备战高考物理高三第一轮基础练习机械振动丶机械波含答案Word下载.docx

备战高考物理高三第一轮基础练习机械振动丶机械波含答案Word下载.docx

《备战高考物理高三第一轮基础练习机械振动丶机械波含答案Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战高考物理高三第一轮基础练习机械振动丶机械波含答案Word下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

单摆由北京移到海南 

增大振幅

5.某质点在y方向做简谐运动，平衡位置在坐标原点O处，其振幅为0.05m，振动周期为0.4s，振动在介质中沿x轴正方向传播，传播速度为1m/s．当它由平衡位置O开始向上振动，经过0.2s后立即停止振动，由此振动在介质中形成一个脉冲波．那么，在停止振动后经过0.2s的波形可能是图中的（ 

6.图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图2所示为该波中x=4m处质点P的振动图象，下列说法正确的是（ 

）

此波的波速为0.25m/s 

此波沿x轴正方向传播

t=0.5s时质点P移动到x=2m处 

t=0.5s时质点P偏离平衡位置的位移为0

7.如图所示，为一质点做简谐运动的振动图像，则（ 

该质点的振动周期为0.5s 

在0~0.1s内质点的速度不断减小

t=0.2s时，质点有正方向的最大加速度 

在0.1s~0.2s内，该质点运动的路程为10cm

8.如图所示，实线和虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻，M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（ 

该时刻质点O正处在平衡位置 

P、N两质点始终处在平衡位置

随着时间的推移，质点M向O点处移动 

从该时刻起，经过二分之一周期，质点M到达平衡位置

9.一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服的登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是（ 

0.5s 

0.75s 

1.0s 

1.5s

二、多选题

10.一单摆悬于O点,摆长为L,若在O点的正下方的O'

点钉一个光滑钉子,使OO'

=L/2,将单摆拉至A处释放,小球将在A、B、C间来回振动,若振动中摆线与竖直方向夹角小于5°

则以下说法正确的是（ 

）

由于机械能守恒可得摆角大小不变 

A和C两点在同一水平面上

周期

11.当一弹簧振子在竖直方向上做简谐运动时,下列说法中正确的是（　　）

振子在振动过程中,速度相同时,弹簧的长度一定相等,弹性势能相等

振子从最低点向平衡位置运动的过程中,弹簧弹力始终做负功

振子在运动过程中的回复力由弹簧弹力和振子重力的合力提供

振子在运动过程中,系统的机械能守恒

12.如图所示表示两列相干水波的叠加情况，图中的实线表示波峰，虚线表示波谷．设两列波的振幅均为5cm，且在图示的范围内振幅不变，波速和波长分别为1m/s和0.5m．C点是BE连线的中点，下列说法正确的是（　　）

C、E两点都保持静止不动

图示时刻A、B两点的竖直高度差为20cm

图示时刻C点正处在平衡位置且向水面运动

从图示的时刻起经0.25s后，E点通过的路程为20cm

13.物体做简谐运动时，下列叙述中正确的是（　　）

处于平衡位置的物体，一定处于平衡状态 

物体到达平衡位置，合力一定为零

物体到达平衡位置，回复力一定为零 

物体的回复力为零时，合力不一定为零

14.对于波速的理解正确的是（　　）

波速表示振动在介质中传播的快慢 

波速跟波源振动的快慢无关

波速表示介质质点振动的快慢 

波速表示介质质点迁移的快慢

15.位于坐标原点处的波源A沿y轴做简谐运动，A刚好完成一次全振动时，在介质中形成简谐横波的波形图如图所示，已知波速为2m/s，波源A简谐运动的周期为0.4s，B是沿波传播方向上的一个质点，则以下选项正确的是（ 

图中x轴上AB之间的距离为0.4m 

波源A开始振动时运动方向沿y轴正方向

此后的1/4周期内回复力对波源A一直做负功 

经半个周期质点B将向右迁移半个波长

E. 

