教科版物理高考第一轮复习——机械振动与机械波问题归纳 (同步练习)-学习文档
高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含答案(7)
高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含答案(7)一、选择题1．如图，实线为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形，虚线是该波在t=0.20s时刻的波形，则此列波的波速可能为A．25m/s B．20m/s C．35m/s D．55m/s2．沿x轴正向传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形如图所示，M为介质中的一个质点，该波的传播速度为40m/s，则t=s时A．质点M对平衡位置的位移一定为负值B．质点M的速度方向与对平衡位置的位移方向相同C．质点M的加速度方向与速度方向一定相同D．质点M的加速度方向与对平衡位置的位移方向相同3．下列说法正确的是（）A．物体做受迫振动时，驱动力频率越高，受迫振动的物体振幅越大B．医生利用超声波探测病人血管中血液的流速应用了多普勒效应C．两列波发生干涉，振动加强区质点的位移总比振动减弱区质点的位移大D．遥控器发出的红外线波长比医院“CT”中的X射线波长短4．下图表示一简谐横波波源的振动图象．根据图象可确定该波的（）A．波长，波速B．周期，振幅C．波长，振幅D．周期，波速5．一列简谐横波沿x轴传播，t=0时刻的波形如图所示．则从图中可以看出（）A．这列波的波长为5mB．波中的每个质点的振动周期为4sC．若已知波沿x轴正向传播，则此时质点a向下振动D．若已知质点b此时向上振动，则波是沿x轴负向传播的6．一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2 s时刻的波形如图中的虚线所示，则A．质点P的运动方向向右B．波的周期可能为0.27 sC．波的频率可能为1.25 HzD．波的传播速度可能为20 m/s7．如图所示两个频率、相位、振幅均相同的波的干涉图样，实线表示波峰，虚线表示波谷，对叠加的结果正确的描述是（）A．在A点出现波峰后，经过半个周期该点还是波峰B．B点在干涉过程中振幅始终为零C．两波在B点路程差是波长的整数倍D．当C点为波谷时，经过一个周期此点出现波峰8．如图所示，MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一部分，把小球A放在MN的圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近的B处，今使两球同时自由释放，则在不计空气阻力时有（）A ．A 球先到达C 点B ．B 球先到达C 点 C ．两球同时到达C 点D ．无法确定哪一个球先到达C 点9．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（ ）A ．若波沿x 轴正方向传播，则图乙表示的是质点N 的振动图象B ．若波沿x 轴负方向传播，则图乙表示的是质点K 的振动图象C ．若图乙表示的是质点L 的振动图象，则波沿x 轴正方向传播D ．若图乙表示的是质点M 的振动图象，则波沿x 轴负方向传播10．一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看做一个质点，这些质点之间存在着相互作用。
高考物理一轮复习专题93机械振动和机械波练习(含解析)
