2019-2020年人教版物理高三二輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練：機(jī)械振動與機(jī)械波

1、2019-2020 年人教版物理高三二輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練：機(jī)械振動與機(jī)械波機(jī)械振動與機(jī)械波專題訓(xùn)練1. ( 多選)一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動的圖象如圖所示 , 下列說法正確的是 ( BD )A. 質(zhì)點(diǎn)振動頻率是 4 HzB. 在 10 s 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程是 20 cmC. 第 4 s 末質(zhì)點(diǎn)的速度為零D. t=1 s 和 t=3 s 兩時刻,質(zhì)點(diǎn)位移大小相等 ,方向相反 解析:由振動圖象可知 ,質(zhì)點(diǎn)振動的周期是 4 s, 頻率為 0.25 Hz, 故 A 錯誤;振幅 A=2 cm,一個周期質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過的路程為 4A,10 s 為 2.5 個周 期,經(jīng)過的路程為 2.5 4A=10A=20c m,B正確;4 s

2、 末質(zhì)點(diǎn)在平衡位置 , 速度最大 , 故 C錯誤; 在 t=1 s 和 t=3 s 兩時刻, 質(zhì)點(diǎn)分別在正最大位 移和負(fù)最大位移 ,位移大小相等、方向相反 ,故 D正確。2. ( 多選)某質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動 , 其位移隨時間變化的關(guān)系式為 x=Asin t, 則質(zhì)點(diǎn) ( AD )A. 第 1 s 末與第 3 s 末的位移相同B. 第 1 s 末與第 3 s 末的速度相同C. 第 3 s 末至第 5 s 末的位移方向都相同D. 第 3 s 末至第 5 s 末的速度方向都相同 解析:由關(guān)系式可知 = rad/s, 則 T= =8 s, 將 t=1 s 和 t=3 s 代入 關(guān)系式中求得兩時刻位移相同

3、,A 對;作出質(zhì)點(diǎn)的振動圖象 , 由圖象可 以看出,第 1 s末和第 3 s末的速度方向不同 ,B 錯;由圖象可知 ,第 3 s 末至第 4 s 末質(zhì)點(diǎn)的位移方向與第 4 s 末至第 5 s 末質(zhì)點(diǎn)的位移方向 相反,而速度的方向相同 ,故 C錯,D 對。3. ( 多選)位于原點(diǎn)的波源在 t=0 時開始沿 y 軸做簡諧運(yùn)動 ,它激起橫 波沿 x 軸傳播,當(dāng) t=0.15 s 時,波的圖象如圖所示 ,此時波恰好傳到 P 點(diǎn), 則( BD )A. 該波源的頻率是 0.2 HzB. 波長是 0.4 mC. P 點(diǎn)將向下運(yùn)動D. P點(diǎn)將向上運(yùn)動解析:根據(jù)波形圖可判斷 =0.3 m, 即 =0.4 m,

4、選項(xiàng) B對。對應(yīng)的傳播時間 t=0.15 s= T,周期 T=0.2 s, 頻率 f= =5 Hz,選項(xiàng) A錯。根據(jù)傳 播方向和振動方向在波形圖同一側(cè) ,質(zhì)點(diǎn) P沿y 軸正方向振動 ,選項(xiàng) C 錯 ,D 正確。4. ( 多選)某單擺做小角度擺動 , 其振動圖象如圖所示 ,則以下說法正 確的是 ( BC )A. t 1 時刻擺球速度最大 , 擺球向心加速度最大B. t 2 時刻擺球速度最大 , 懸線對它的拉力最大C. t 3 時刻擺球速度為零 , 擺球所受回復(fù)力最大D. t 4時刻擺球速度為零 , 擺球處于平衡狀態(tài)解析:在 t1,t 3時刻,擺球位于最大位移處 ,擺球的速度為零 ,所受的回 復(fù)力

