2020版高考物理一轮复习全程训练计划课练36机械振动机械波含解析.pdf
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1、机械振动 机械波机械振动 机械波 小题狂练 小题是基础 练小题 提分快 36 1.2019山西省重点中学联考(5 选 3)下列关于简谐振动以及做简谐振动的物体完成 一次全振动的意义,以下说法正确的是( ) A位移减小时,加速度减小,速度增大 B位移的方向总跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同 C动能或势能第一次恢复为原来的大小所经历的过程为一次全振动 D速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方向所经历的过程为一次全振动 E物体运动方向指向平衡位置时,速度的方向与位移的方向相反;背离平衡位置时, 速度方向与位移方向相同 答案:ADE 解析:当位移减小时,回复力减小,则加速度在减小,物体正在返回
2、平衡位置;故速度 在增大,A正确;回复力与位移方向相反,故加速度和位移方向相反,但速度可以与位移方 向相同,也可以相反 ; 物体运动方向指向平衡位置时,速度的方向与位移的方向相反,背离 平衡位置时,速度的方向与位移方向相同,B错误,E正确;一次全振动过程中,动能和势 能均会有两次恢复为原来的大小,C错误;速度和加速度第一次同时恢复为原来的大小和方 向所经历的过程为一次全振动,D正确 2 2019河南省新乡延津高中模拟(5 选 3)关于水平放置的弹簧振子的简谐运动, 下 列说法正确的是( ) A位移的方向总是由振子所在处指向平衡位置 B加速度的方向总是由振子所在处指向平衡位置 C经过半个周期振子
3、经过的路程一定为振幅的 2 倍 D若两时刻相差半个周期,弹簧在这两个时刻的形变量一定相等 E经过半个周期,弹簧振子完成一次全振动 解析:BCD 解析:位移为从平衡位置指向振子位置的有向线段,A错误;振子加速度的方向与回复 力的方向相同,总是由振子所在处指向平衡位置,B正确;弹簧振子的振动具有对称性,经 过半个周期振子经过的路程一定为振幅的 2 倍,C正确;弹簧振子的振动具有对称性,若两 时刻相差半个周期,弹簧在这两个时刻的形变量一定相等,D正确;弹簧振子完成一次全振 动的时间才是一个周期,E错误 32019河北省石家庄质检(多选)在“利用单摆测重力加速度”的实验中,如果得 出的重力加速度的测量
4、值偏大,其可能的原因是( ) A测量周期时,时间 t 内全振动的次数少数了一次 B测量周期时,时间 t 内全振动的次数多数了一次 C摆线上端固定不牢固,振动中出现松动,使摆线变长 D在测量摆长时,将细线的长度加上摆球的直径作为摆长 答案:BD 解析:由单摆的周期公式 T2得 g,数振动次数时,少计了一次,则求出 l g 42l T2 的周期 T 偏大,由 g知重力加速度的测量值偏小,A错误;数振动次数时,多计了一 42l T2 次,则求出的周期 T 偏小,由 g知重力加速度的测量值偏大,B正确;振动中出现松 42l T2 动, 使摆线变长, 则摆线的测量值比真实值偏小, 则由 g可知重力加速度
5、测量值偏小, 42l T2 C错误;测量摆长时,将细线的长度加上摆球的直径作为摆长,则由 g可知重力加速 42l T2 度的测量值偏大,D正确 4 2019广西陆川中学检测(5 选 3)一质点做简谐运动的图象如图所示, 下列说法正 确的是( ) A质点振动的频率是 4 Hz B在 10 s内质点经过的路程是 20 cm C第 4 s末质点的速度最大 D在 t1 s和 t3 s两时刻,质点的位移大小相等、方向相同 E在 t2 s和 t6 s两时刻,质点的速度相同 答案:BCE 解析:由题图读出质点振动的周期为 T4 s,则频率为 f 0.25 Hz,A错误;质点 1 T 做简谐运动,在一个周期内
