为20cm
E.t=0.6s时，质点e将要沿y轴正方向运动
【答案】ADE【解析】由两个时刻的泯形可知，在0仏内波传檣的距离尸訊经历的时间为詁即詁=0-6s；r=0.8s,A正确./=0.6sBl；质点心沿y轴正方向运动，E错i吴.'坡上质点只沿丁轴方向振动，并不沿工轴正方向移动，C错误•浪由川点传妊点，质点川振动了扌G通过的路程5=20cm,D正确.根
6•如图所
据；=0.6s时的波形可判断，E正确.
示，图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中x=2m处的质点P以此时刻为计时起点的
振动图象.质点Q的平衡位置位于x=3.5m,下列说法正确的是（）
y/cm）?
/cm
A.在0.3s时间内，质点P向右移动了3m
B.这列波的传播速度是20m/s
C.这列波沿x轴正方向传播
D.t=0.1s时，质点P的加速度大于质点Q的加速度
E.t=0.45s时，x=3.5m处的质点Q到达波谷位置
【答案】CDE【解析】根据波的传播特点可知，A错误.由乙图可知，t=0时刻质点的速度向上，结
入4
合图甲在该时刻的波形可知，波沿x轴正方向传播，C正确.波速v=：
=m/s=10m/s,B错误.当t
T0.4
=0.1s=4t时，质点P应处于最大位移处，加速度最大，而质点Q应在平衡位置的下方，且位移不是最
即t=0时刻，x=3m处的质点振动形式传播到Q点，Q点处于波谷位置，E正确.
2Hz，现在长
7•如图所示，一水平长绳上系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球振动的固有频率为
绳的两端分别有一振源P、Q,同时开始以相同振幅A上下振动一段时间，某时刻两个振源在绳上形成的
波形如图所示，两列波先后间隔一段时间经过弹簧振子所在位置，观察到小球先后出现了两次振动，小
球第一次振动时起振方向向上，且振动并不显著，而小球第二次发生了显著的振动，则以下说法正确的
A.由P振源产生的波先到达弹簧处
B.由Q振源产生的波先到达弹簧处
C.两列波可能形成干涉
D.由Q振源产生的波的波速接近4m/s
E.绳上会出现振动位移大小为2A的点
【答案】ADE【解析】由浪形图可知，P振源的起振方向向上，Q振源起振方向向下，故先到达振动系统的”艮A正确，B错误.由波形图可知，祜二Im,妒2m.而波速v是相同的，所臥两列波的频率不同，不可育沪生干涉，吃错误.◎波到达振子的位墨，且产生较强的振动，故。
的振姒率接近2Hz,则波速v=^^2x2QL^4m/^D正确，当两列波的波峰和波嶂相遇，或波谷和波谷相遇C寸.会出现振动位-■■■応&忘「必8•振动周期
为T,振幅为A，位于x=0点的波源从平衡位置沿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A
B.周期一定为T
C.速度的最大值一定为v
D.开始振动的方向沿y轴向上或向下取决于它离波源的距离
E.若P点与波源距离s=vT,则质点P的位移与波源的相同
答案ABE
解析波传播过程中，各振动质点的振动周期、振幅相同，则知质点P振动的振幅一定为A，周期一定
为T,但P质点的振动速度与波传播的速度无关，速度的最大值不一定是V,故A、B正确，C错误；质
点P的起振方向和波源相同，一定沿y轴正向，与P离波源的距离无关，故D错误；s=vT,则s等于一个波长，即P点与波源相位相同，振动情况总相同，位移总相同，故E正确.
9•如图3所示为两列沿绳传播的（虚线表示甲波，实线表示乙波）简谐横波在某时刻的波形图，M为绳上x
=0.2m处的质点，则下列说法中正确的是（）
yAm.
21）
A.
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&U1A11.3/
（fsx/m
图3
A.图示时刻质点M的速度为零
B.M点是振动加强点
C.甲波的传播速度V1比乙波的传播速度V2大
D.由图示时刻开始，再经甲波的孑周期，质点M将位于波峰
E.位于原点的质点与M点的振动方向总是相反的
答案BDE
解析质点M是两列浪的波谷或波谷相遇点*振动始终加强*速度不为零，故A错误*B正确；波速由介
质的性质决定，两刖簸均沿绳传播，同种介质，则浪速相等，故C错误；甲向右传播，由波形平移法知，
團示H寸刻M点正向下运动，再经甲渡的|周期，Af将处于波峰，故D正确；位于戶、点的质点与胚点相距半
•…■「词■•卜10如图4
甲所示为一列简谐横波在t=0.2s时的波形图，图乙为该波上A质点的振动图象，则下列判断正确的是
（）
图4
A.这列波的波速为2.5m/s
B.这列波沿x轴负方向传播
C.质点A在0.2s内通过的路程一定为20cm
D.若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则所遇到的波的频率为2.5Hz
E.
40cm小很多
若该波遇到一障碍物能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸一定比
答案BCD
刻质点川正通过平衡位蚤向上振动，根据波形的平移法可知该列波沿兀轴员方向传播，故E正确；/=02s
=（■运动的路程対鮎，则质点丄在0.2g内通过的路程一定対20cm，故C正确：
发生穗定的干涉现网
要頻率相同*则所遇到的波的频率^y=2.5Hz时才能产生牆定干涉，故DIE确,若该浪遇到一障碍物
能发生明显的衍射现象，则该障碍物的尺寸一走与40cm差不參或比40®小，故E错误一…召冏中
11.如图甲
所示，在光滑的斜面上有一滑块，一劲度系数为k的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板
连接，在弹簧与挡板间有一力传感器（压力显示为正值，拉力显示为负值），能将各时刻弹簧中的弹力数据
实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F-t图象，现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放
手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示的图象.
rp乙
（i）滑块做简谐运动的回复力是由提供的；
⑵由图乙所示的F—t图象可知，滑块做简谐运动的周期为s；
⑶结合F—t图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为.
【解析】⑴滑块的回复力由滑块所受各力沿振动方向的分力的合力提供，即弹簧的弹力和重力沿斜面
的分力的合力.
⑵由F—t图象可知，滑块的振动周期T=0.4s.
FiF2
（3）弹簧的最大压缩量xi=匸，最大压缩量X2=—，所以振幅
X1+X2Fl+F2
A=2=2k.
【答案】
（1）弹簧的弹力和重力沿斜面的分力的合力（或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力）
（2）0.4
Fi+F2⑶2F（每空2分）
12•一列简谐横波沿+x轴方向传播，t=0时刻的波形如图甲所示，A、B、P和Q是介质中的4个质点,
t=0时刻波刚好传播B点•质点A的振动图象如图乙所示，则：
（1）该波的传播速度是多大？
⑵从t=0到t=1.6s,质点P通过的路程
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