专题93 机械振动和机械波1.一列简谐横波某时刻的波形如图所示，比较介质中的三个质点a、b、c，则( ) A．此刻a的加速度最小B．此刻b的速度最小C．若波沿x轴正方向传播，此刻b向y轴正方向运动D．若波沿x轴负方向传播，a比c先回到平衡位置2．[2021·山西模拟](多选)下列说法正确的是( )A．日光灯是紫外线的荧光效应的应用B．单摆在做受迫振动时，它的周期等于单摆的固有周期C．机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率保持不变D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在E．弹簧振子做简谐运动时，振动系统的势能与动能之和保持不变3．[2021·包头市质检](多选)关于振动与波，下列说法正确的是( )A．军队士兵便步过桥，是为了避免桥发生共振B．一个单摆在赤道上的振动周期为T，移到北极时振动周期也为TC．一列水波遇到障碍物发生衍射，衍射后的水波频率不变D．简谐横波在传播过程中每经过一个周期，振动质点将沿传播方向移动一个波长E．当接收者远离波源时，其接收到的波的频率比波源发出的频率低4．[2021·广州市调研](多选)甲、乙两弹簧振子，振动图像如图所示，则可知( )A．甲速度为零时，乙速度最大B．甲加速度最小时，乙速度最小C．任一时刻两个振子受到的回复力都不相同D．两个振子的振动频率之比f甲∶f乙＝1∶2E．两个振子的振幅之比为A甲∶A乙＝2∶15．[2021·河西五市联考](多选)如图甲所示，在水平面内，有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上，已知ab＝6m，ac＝8m．在t1＝0时刻a、b同时开始振动，振动图像均如图乙所示，所形成的机械波在水平面内传播，在t2＝4s时c点开始振动，则( )B．c点的振动频率先是与a点相同，两列波相遇后c点的振动频率增大C．该列波的波长是2mD．两列波相遇后，c点振动加强E．两列波相遇后，c点振动减弱6．[2021·浙江1月]两列频率、振幅均相同的简谐波Ⅰ和Ⅱ分别从绳子的两端持续相向传播，在相遇区域发生了干涉，在相距A、B间用频闪相机连续拍摄，依次获得1、2、3、4、5五个波形，如图所示，且1和5是同一振动周期内绳上各点位移都达到最大值时拍摄的波形．已知频闪时间间隔为0.12s，下列说法正确的是( )C．绳上各点均做振幅相同的简谐运动D．两波源到A点和C7．[2021·湖北重点中学摸底](多选)图甲为一列简谐横波在t＝0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x＝1m处的质点，Q是平衡位置为x＝4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，则下列说法正确的是( )B．该波的传播速度为40m/sC．该波沿x轴的负方向传播D．t＝0.10s时，质点Q的速度方向向下E．从tt＝0.25s，质点P通过的路程为30cm8．(多选)水槽中，与水面接触的两根相同细杆固定在同一个振动片上．振动片做简谐振动时，两根细杆周期性触动水面形成两个波源．两波源发出的波在水面上相遇，在重叠区域发生干涉并形成了干涉图样．关于两列波重叠区域内水面上振动的质点，下列说法正确的是( )A．不同质点的振幅都相同B．不同质点振动的频率都相同C．不同质点振动的相位都相同D．不同质点振动的周期都与振动片的周期相同E．同一质点处，两列波的相位差不随时间变化9．[2021·武汉市调研](多选)波速均为1.0m/s的两列简谐横波，分别从波源x＝0、x ＝12m处沿x轴相向传播，t＝0时的波形图如图所示．下列说法正确的是( )B．t＝0.2s时，两列波相遇C．两列波相遇过程中，x＝5m处和x＝7m处的质点振动加强D．t＝3s时，x＝6m处的质点位移达到最大值E ．当波源从x ＝0处沿x 轴正向运动时，在x ＝12m 处的观察者观察到该简谐横波的频率变大10．[2021·成都市模拟](多选)如图甲，介质中两个质点A 和B 的平衡位置距波源O 的距离分别为1m 和5m ．图乙是波源从起振开始做简谐运动的振动图像．波源振动形成的机械横波沿图甲中x 轴传播．已知t ＝5s 时刻，A 质点第一次运动到y 轴负方向最大位移处．下列判断正确的是( )A ．A 质点的起振方向向上C ．该列机械波的波长为2mD ．t ＝11.5s 时刻，B 质点的速度方向沿y 轴正方向E ．若将波源移至x ＝3m 处，则A 、B 两质点同时开始振动，且振动情况完全相同11.[2021·昆明市模拟](多选)一列简谐横波沿x 轴传播，某时刻形成的波形图如图所示，a 、b 、c 、d 为四个质点，已知此时质点a 正在向上运动，质点a 、b 位移相同．下列说法正确的是( )A ．此列波沿x 轴负方向传播B ．