专题15 机械振动和机械波(练)-2018年高考物理二轮复习讲练测 Word版含解析

1．【2017·新课标Ⅰ卷】（5分）如图（a），在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的点波源S1(0，4)和S2(0，–2)。

两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示，两列波的波速均为1.00 m/s。

两列波从波源传播到点A(8，–2)的路程差为________m，两列波引起的点B(4，1)处质点的振动相互__________（填“加强”或“减弱”），点C(0，0.5)处质点的振动相互__________（填“加强”或“减弱”）。

【答案】2 减弱加强【考点定位】波的叠加、干涉【名师点睛】本题只要考查产生两列波相遇处是加强或减弱的条件，尤其小心两波源振动的方向是相反的，即振动步调相反，刚好颠倒过来。

2．【2017·江苏卷】野生大象群也有自己的“语言”．研究人员录下象群“语言”交流时发出的声音，发现以2倍速度快速播放时，能听到比正常播放时更多的声音．播放速度变为原来的2倍时，播出声波的___________（选填“周期”或“频率”）也变为原来的2倍，声波的传播速度____________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．【答案】频率不变【解析】频率由波源决定，播放速度变为原来的2倍时，播出声波的频率变为原来两倍，传播速度由介质决定，所以传播速度不变．【考点定位】机械波频率波速【名师点睛】机械波在传播的过程中，传播的速度由介质决定，而频率由波源决定．3．【2016·北京卷】如图所示，弹簧振子在M、N之间做简谐运动。

以平衡位置O为原点，建立Ox轴。

向右为x的轴的正方向。

若振子位于N点时开始计时，则其振动图像为【答案】A【解析】由于向右为正方向，振子位于N点时开始计时，所以0时刻位移为正，在正向最大位移处，将向左运动，即向负方向运动，故A正确。

【考点定位】简谐振动图像【方法技巧】在考纲上简谐振动这一块要求学生能从振动图象上获取信息，会求简谐运动的路程和位移，以及掌握简谐运动的表达式。

4．【2016·四川卷】简谐横波在均匀介质中沿直线传播，P、Q是传播方向上相距10 m的两质点，波先传到P，当波传到Q开始计时，P、Q两质点的振动图像如图所示。

则A．质点Q开始振动的方向沿y轴正方向B．该波从P传到Q的时间可能为7 sC．该波的传播速度可能为2 m/sD．该波的波长可能为6 m【答案】AD考点：振动图像；机械波的传播【名师点睛】此题是对振动图像及机械波传播问题的考查；首先要掌握已知振动图像判断质点振动方向的基本方法以及波速、波长及周期的关系；此题中要考虑波形传播的重复性及多解问题，这是题目的难点所在.5．【2015·全国新课标Ⅰ·34（2）】甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿轴正向和负向传播，波速均为，两列波在时的波形曲线如图所示。

求（i）时，介质中偏离平衡位置位移为16的所有质点的坐标；（ii）从开始，介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间。

【答案】（i）（ii）【考点定位】机械振动机械波【名师点睛】1列出波峰或波谷的坐标表达式是关键；2不存在波谷和波谷相遇的点。

1．P、Q、M是某弹性绳上的三个质点，沿绳建立x坐标轴。

一简谐横波正在沿x轴的正方向传播，振源的周期为0.4s。

在t=0时刻的波形如图所示，则在t=0.2s时，（）。

A. 质点P处于波谷B. 质点Q处于波峰C. 质点P处于平衡位置且向上运动D. 质点M处于平衡位置且向上运动【答案】C【解析】简谐横波沿x轴的正方向传播，t=0时刻质点P的速度向下，t=0.2s=，P点经过平衡位置向上运动．故A错误，C正确．波从P传到Q的时间为T=0.1s，t=0.2s时，质点Q已经振动了0.1s=，而质点Q的起振方向向下，则在t=0.2s时质点Q处于波谷．故B错误．在t=0.2s时波传到M点，此时M点的振动方向向下，选项D错误；故选C.2．下列关于波的说法中，正确的是（）A. 次声波比超声波更容易发生明显的衍射现象B. 海啸发生后尚未到达海岸边，沿海渔民没有反应，但狗显得烦噪不安，这是因为次声波传播速度比超声波大C. 当声源相对于观察者匀速远离时，观察者听到的声音的音调可能变高，也可能变低D. 发生多普勒效应的原因是因为声源的频率发生了变化【答案】A点睛：本题要注意多普勒效应现象的特点、适用范围，对于多普勒效应，要知道在波源与观察者靠近时观察者接收到的波的频率变高，而在波源与观察者远离时接收频率变低；即高亢表示远离，低沉表示靠近．3．秋千的吊绳有些磨损，在摆动过程中，吊绳最容易断裂的时候是秋千：A. 在下摆过程中B. 在上摆过程中C. 摆到最高点时D. 摆到最低点时【答案】D4．频率一定的声源在空气中沿背离静止的接收器的方向匀速运动，设声源的速度为u，声波的速度为v，且u<v，接收器接收到的频率为f，则当u增大时()A. f增大，v增大B. f增大，v不变C. f不变，v增大D. f减小，v不变【答案】D【解析】首先，无论u如何变化，声波的速度v不变；随着u的增大，接收器在单位时间内接收到的完全波的个数减少，即接收器接收到的频率减小。