图示时刻质点C所受的合外力方向沿y轴正方向

三、实验探究题

16.在用单摆测重力加速度的实验中：

（1）实验时必须控制摆角在________以内，并且要让单摆在________平面内摆动；

（2）某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出L﹣T2图线，如图所示，再利用图线上任意两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得g=________．

（3）若该同学测量摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，则以上述方法算得的g值和真实值相比是________的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

四、综合题

17.如图中实线是一列简谐横波在t1=0时刻的波形，虚线是这列波在t2=0.5s时刻的波形，这列波的周期T符合：

3T＜t2﹣t1＜4T．问：

（1）若波速向右，波速多大？

（2）若波速向左，波速多大？

（3）若波速大小为74m/s，波速方向如何？

18.一弹簧振子的振动图像如图所示，求：

（1）振子简谐运动振幅A、周期T分别是多少，写出该简谐运动的表达式；

（2）振子做简谐运动20s时的位移是多少？

前20S的总路程是多少？

19.某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，质点P的横坐标x=0.32m．从此时刻开始计时

（1）若P点经0.4s第一次到达最大正位移处，求波速大小．

（2）若P点经0.4s到达平衡位置，波速大小又如何？

答案

1.【答案】D

【解析】【解答】由单摆周期公式

可知，重力加速度：

。

单摆的摆长应等于摆线的长度加上摆球的半径，如测量摆长时没有把小球半径算进去，摆长测量值L偏小，由

可知，重力加速度的测量值偏小，故A错误；

由

可知，重力加速度与摆球质量无关，摆球质量测量不准不影响重力加速度的测量值，故B错误；

单摆的周期与偏角无关，偏角对测量g没有影响，故C错误；

应当测振动30次的时间求其周期，结果把29次当作30次计算周期时，算出的周期T偏小，由

可知，重力加速度的测量值偏大，故D正确．

【分析】单摆在摆角比较小时，单摆的运动才可以看成简谐运动。

摆球经过平衡位置时速度最大，此时计时，误差比较小。

根据单摆的公式

，推导出g的表达式．再根据g的表达式分析误差形成的原因。

2.【答案】C

【解析】【解答】解：

AC、质点a处是两列波波峰与波谷叠加的地方，振动始终是最弱的，而b、c、d质点处是两列波波峰与波峰或波谷叠加的地方，振动始终是最强的，A不符合题意，C符合题意；

B、质点b为振动加强点，以2A的振幅做简谐运动，位移最小值为零；

质点a的振幅为零，故位移一直为零；

B质点的位移有等于a质点的位移的时刻，B不符合题意；

D、图示时刻a在平衡位置，b在波峰，c在波谷，再过

后的时刻a、b、c三个质点都将处于各自的平衡位置，但bc两点的振动始终是加强的，D不符合题意；

故答案为：

C

【分析】波的干涉，对于一点，当两个波振动方向相同时，振幅会变大，当两个波振动方向相反时，振幅会减小。

3.【答案】B

【解析】【解答】由题意知，质点（λ，0）此刻正沿y轴负方向运动，

后到达负的最大位移处，其坐标为（λ，－A）．故选B。

【分析】根据波的传播方向判断出质点的振动方向，再分析经过

周期时，质点到达什么位置，即可定出坐标。

4.【答案】C

【解析】【解答】根据单摆周期公式：

，摆球质量没影响；

摆长减小，周期变小；

从北京到海南，重力加速度减小，周期变大；

增大振幅不能改变周期，ABD不符合题意C符合题意.