5、最大,向心加速度為零 ,A 錯誤,C 正確;在 t2,t 4時刻,擺球位于平 衡位置 , 速度最大 , 向心加速度最大 , 懸線對擺球的拉力最大 ,B 正確 ,D 錯誤。5. ( 多選)如圖甲所示 ,一列機(jī)械橫波沿 ab直線向右傳播。已知 a,b 兩 點(diǎn)間的距離為 1 m,a,b 兩點(diǎn)的振動情況如圖乙所示 ,下列說法中正確 的是 ( AC )A. 波速可能是 m/s B. 波速可能大于 1 m/sC.波長可能是 m D.波長可能大于 4 m解析:由振動圖象可知 ,T=4 s, 由題意結(jié)合 a,b 兩點(diǎn)的振動情況可得( +n)=1 m。解得 = m(n=0,1,2 ), 選項(xiàng) C正確,D 錯誤;

6、波速可 能值 v= = m/s(n=0,1,2 ), 選項(xiàng) A 正確,B 錯誤6. ( 多選)如圖是均勻小球做單擺運(yùn)動 , 平衡位置為 O點(diǎn),A,B 為最大位 移處,M,N 點(diǎn)關(guān)于 O點(diǎn)對稱。下列說法正確的是 ( CD )A. 小球受重力、繩子拉力和回復(fù)力B. 小球所受合外力就是單擺的回復(fù)力C. 小球在 O點(diǎn)時合外力不為 0, 回復(fù)力為 0D. 小球經(jīng)過 M點(diǎn)的位移與小球在 N點(diǎn)的位移大小相等、方向相反 解析:物體只受兩個力 :重力、繩子拉力 ,A 錯;回復(fù)力的大小為振動方 向上的合外力 ,對于單擺 , 它是重力沿運(yùn)動方向的分力 ,因?yàn)樾∏蜃龅?是圓周運(yùn)動 ,所以法向合外力等于向心力 ,B 錯

7、;平衡位置是指回復(fù)力 為 0 的位置 , 但合外力不一定是 0, 比如小球在 O點(diǎn),回復(fù)力為 0, 但由 于在做圓周運(yùn)動 ,法向合外力是指向圓心的 ,C正確;位移既有大小 ,也 有方向,根據(jù)運(yùn)動的對稱性可知 ,選項(xiàng) D正確.7. ( 多選)如圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖 , 圖乙為介質(zhì)中 x=2 m處的質(zhì)點(diǎn) P 以此時刻為計(jì)時起點(diǎn)的振動圖象。下列說法正確的 是 ( AB )A. 這列波的傳播方向是沿 x 軸正方向B. 這列波的傳播速度是 20 m/sC. 經(jīng)過 0.15 s, 質(zhì)點(diǎn) P 沿 x 軸的正方向傳播了 3 mD. 經(jīng)過 0.1 s, 質(zhì)點(diǎn) Q的運(yùn)動方向沿 y 軸正方向解析:由

8、圖乙知 t=0 時質(zhì)點(diǎn) P向 y 軸負(fù)方向運(yùn)動 ,再由甲圖可知 ,該波 向 x 軸正方向傳播 ,A 正確 ; 由圖甲知波長 =4 m, 由圖乙知周期 T=0.2 s, 則波速 v= = m/s=20 m/s,B 正確; 質(zhì)點(diǎn)不隨波遷移 ,只在其平衡位置附近振動 ,C 錯;經(jīng)過 0.1 s= T,質(zhì)點(diǎn) Q的運(yùn)動方向沿 y 軸負(fù)方 向 ,D 錯。8. ( 多選)如圖為某簡諧運(yùn)動圖象 ,若t=0 時,質(zhì)點(diǎn)正經(jīng)過 O點(diǎn)向 b運(yùn)動,則下列說法正確的是 ( CD ) 解析:在0.7 s時, 質(zhì)點(diǎn)的位移是指由平衡位置指向所在位置的有向線 段,故位移為正 ,即向右,且正在向平衡位置運(yùn)動 ,A 錯誤;質(zhì)點(diǎn)在 1