6、通过的路程是 4 个振幅,因 10 s2.5T,则在 10 s内质点经过 的路程是 s2.54A102 cm20 cm,B正确;在第 4 s末,质点位于平衡位置处,速度 最大,C正确 ; 由题图看出,在 t1 s和 t3 s两时刻,质点位移大小相等、方向相反,D 错误;在 t2 s和 t6 s两时刻,质点同向通过平衡位置,质点的速度相同,E正确 5. 2019湖北省八校联考(5 选 3)如图所示,在升降机的天花板上固定一摆长为 l 的单 摆, 摆球的质量为 m.升降机保持静止, 观察到摆球正以小角度 左右摆动, 且振动周期为 T. 已知重力加速度大小为 g,不计空气阻力,则下列说法正确的是(
7、) A若仅将摆球的质量增大一倍,其余不变,则单摆的振动周期不变 B若升降机匀加速上升,利用此单摆来测定当地的重力加速度,则测量值偏大 C设想当摆球摆到最低点时,升降机突然以加速度 g 竖直下落,则摆球相对于升降机 做匀速直线运动 D设想当摆球摆到最高点时,升降机突然以加速度 g 竖直下落,则摆球相对于升降机 会保持静止 E设想当摆球摆到最高点时,升降机突然以大小为 g 的加速度匀加速上升,则摆球相 对升降机仍然左右摆动,且振动周期不变 答案:ABD 解析:由单摆的周期公式 T2可知,若仅将摆球的质量增大一倍,其余不变,则 l g 单摆的振动周期不变,A正确;若升降机匀加速上升,则等效重力加速度
8、偏大,则利用单摆 测得当地的重力加速度偏大,B正确;设想当摆球摆到最低点时,升降机突然以加速度 g 竖 直下落,则摆球相对于升降机做匀速圆周运动,C错误;设想当摆球摆到最高点时,升降机 突然以加速度 g 竖直下落,则摆球相对于升降机会保持静止,D正确;设想当摆球摆到最高 点时, 升降机突然以大小为g的加速度匀加速上升, 则等效重力加速度变大, 振动周期减小,E 错误 62019湖北省武汉三中模拟某振动系统的固有频率为 f0,在周期性驱动力的作用 下做受迫振动,驱动力的频率为 f.若驱动力的振幅保持不变,下列说法正确的是( ) A当 ff0时,该振动系统的振幅随 f 增大而增大 C该振动系统的振
9、动稳定后,振动的频率等于 f D该振动系统的振动稳定后,振动的频率等于 f0 答案:C 解析 : 共振图象如图所示,当 ff0时,系统达到共振,振幅最大,故 ff0时,随 f 的增大,振幅减小,A、B错误;系统的振动稳定后,系统 的振动频率等于驱动力的频率,故振动频率等于 f,C正确,D错误 72019福建省北大附中测试(5 选 3)振动周期为 T、振幅为 A、位于 x0 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
10、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 svT,则质点 p 的位移与波源的相同 答案:ABE 解析:波传播过程中,知波源的振动周期、振幅,则知质点 p 振动的振幅一定为 A,周 期一定为 T,但质点 p 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,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,D 错误;若 p 点与波源的距离 svT,则 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,E正确 82019重庆市垫江中学检