此时质点a 的加速度与质点b 的加速度相同C ．此时质点a 的速度与质点b 的速度相同D ．该时刻后，质点a 与质点b 同时回到平衡位置E ．半个周期后，质点b 的加速度和速度均与原来大小相等，但方向相反12．(多选)一简谐横波沿x 轴正方向传播，在t ＝T 2时刻，该波的波形图如图(a)所示，P 、Q 是介质中的两个质点．图(b)表示介质中某质点的振动图像．下列说法正确的是( )Q 的振动图像与图(b)相同B ．在t ＝0时刻，质点P 的速率比质点Q 的大C ．在t ＝0时刻，质点P 的加速度的大小比质点Q 的大D ．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示E ．在t ＝0时刻，质点P 与其平衡位置的距离比质点Q 的大13．[2021·唐山模拟](多选)在某均匀介质中，甲、乙两波源位于O 点和Q 点，分别产生向右和向左传播的同性质简谐横波，某时刻两波波形如图中实线和虚线所示，此时，甲波传播到x ＝24m 处，乙波传播到x ＝12m 处，已知甲波波源的振动周期为0.4s ，下列说法正确的是( )y 轴正方向B ．甲波的波速大小为20m/sE ．从图示时刻开始再经0.6s ，x ＝12m 处的质点再次到达平衡位置14．[2021·广东卷(节选)]如图所示，一个轻质弹簧下端挂一小球，小球静止．现将小球向下拉动距离A 后由静止释放，并开始计时，小球在竖直方向做简谐运动，周期为T .经过T 8时间，小球从最低点向上运动的距离________A 2(填“大于”“小于”或“等于”)；在T 4时刻，小球的动能________(填“最大”或“最小”)15．[2021·湖南卷(节选)]均匀介质中，波源位于O点的简谐横波在xOy水平面内传播，波面为圆．t＝0时刻，波面分布如图(a)所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷．A 处质点的振动图像如图(b)所示，z轴正方向竖直向上．下列说法正确的是________．(填正确答案标号．)A点传播到B点，所需时间为4sB．t＝6s时，B处质点位于波峰C．t＝8s时，C处质点振动速度方向竖直向上D．t＝10s时，D处质点所受回复力方向竖直向上E．E处质点起振后，12s内经过的路程为12cm16．某同学利用图示装置测量某种单色光的波长．实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹．回答下列问题：(ⅰ)若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可________________；A．将单缝向双缝靠近B．将屏向靠近双缝的方向移动C．将屏向远离双缝的方向移动D．使用间距更小的双缝(ⅱ)若双缝的间距为d，屏与双缝间的距离为l，测得第1条暗条纹到第n条暗条纹之间的距离为Δx，则单色光的波长λ＝____________；(ⅲ)某次测量时，选用的双缝的间距为0.300mm，测得屏与双缝间的距离为1.20m，第1条暗条纹到第4条暗条纹之间的距离为7.56mm.则所测单色光的波长为________nm(结果保留3位有效数字).17．[2020·全国卷Ⅰ](1)在下列现象中，可以用多普勒效应解释的有______．A ．雷雨天看到闪电后，稍过一会儿才能听到雷声B ．超声波被血管中的血流反射后，探测器接收到的超声波频率发生变化C ．观察者听到远去的列车发出的汽笛声，音调会变低D ．同一声源发出的声波，在空气和水中传播的速度不同E ．天文学上观察到双星(相距较近、均绕它们连线上某点做圆周运动的两颗恒星)光谱随时间的周期性变化(2)一振动片以频率f 做简谐运动时，固定在振动片上的两根细杆同步周期性地触动水面上a 、b 两点，两波源发出的波在水面上形成稳定的干涉图样．c 是水面上的一点，a 、b 、c 间的距离均为l ，如图所示．已知除c 点外，在ac 连线上还有其他振幅极大的点，其中距c最近的点到c 的距离为38l .求 (ⅰ)波的波长；(ⅱ)波的传播速度．专题93 机械振动和机械波1．C 本题考查了机械波中对波动图像的理解，需分析质点的振动方向，体现了物理学科核心素养中的模型建构和科学推理素养．