【分析】单摆的周期公式为

，周期与摆线长度和重力加速度有关，结合选项分析求解即可。

5.【答案】B

A、B波源O向上振动0.20s后立即停止振动，形成半个波长的波形，O点起振方向向上，则介质中各质点的起振方向也向上．

波沿x轴正向直线传播，由波形的平移可知，B图中x=0.4m处质点起振方向向上，而A图中x=0.4m处质点起振方向向下．故B正确，A错误．

C、D由x=vt得x=1×

0.02m=0.02m，则经过0.20s的时刻该波应传到x=0.04m处，故C、D错误．

B

【分析】先根据振动确定出0.2s的振动波形，再根据波速，计算出0.2s后的波形的位置。

6.【答案】D

A、由图可知，周期T=1.0s，波长λ=4m，则波速v=

，故A错误．

B、x=4m处的质点在t=0时刻向下振动，根据上下坡法知，波沿x轴负方向传播，故B错误．

C、t=0.5s时，质点P运动平衡位置向上振动，偏离平衡位置的位移为零，质点不随波迁移，故C错误，D正确．

故选：

D．

【分析】根据质点的振动方向确定波的传播方向，根据波长和周期求出波速．根据运动的时间，结合周期的大小确定P的位置．

7.【答案】C

【解析】【解答】A、由图可读得质点振动的周期为0.4s；

A不符合题意。

B、0至0.1s内质点在向正向最大位移向平衡位置运动；

故其加速度在减小，速度在增大，B不符合题意。

C、0.2s时负向的位移最大，加速度最大，方向指向平衡位置，即沿正向有最大加速度，C符合题意。

D、在0.1s~0.2s内质点通过的路程为5×

1=5cm；

D不符合题意。

C。

【分析】振动图像描述质点位移随时间变化关系，由图象可知质点振幅和周期，可根据位移变化分析运动情况。

8.【答案】B

【解析】【解答】由波的叠加，M点处于波峰，O点处于波谷，A不符合题意；

PN两点处于波峰与波谷相遇的点，为平衡位置，B对；

质点不随波迁移，C不符合题意；

M点处于波峰位置，再经过四分之一个周期振动到平衡位置，D不符合题意.

【分析】由于波峰与波谷的叠加可以判断质点处于平衡位置；

质点不会随波移动；

经过二分之一周期，质点M应该处于波峰的位置。

9.【答案】C

把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，从船上升到最高点时计时，其振动方程为：

y=Acos

代入得：

y=20cos

t（cm）

当y=10cm时，可解得：

=

，t=0.5s

故在一个周期内，游客能舒服登船的时间是2t=1.0s．

C．

【分析】把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，写出其振动方程，根据数学知识求解时间．

10.【答案】B,D

【解析】【解答】A、B、小球在运动过程中，摆线的拉力不做功，只有重力做功，其机械能守恒，可知，A和C两点在同一水平面上.由于摆长会发生变化，所以摆角大小是变化的；

A不符合题意，B符合题意.

C、D、小球从A摆到B的时间为：

，从B到C的时间为：

，故小球的运动周期为：

，C不符合题意，D符合题意.

BD.

【分析】利用机械能守恒可以判别上升高度不变所以摆角是变化的；

所以A、C在同一水平面；

利用摆长和周期的关系可以求出周期的大小。

11.【答案】C,D

【解析】【解答】振子在平衡位置两侧往复运动,速度相同的位置可能出现在关于平衡位置对称的两点,这时弹簧长度明显不等,A错;

振子由最低点向平衡位置运动的过程中,弹簧对振子施加的力指向平衡位置,做正功,B错;

振子运动过程中的回复力由振子所受合力提供且运动过程中机械能守恒,故C、D对。

【分析】振子在竖直方向上做简谐运动，重力和弹力的合力提供向心力，动能、弹性势能和重力势能之和守恒；

简谐运动具有对称性，关于平衡位置对称的点动能相同。

12.【答案】B,C,D

【解析】【解答】如题图所示是频率相同的两列水波相叠加的现象．实线表示波峰，虚线表示波谷，则A、E是波峰与波峰相遇，B点是波谷与波谷相遇，它们均属于振动加强区；

由于振幅是5cm，A点是波峰与波峰相遇，则A点相对平衡位置高10cm.而B点是波谷与波谷相遇，则B点相对平衡低10cm.所以A、B相差20cm.

，从图示时刻起经0.25s，E质点通过的路程为

，故B、C、D正确，A错误．

【分析】两列频率相同的相干波，当波峰与波峰相遇或波谷与波谷相遇时振动加强，当波峰与波谷相遇时振动减弱，则振动情况相同时振动加强；

振动情况相反时振动减弱。

13.【答案】C,D

【解析】【解答】沿直线做简谐运动的物体，平衡位置是回复力等于零的位置，物体所受合力也为零，沿弧线振动的物体，平衡位置的回复力等于零，但合力不为零，故C、D正确。

【分析】简谐运动的位移是指质点离开平衡位置的位移，方向从平衡位置指向质点所在位置．当质点背离平衡位置时，位移增大，速度减小，加速度增大，加速度方向总是与位移方向相反，指向平衡位置，质点做非匀变速运动．当质点靠近平衡位置时，位移减小，速度增大，加速度减小。