9、.5 s 時的位移最大 ,方向?yàn)樨?fù),即向左,在 1.75 s 時,由正弦圖象的特點(diǎn)可 知,其位移大小應(yīng)為 cm,B 錯誤; 質(zhì)點(diǎn)在 1.2 s 到1.4 s過程中, 質(zhì)點(diǎn) 正在遠(yuǎn)離平衡位置 ,所以其位移在增加 ,方向?yàn)樨?fù),即向左,C 正確;質(zhì) 點(diǎn)從 1.6 s 到 1.8 s 時間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)正向平衡位置運(yùn)動 , 所以其位移正在 減小,方向?yàn)樨?fù),即向左,D 正確。A.質(zhì)點(diǎn)在0.7 sB.質(zhì)點(diǎn)在1.5 sC.質(zhì)點(diǎn)在1.2 sD.質(zhì)點(diǎn)從1.6 s時,質(zhì)點(diǎn)的位移為向左 , 且正在遠(yuǎn)離平衡位置運(yùn)動時的位移最大 , 方向向左 , 在 1.75 s 時, 位移為 1 cm到 1.4 s 過程中 , 質(zhì)點(diǎn)的位移

10、在增加 , 方向向左到 1.8 s 時間內(nèi) , 質(zhì)點(diǎn)的位移正在減小 , 方向向左9. ( 多選)一水平彈簧振子做簡諧運(yùn)動的振動圖象如圖所示 , 已知彈簧 的勁度系數(shù)為 20 N/cm, 則 ( AB )A. 圖中 A點(diǎn)對應(yīng)的時刻振子所受的回復(fù)力大小為 5 N, 方向指向 x 軸 的負(fù)方向B. 圖中 A點(diǎn)對應(yīng)的時刻振子的速度方向指向 x 軸的正方向C. 在 0 4 s 內(nèi)振子做了 1.75 次全振動D. 在 0 4 s 內(nèi)振子通過的路程為 3.5 cm 解析:由簡諧運(yùn)動的特點(diǎn)和彈簧彈力與伸長量的關(guān)系可知 ,圖中 A點(diǎn) 對應(yīng)的時刻振子所受的回復(fù)力大小為 F=kx=200.25 N=5 N, 方向指

11、 向x 軸的負(fù)方向 ,并且現(xiàn)在正在遠(yuǎn)離 O點(diǎn)向 x 軸的正方向運(yùn)動 ,A,B 正 確;由圖可讀出周期為 2 s,4 s 內(nèi)振子做兩次全振動 ,通過的路程是 s=24A=2 40.5 cm=4 cm,C,D 錯誤。10. ( 多選)一列簡諧橫波從左向右以 v=2 m/s的速度傳播 , 某時刻的波 形圖如圖所示 , 下列說法正確的是 ( BD )A. A 質(zhì)點(diǎn)再經(jīng)過一個周期將傳播到 D點(diǎn)B. B 點(diǎn)正在向上運(yùn)動C. B點(diǎn)再經(jīng)過 T 回到平衡位置D. 該波的周期 T=0.05 s 解析:機(jī)械波傳播時 , 介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)在各自的平衡位置做往復(fù)運(yùn)動 , 不向遠(yuǎn)處傳播 ,故 A錯誤;B 點(diǎn)向上振動 ,由位

12、置可知 , 回到平衡位置所 需時間小于 ,B 正確,C 錯誤;T= = s=0.05 s,D 正確。11. ( 多選)一列簡諧橫波在某時刻的波形圖如圖所示 , 已知圖中質(zhì)點(diǎn) b 的起振時刻比質(zhì)點(diǎn) a 延遲了 0.5 s,b 和 c 之間的距離是 5 m, 以下說 法正確的是 ( CD )A. 此列波的波長為 2.5 mB. 此列波的頻率為 2 HzC. 此列波的波速為 5 m/sD. 此列波的傳播方向?yàn)檠?x 軸正方向傳播 解析:b 和c之間的距離就是一個波長即 5 m,A 項(xiàng)錯;a,b 之間距離為 半個波長,波從 a傳到b所用時間為半個周期 ,即0.5 s, 所以周期為 1 s, 頻率 f=