11、测(5 选 3)一振动周期为 T、位于 x0 处的波源从平衡 位置沿 y 轴正方向开始做简谐运动,该波源产生的简谐横波沿 x 轴正方向传播,波速为 v, 关于在 x处的质点 P,下列说法正确的是( ) 3vT 2 A质点 P 振动周期为 T,速度的最大值为 v B若某时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴负方向,则该时刻波源速度方向沿 y 轴正方向 C质点 P 开始振动的方向沿 y 轴正方向 D当 P 开始振动后,若某时刻波源在波峰,则质点 P 一定在波谷 E当 P 开始振动后,若某时刻波源在波谷,则质点 P 也一定在波谷 答案:BCD 解析 : 质点 P 振动周期与波源振动周期相同, 也为 T,
12、 但其振动速度与波速无关,A错误 ; x , 若某时刻质点 P 的速度方向沿 y 轴负方向, 则该时刻波源速度方向沿 y 轴正方 3vT 2 3 2 向,B正确;根据波的特点:简谐波传播过程中,质点的起振方向都与波源的起振方向相同, 故质点 P 开始振动的方向沿 y 轴正方向,C正确;x ,故某时刻波源在波峰,则 3vT 2 3 2 质点 P 一定在波谷,D正确,E错误 92019云南省楚雄模拟(5选3)一列沿x轴正方向传播的机械波,波速为4 m/s,t0 时刻波形如图所示,下面说法正确的是( ) A这列波传播的周期为 2 s B平衡位置为 x10 m处的质点起振方向为竖直向下 C平衡位置为
13、x3.5 m处的质点在 t0 到 t 时间段内路程等于 2 cm T 4 Dt9 s时,平衡位置为 x3.5 m处的质点正在向下振动 E平衡位置为 x4 m处的质点位移总是和平衡位置为 x8 m处的质点位移相同 答案:ABD 解析:从题图中可知 8 m,故这列波传播的周期为 T s2 s,A正确;波上 v 8 4 所有质点的起振方向都相同, t0 时刻 x8 m处的质点开始振动, 沿 y 轴负方向, 故 x 10 m处质点的起振方向也为竖直向下,B正确 ; 平衡位置为 x3.5 m处的质点在 t0 时不 在波峰或者波谷,也不在平衡位置,故在四分之一周期内的路程不等于 2 cm,C错误 ; 平衡
14、 位置为 x3.5 m处的质点在 t1 s时和 t9 s时的振动情况相同,根据波的平移法,知该 质点在t9 s时振动情况和t0时x7.5 m处的质点振动情况相同,故该质点正向下振动,D 正确 ; 平衡位置为 x4 m处的质点和平衡位置为 x8 m处的质点相距半个波长,两者振动 情况总是相反,E错误 102019河南省师大附中模拟(5 选 3)一列简谐横波沿 x 轴正方向传播,t0 时波 形图如图中实线所示,此时波刚好传到 c 点,t0.6 s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( ) A当 t0.5 s时质点 b 和质点 c 的位移相
15、等 B当 t0.6 s时质点 a 的位移为5 cm3 C质点 c 在 00.6 s时间内沿 x 轴正方向移动了 3 m D喷点 d 在 00.6 s时间内通过的路程为 20 cm E这列简谐横波遇到频率为 1 Hz的另一列简谐横波时我们能够观察到干涉现象 答案:ABD 解析 : 由题意可得该波向右传播,起振方向向上,波长是 4 cm,0.6 s的时间内传播的 距离是, 所以波的周期 T0.6 s 0.8 s、 f Hz、 2f.该波的振动方 3 4 4 3 1 T 5 4 5 2 程 : y Asin, 当 t 0.5 s时 质 点 b 的 位 移 : yb 0.10 msin ( 2 T t
16、2x ) m, c 点的位移 : yc0.10 msin ( 2 0.8 0.52 5 4) 2 20( 2 0.8 0.52 6 4) m,质点 b、c 的位移相同,A正确 ; 质点 a 的初相为,振动方程 : yAsin(t) 2 20 6 10sin cm,当 t0.6 s时,ya10sin cm5 cm,B正确 ; 质 ( 5 2 t 6)( 5 2 0.6 6) 3 点 c 在这段时间内只是沿振动的方向上下振动,没有沿 x 轴正方向移动,C错误;由题图可 知, 质点 d 在 0.6 s内先向上运动到达最高点后又返回平衡位置, 在这段时间内通过的路程 是 2 倍的振幅,为 20 cm,