综上可知，D正确。

5．（多选）如图所示，两列简谐横波分别沿x 轴正方向和负方向传播，两波源分别位于x= -0.2m 和x=1.2m 处，两列波的速度均为v=0.4m/s，两列波的振幅均为 2cm．图示为t=0 时刻两列波的图象（传播方向如图所示），此刻平衡位置处于x=0.2m 和x=0.8m 的P、Q 两质点刚开始振动．质点M 的平衡位置处于x=0.5m 处，下列说法正确的是．A. 两列波的周期均为 1sB. 在t=0.75s 时刻，质点P、Q 都运动到M 点C. 质点M 的起振方向沿 y 轴负方向D. 在t=2s 时刻，质点M 的纵坐标为-2cmE. 在 0~2s 这段时间内质点M 通过的路程为 20cm【答案】ACD【解析】A、两列波的周期，故A正确；B、在t=0.75s 时刻，两列波的传播距离均等于，但质点P、Q不随波的传播而向左向右运动，故B错误；C、P、Q 两质点起振方向沿y 轴负方向，两列波的传播到P点时，质点M 的起振方向沿 y 轴负方向，故C正确；质点M振动了D、在t=2s 时刻，质点M振动了个周期，所以质点M 的纵坐标为-2cm，故D正确；E、在0~2s 这段时间内质点M 通过的路程为，故E错误；故选ACD。

6．（多选）下列说法中正确的是__A. 偏振光可以是横波，也可以是纵波B. 声源与观察者相互靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率C. 相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关D. 雨后路面上的油膜呈现彩色，是光的折射现象E. 光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象【答案】BCE7．渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位．已知某超声波频率为1.0×105Hz，某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示．(1)从该时刻开始计时，画出x＝7.5×10－3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期)．(2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s，求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动)．【答案】解析：(1)该波的周期为T＝＝1×10－5s，由波动图象知，此时x＝7.5×10－3 m处的质点位于负的最大位移处，所以，从该时刻开始计时，该质点的振动图象，如图所示．(2)由波形图读出波长λ＝15×10－3 m由波速公式得v＝λf ①鱼群与渔船的距离为x＝vt ②联立①②式，代入数据得x＝3000 m.8．如图所示,①为某一列简谐波t=t0时的波形图象,②是这列波上P点从这一时刻起的振动图象,试讨论。

(1)波的传播方向及传播速度;(2)画出经2.3 s后波的图象,并求P质点的位移和P质点运动的路程。

【答案】(1)5.0 m/s,沿x轴正方向传播(2) 10 cm 2.3 m【解析】试题分析：（1）根据振动图象可知判断P点在t=t0时刻的振动方向，从而判断波的传播方向，由图象得出周期和波长，从而求出波速；（2）根据求解波形平移的距离；一个周期内质点走过的路程为4A，位移为从平衡位置到末位置的有向线段．（1）根据振动图象可知判断P点在时刻在平衡位置且向负的最大位移运动，则波沿x轴正方向传播；由甲图可知，波长λ=2m，由乙图可知，周期T=0.4s，则波速：；（2）经过后，波形图如图所示则路程在2.3s时刻，P点的位移为：；1．一质点做简谐运动，则下列说法中正确的是（）A. 若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值B. 质点通过平衡位置时，速度为零，加速度最大C. 质点每次通过平衡位置时，加速度不一定相同，速度也不一定相同D. 质点每次通过同一位置时，其速度不一定相同，但加速度一定相同【答案】D考点：简谐运动【名师点睛】此题是对简谐振动特点的考查；要知道加速度和恢复力具有正比同向的关系，而恢复力和位移具有正比反向的关系；而速度最大时加速度最小，此时物体的位移为零. 2．下图为某质点沿x轴做简谐运动的图象,下列说法中正确的是()A. 在t=4s时质点速度最大,加速度为0B. 在t=1s时,质点速度和加速度都达到最大值C. 在0到1s时间内,质点速度和加速度方向相同D. 在t=2s时,质点的位移沿x轴负方向,加速度也沿x轴负方向【答案】C3．图中的实线表示t时刻的一列简谐横波的图像，虚线则表示(t+△t)时刻该波的图像。

设T 为该波的周期，则△t的取值(其中n=0，1，2，3…)：A. 若波沿x轴正方向传播，△t=(n+)TB. 若波沿x轴负方向传播，△t=(n+)TC. 若波沿x轴正方向传播，△t=(n+)TD. 若波沿x轴负方向传播，△t=(n+1)T【答案】C【解析】若波沿x轴正方向传播，则经过△t传播的距离为(n+)λ，对应的时间是(n+)T；选项C正确，A错误；若波沿x轴负方向传播，则经过△t传播的距离为(n+)λ，对应的时间是(n+)T；选项BD错误；故选C.4．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置。

某时刻的波形如图1所示，此后，若经过周期开始计时，则图2描述的是()A. a处质点的振动图象B. b处质点的振动图象C. c处质点的振动图象D. d处质点的振动图象【答案】B【解析】由题图1可以判断此时质点a向上振动，质点b处于波谷位置，质点c向下振动，质点d处于波峰位置，经过周期后，质点a处于波峰，质点b处于平衡位置且正向下振动，质点c处于波谷位置，质点d处于平衡位置且正向下振动，可以判断题图2表示b质点的振动图象，选项B正确。

5．（多选）以下说法正确的是______（选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分，每选错一个扣3分，最低得分为0）A. 简谐运动的周期与振幅无关B. 在弹簧振子做简谐运动的回复力表达式中，F为振动物体所受的合外力，k为弹簧的劲度系数C. 在波的传播方向上，某个质点的振动速度就是波的传播速度D. 在双缝干涉实验中，同种条件下用紫光做实验比红光做实验得到的条纹更宽E. 在单缝衍射现象中要产生明显的衍射现象，狭缝宽度必须比波长小或者相差不多【答案】ABE6．（多选）2016年2月6日，台湾高雄市发生6.7级地震，震源深度为15 km。