13、1 Hz,B 項(xiàng)錯 ; 波速 v= =5 m/s,C 項(xiàng)對 ; 質(zhì)點(diǎn) b 的起振時刻 比質(zhì)點(diǎn) a延遲,說明波是從 a向 b傳播即沿 x軸正方向,D項(xiàng)對。12. 圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖 ,a,b 兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分 別為 xa=2 m和 xb=6 m,圖乙為質(zhì)點(diǎn) b從該時刻開始計(jì)時的振動圖象。 下列說法正確的是 ( D )A. 該波沿+x方向傳播, 波速為 1 m/sB. 質(zhì)點(diǎn) a經(jīng) 4 s 振動的路程為 4 mC. 此時刻質(zhì)點(diǎn) a的速度沿 +y方向D. 質(zhì)點(diǎn) a在 t=2 s 時速度為零解析:t=0 時,b質(zhì)點(diǎn)向+y方向運(yùn)動,根據(jù)“下坡上”可判定波沿 -x 方 向傳播,A 錯誤;a

14、 總是與 b的振動方向相反 ,t=0 時,a 向-y 方向運(yùn)動 ,C 錯誤;經(jīng)過 4 s,a 回到平衡位置 ,路程為 1 m,B 錯誤;t=2 s 時,a 處于 波谷,速度為零,D 正確。13. ( 多選)如圖所示, 甲是一列橫波在某一時刻的波動圖象 ,乙是在 x=6 m處的質(zhì)點(diǎn)從該時刻開始計(jì)時的振動圖象 ,a,b 是介質(zhì)中兩個質(zhì)點(diǎn) 下列說法錯誤的是 ( ACD )A. 這列波沿 x 軸的正方向傳播B. 這列波的波速是 2 m/sC. a 比 b 先回到平衡位置D. a,b 兩質(zhì)點(diǎn)的振幅都是 10 cm解析:由圖象知,這列波的波長為 8 m,周期為 4 s, 則 v= =2 m/s,B 正 確

15、;振幅為 5 cm,D錯誤;x=6 m 處的質(zhì)點(diǎn)從開始計(jì)時后經(jīng) T到達(dá)波峰, 說明開始計(jì)時時 ,正在由平衡位置向波峰運(yùn)動 , 波源在右側(cè) ,則這列波 沿x 軸負(fù)方向傳播 ,A 錯誤;根據(jù)傳播方向判斷 , 開始計(jì)時時 , 質(zhì)點(diǎn) a向 波谷運(yùn)動 , 質(zhì)點(diǎn) b 向平衡位置運(yùn)動 ,a 比 b 后回到平衡位置 ,C 錯誤。14. （ 多選）如圖甲所示是一列沿 x 軸正方向傳播的簡諧橫波在 t=0 時 刻的波形圖 ,P 是離原點(diǎn) x1=2 m的一個中質(zhì)點(diǎn) ,Q 是離原點(diǎn) x2=4 m的一 個中質(zhì)點(diǎn) ,此時離原點(diǎn) x3=6 m的中質(zhì)點(diǎn)剛剛要開始振動。圖乙是該簡 諧波傳播方向上的某一質(zhì)點(diǎn)的振動圖象 （ 計(jì)時起

16、點(diǎn)相同 ） 。由此可知 （ BD ）A. 這列波的周期 T=3 sB. 這列波的傳播速度 v=2 m/sC. 這列波的波源起振方向?yàn)橄蛏螪. 乙圖可能是圖甲中質(zhì)點(diǎn) Q的振動圖象解析:由圖象可知波長 =4 m,周期 T=2 s, 傳播速度 v= =2 m/s,選項(xiàng) B正確,A 錯誤.由波動圖象可知質(zhì)點(diǎn)起振方向向下 , 結(jié)合波動圖象與振 動圖象的關(guān)系可知 ,t=0 時刻 Q質(zhì)點(diǎn)振動方向向上 , 形式與振動圖象完 全一致,選項(xiàng) C錯誤,D 正確。15. （ 多選）一列橫波在 t=0 時刻的波形如圖中實(shí)線所示 , 在t=1 s 時的A. 波長一定是4 cmAC )波形如圖中虛線所示。13 / 13B.