17、D正确 ; 这列波的频率为 f 1.25 Hz,与频率为 1 Hz的另一列 1 T 简谐横波不是相干波,不会发生干涉现象,E错误 112019甘肃省会宁一中月考(5 选 3)如图甲,同一均匀介质中的一条直线上有相 距 6 m的两个振幅相等的振源 A、B.从 0 时刻起,A、B 同时开始振动,且都只振动了一个周 期 图乙为 A 的振动图象, 图丙为 B 的振动图象 若 A 向右传播的波与 B 向左传播的波在 0. 3 s时相遇,则下列说法正确的是( ) A两列波的波长都是 2 m B两列波在 A、B 间的传播速度均为 10 m/s C在两列波相遇过程中,A、B 连线的中点 C 为振动加强点 D在
18、 0.9 s时,质点 B 经过平衡位置且振动方向向上 E两个波源振动的相位差为 答案:ABE 解析 : 两波在均匀介质中传播速度相同,设为 v,则有 2vt1xAB,代入解得 v10 xAB 2t1 m/s,B正确 ; 由题图乙、丙知两列波的周期 T0.2 s,则波长 vT2 m,A正确 ; 当 A 的 波峰(或波谷)传到 C 时,恰好 B 的波谷(或波峰)传到 C 点,所以 C 点的振动始终减弱,C错 误 ; 振源 A、B 都只振动了一个周期,0.8 s时质点 B 刚刚停止振动,所以在 0.9 s时,质点 B 没有振动,D错误;振源 A 的简谐振动方程为 yAsint,振源 B 的简谐振动方
19、程为 y AsintAsin(t),两个波源振动的相位差为,E正确 12. 2019河北省冀州中学模拟(5 选 3)如图所示, 一根张紧的水平弹性长绳上的 a、 b 两 点,相距 14.0 m,b 点在 a 点的右方,当一列简谐横波沿此长绳向右传播时,若 a 点的位移 达到正向最大时,b 点的位移恰为零且向下运动经过 1.00 s后 a 点的位移为零,且向下运 动,而 b 点的位移恰达到负向最大,则这列简谐波的波速可能等于( ) A4.67 m/s B6 m/s C10 m/s D4 m/s E6.36 m/s 答案:ACE 解析:由题意可知,当简谐横波沿长绳向右传播时,若 a 点的位移达到正
20、向最大时,b 点的位移恰为零且向下运动,则 a、b 间距离 xab,n0,1,2,得到波长 (n 3 4) ,n0,1,2,又据题意,经过 1.00 s后 a 点的位移为零,且向下运动, 4xab 4n3 56 m 4n3 而 b 点的位移恰达到负向最大,则时间 t1.00 sT,k0,1,2,得到周期 T (k 1 4) s,k0,1,2,则波速 v m/s,当 k0,n0 时,v4.67 4 4k1 T 144k1 4n3 m/s; 当 k1,n1 时,v10 m/s; 当 k1,n2 时,v6.36 m/s; 由于 n、k 是整数,v 不可能等于 6 m/s和 4 m/s,A、C、E正确
21、 132019山东泰安模拟(5 选 3)均匀介质中相距为 a 的两个波源 S1和 S2,振动频率 均为 f,产生的简谐横波沿其连线相向传播,振幅为 A,波速为 v.O 为 S1S2的中点,如图所 示已知两波源的振动方向和初始相位均相同下列说法正确的是( ) A质点 O 的振动频率为 f B质点 O 的振动频率为 2f C质点 O 的振幅为 2A D只要不满足 an (n1,2,3,),质点 O 的振幅就一定小于 2A v f E质点 O 的振动可能与波源 S1、S2不同步 答案:ACE 解析:两个波源 S1和 S2,振动频率均为 f,那么质点 O 的振动频率也为 f,A正确,B 错误;O 为
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