14.【答案】A,B

【解析】【解答】机械波是机械振动在介质中的传播，机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念，介质中的质点在平衡位置时速度最大，在最大位移处速度为零．质点并不随波迁移，在波的传播过程中，传播的是振动形式及能量，故选项C、D错误，选项A、B正确。

【分析】机械波是机械振动在介质中的传播，机械振动在介质中传播的快慢用波速表示，它的大小由介质本身决定，与介质质点的振动速度是两个不同的概念。

15.【答案】A,C,E

【解析】【解答】波长为

，A、B之间的距离为

，A符合题意；

波源A开始振动时的运动方向与波前质点的起振方向相同，沿y轴负方向，B不符合题意；

此后的

周期内，质点A将由平衡位置逐渐运动到负向最大位移运动处，振动速度逐渐减小到零，回复力一直做负功，C符合题意；

波向右传播过程中，但质点不随波迁移，D不符合题意；

图示时刻质点C所受的合外力方向指向平衡位置，即沿y轴正方向，E符合题意．

ACE

【分析】利用波长和波速的关系可以求出波长的大小进而求出AB两点的距离；

利用A的起振方向可以判别运动方向；

利用振动的时间结合位置和速度变化可以判别回复力做功情况；

质点不会随波运动；

利用C点的位置可以判别合外力的方向。

16.【答案】

（1）5°

；

同一竖直

（2）4π2•

（3）不变

（1）单摆模型是一种理想化的模型，只有在摆动角度小于5°

（或10°

）的范围内，其运动才近似为简谐运动，同时要注意不能做圆锥摆运动，只能在同一竖直平面内运动．

（2）由周期公式T=

所以L=

T2

代入数据可得

g=4π2•

（3）通过第

（2）问的结论可以知道，漏加了小球半径后（y2﹣y1）不变，故不影响最后结果

（1）5°

，同一竖直；

【分析】

）的范围内，其运动才近似为简谐运动，同时要注意不能做圆锥摆运动，否则误差较大；

（2）用图想法可以减小实验误差，而且图像直观形象，便于数据处理；

（3）漏加了小球半径后，直线的斜率不变，故不影响最后结果．

17.【答案】

（1）解：

由图象可知：

λ=8m

由3T＜t2﹣t1＜4T知波传播距离为3λ＜△x＜4λ，即n=3

当波向右传播时，波传播距离为s=3λ+

=（3×

8+3）m=27m，

波速为：

v=

m/s=54m/s

答：

若波速向右，波速为54m/s．

（2）解：

当波向左传播时，波传播距离为s=3λ+

8+5）m=29m，

m/s=58m/s．

若波速向左，波速为58m/s．

（3）解：

若波速大小为74m/s，在t=t2﹣t1时间内波传播的距离为：

s=vt=74×

0.5m=37m．

因为s=37m=4λ+

，所以波向左传播．

若波速大小为74m/s，波速方向向左

【解析】【分析】根据波形图可知波长为8cm，根据题意和波的传播方向可以确定0.5s时间内波传播的距离，即可求解波速。

18.【答案】

（1）解：

由振动图像可得：

A＝8cm，T＝0.4s，

则ω＝

＝5πrad/s

故该振子做简谐运动的表达式为：

x＝8cos（5πt）（cm）

振子经过一个周期位移为0，路程为8×

4cm＝32cm，

前20s刚好经过了50个周期，所以20s时振子位移x＝8cm，

振子路程s＝50×

32cm＝1600cm＝16m

【解析】【分析】

（1）利用振幅和周期大小可以写出对应的表达式；

（2）利用周期和振幅可以求出对应振子的路程及位移的大小。

19.【答案】

若P点经0.4s第一次到达最大正位移处，知波形移动的距离△x=0.32﹣0.2m=0.12m．

则波速

若P点经0.4s到达平衡位置，则波形移动的距离

，（n=0，1，2，3…）

则波速v=

【解析】【分析】通过波形移动的位移和时间，根据v=

求出波速的大小．