17、 周期一定是C.振幅一定是2 cmD. 傳播速度一定是 1cm/s解析: 從圖上可讀出波長是可知 nT+ T=1 s(n=0,1,2,3,4 cm, 振幅是 2 cm, 故選項(xiàng) A,C 正確 ; 由題 ）, 周期有不確定解 , 選項(xiàng) B錯誤 ; 同理傳 播速度 v= 也不確定 , 選項(xiàng) D錯誤16. （ 多選）如圖為一列沿 x 軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波 ,實(shí)線為 t=0 時 刻的波形圖 ,虛線為 t=0.6 s 時的波形圖 , 波的周期 T0.6 s, 則 （ ACD ）A. 波的周期為 0.8 sB. 在 t=0.9 s 時,P 點(diǎn)沿 y 軸正方向運(yùn)動C. 經(jīng)過 0.4 s,P 點(diǎn)經(jīng)過的路程為

18、 0.4 mD. 在 t=0.5 s 時,Q 點(diǎn)到達(dá)波峰位置 解析:根據(jù)題意應(yīng)用平移法可知由實(shí)線得到虛線需要將圖象沿 x 軸負(fù) 方向平移 (n+ ) , 其中 n=0,1,2,3,4 , 故由實(shí)線傳播到虛線這種狀 態(tài)需要(n+ )T, 即(n+ )T=0.6 s, 解得 T= s, 其中 n=0,1,2,3,4 , 又 T0.6 s, 故周期為 0.8 s, 故 A正確。由于波沿 x軸負(fù)方向傳播 , 故 t=0 時刻 P 點(diǎn)沿 y 軸負(fù)方向運(yùn)動 , 而周期 T=0.8 s, 故 t=0.8 s 時 P 點(diǎn)沿 y 軸負(fù)方向運(yùn)動 ,1.0 s 時 P點(diǎn)到達(dá)波谷 ,故 0.9 s 時P點(diǎn)沿 y 軸

19、負(fù)方向運(yùn)動 ,故 B錯誤。在一個周期內(nèi) P點(diǎn)完成一個全振動 , 即其運(yùn)動 路程為 4A,而 0.4 s= T,故 P點(diǎn)的運(yùn)動路程為 2A=0.4 m,C正確。由題意可知波長 =8 m, 則波速 v= =10 m/s, 在 t=0 時刻 Q點(diǎn)的橫坐標(biāo)為 x0=5 m,由于波沿 x 軸負(fù)方向運(yùn)動 ,故在 t=0.5 s 的時間內(nèi)波沿 x 軸負(fù) 方向傳播的距離為 x=vt=10 0.5 m=5 m, 故在 t=0.5 s 時,Q 點(diǎn)振動情 況和 t=0 時刻距離坐標(biāo)原點(diǎn) 10 m處的質(zhì)點(diǎn)的振動情況相同 , 而 t=0 時 刻距離坐標(biāo)原點(diǎn) 10 m處的質(zhì)點(diǎn)在波峰 ,故在 t=0.5 s 時,Q點(diǎn)到達(dá)波 峰位置,故 D正確。17. 手持較長軟繩端點(diǎn) O以周期 T在豎直方向上做簡諧運(yùn)動 ,帶動繩上 的其他質(zhì)點(diǎn)振動形成簡諧波沿繩水平傳播 ,示意如圖 .繩上有另一質(zhì) 點(diǎn) P,且 O,P的平衡位置間距為 L。t=0 時,O位于最高點(diǎn) ,P 的位移恰 好為零 , 速度方向豎直向上 , 下列判斷正確的是 ( C )A. 該簡諧波是縱波B. 該簡諧波的最大波長為 2LC. t= 時,P 在平衡位置上方D. t= 時 ,P 的速度方向豎直向上解析:振動方向與傳播方向垂直