由－ky ＝ma 可知，质点a 的加速度最大，故A 选项错误．质点b 处于平衡位置，速度最大，故B 选项错误．波沿x 轴正方向传播时由“同侧法”得b 向y 轴正方向运动，故C 选项正确．同理，波沿x 轴负方向传播时，质点a 向下运动，质点c 向上运动，c 先回到平衡位置，故D 选项错误．2．ACE 日光灯内壁涂有荧光物质，紫外线射到荧光物质上产生白光，A 正确；单摆在做受迫振动时，它的周期等于驱动力周期，与单摆的固有周期无关，B 错误；机械波的频率由波源决定，与介质无关，则机械波从一种介质进入另一种介质后，它的频率不变，C 正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，D 错误；弹簧振子做简谐运动时，振动系统的机械能守恒，即振动系统的势能与动能之和保持不变，E 正确．3．ACE 军队士兵便步过桥，是为了避免桥发生共振，A 正确；赤道上的重力加速度小于北极的重力加速度，由T ＝2πL g知，一个单摆在赤道上振动的周期为T ，移到北极的周期小于T ，B 错误；波发生衍射时，波的频率不变，C 正确；波传播过程中，介质中各质点在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移，D 错误；由多普勒效应知，当接收者远离波源时，其接收到波的频率比波源发出的频率低，E 正确．4．ADE 5.ACD6．D 由题图可知，简谐波Ⅰ和Ⅱ的波长均为0.48m ，A 错误；从波形1到波形5经历的时间为T 2，T2＝0.48s ，可得简谐波Ⅰ和Ⅱ的周期均为T ＝0.96s ，B 错误；两列波相遇时，有些质点振动加强，有些质点振动减弱，并且加强区和减弱区相间出现，加强区质点的振幅等于两列波分别引起的振幅的和，减弱区质点的振幅等于两列波分别引起的振幅的差，所以绳上各点的振幅不都相同，C 错误；由题图可知A 、C 两点均为振动减弱点，则两波源到两点的路程差分别为λ2(2n ＋1)和λ2(2n －1)，则两波源到A 点和C 点的路程差之差的绝对值是⎪⎪⎪⎪⎪⎪λ2（2n ＋1）－λ2（2n －1）＝λ＝0.48m ，D 正确． 7．BCD 8.BDE 9.ADE10．ACE 由振动图像可知，A 质点的起振方向向上，A 正确；由振动图像可知，振动周期T ＝4s ，t ＝5s 时刻，A 质点第一次运动到y 轴负方向最大位移处，可知振动从坐标原点传播到质点A 需要2s ，即λ2＝1m ，则波长λ＝2m ，C 正确；该列机械波的波速为v ＝λT＝0.5m/s ，B 错误；波传播到质点B 需要的时间为10s ，t ＝11.5s 时刻，B 质点的速度方向沿y 轴负方向，D 错误；若将波源移至x ＝3m 处，A 、B 两质点分布在波源两侧，且距离相同，所以A 、B 两质点同时开始振动，且振动情况完全相同，E 正确．11．ABE 质点a 正在向上运动，可判断该波沿x 轴负方向传播，A 正确；a 、b 位移相同，回复力与位移成正比，加速度与回复力成正比，可得加速度相同，B 正确；a 、b 速度方向不同，C 错误；该时刻后，a 向上振动，回到平衡位置的时间超过14周期，而b 向下振动，回到平衡位置的时间少于14周期，D 错误；质点b 向下振动，半个周期后，加速度和速度均与原来大小相等、方向相反，E 正确．12．CDE 本题考查了机械振动及机械波图像的综合应用，考查了学生的综合分析能力，体现了物理观念中运动与相互作用的素养要素．由图(b)可知，在T 2时刻，该质点处于平衡位置且向y 轴负方向运动，再从图(a)中利用“上下坡法”，结合波沿x 轴正方向传播可知，在T 2时刻，质点Q 在平衡位置且向y 轴正方向运动，平衡位置在原点处的质点在平衡位置且向y 轴负方向运动，所以A 选项错误，D 选项正确.分析可知，在t ＝0时刻，质点P 位于波谷，此时质点P 的速率为0，加速度最大，位移大小最大，但质点Q 在平衡位置，速率最大，加速度为0，位移为0，所以B 选项错误，C 和E 选项均正确．13．BCE 甲的起振方向沿y 轴负方向，A 错误；甲的波长λ＝8m ，周期为T ＝0.4s ，甲的波速为v ＝λT ＝20m/s ，B 正确；甲与乙的波速相等，乙的周期为T 32倍，为乙的周期，则x ＝12m 处质点仍然在平衡位置，E 正确．14．小于 最大解析：由于从最低点开始计时，则经T 8时间，小球从最低点向平衡位置运动，则小球的速度逐渐增大，故0～T 8时间内小球的平均速度小于T 8～T 4时间内的平均速度，因此经T 8时间，小球从最低点向上运动的距离小于A 2，在T 4时刻，小球位于平衡位置，动能最大．15．ACE解析：由题图(b)可知该波的振动周期T ＝4s ，由题意结合题图(a)知波长λ＝10m ，故波速v ＝λT＝104m/s ＝2.5m/s ，所以波从A 点传播到B 点，所需时间t ＝102.5s ＝4s ，A 正确；t ＝0时，A 处质点处于波峰，经过4s ，B 处质点处于波峰，再过2s ，B 处质点处于波谷，B 错误；波面分布如图所示，t ＝8s 时，实线表示波峰，虚线表示波谷，C 处质点在波峰与波谷之间，之后要重复前面质点的运动，故C 处质点向正向最大位移处运动，所以C 处质点振动速度方向竖直向上，C 正确；t ＝10s 时，实线表示波谷，虚线表示波峰，D 处质点距离波峰更近，所以D 处质点在平衡位置上方，所受回复力方向竖直向下，D 错误；E 处质点起振后12s 内经过3个周期，所以这12s 内经过的路程s ＝3×4A ＝12cm ，E 正确．16．(ⅰ)B (ⅱ)Δx ·d （n －1）l(ⅲ)630 解析：本题是“利用双缝干涉测光的波长”实验．考查了学生的实验能力，培养了学生实事求是的科学态度，建立了结果来源于实验的价值观．(ⅰ)增加目镜中观察到的条纹个数必须要减小条纹间距，由公式Δx ＝l d λ可知B 正确． (ⅱ)由于第1条暗条纹到第n 条暗条纹之间的距离为Δx ，则相邻两条暗条纹的中心间距Δx ′＝Δx n －1，单色光的波长λ＝Δx ′d l ＝Δx ·d （n －1）l. (ⅲ)λ＝Δx ·d （n －1）l ＝7.56×10－3×0.300×10－3（4－1）×1.20m ＝6.30×10－7m ＝630nm. 17．(1)BCE (2)(ⅰ)14l (ⅱ)fl 4解析：(1)因为光速大于声速，所以雷雨天传播相等距离时，先看到闪电，后听到雷声，不属于多普勒效应，A 错误；超声波被血管中的血流反射后，由于血液流动使反射的波的频率发生改变，即探测器接收到的频率发生变化，属于多普勒效应，B 正确；当列车远离观察者时，观察者听到的汽笛声的音调会变低，属于多普勒效应，C 正确；同一声波在不同介质中传播的速度不同，不属于多普勒效应，D 错误；天文学上观察双星，由于双星周期性运动而使接收到的光的频率发生变化，即双星光谱随时间的周期性变化，可用多普勒效应解释，E 正确．(2)(ⅰ)如图，设距c 点最近的振幅极大的点为d 点，a 与d 的距离为r 1，b 与d 的距离为r 2，d 与c 的距离为s ，波长为λ.则r 2－r 1＝λ①由几何关系有r 1＝l －s ②r 22 ＝(r 1sin60°)2＋(l －r 1cos60°)2③联立①②③式并代入题给数据得 λ＝14l ④(ⅱ)波的频率为f ，设波的传播速度为v ，有 v ＝fλ⑤联立④⑤式得v ＝fl 4⑥。
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点训练附答案(2)
高考物理新力学知识点之机械振动与机械波知识点训练附答案(2)一、选择题1．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（）A．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示的是质点N的振动图象B．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示的是质点K的振动图象C．若图乙表示的是质点L的振动图象，则波沿x轴正方向传播D．若图乙表示的是质点M的振动图象，则波沿x轴负方向传播2．一质点做简谐运动，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3．如图为一弹簧振子做简谐运动的位移﹣时间图象，在如图所示的时间范围内，下列判断正确的是（）A．0.2s时的位移与0.4s时的位移相同B．0.4s时的速度与0.6s时的速度相同C．弹簧振子的振动周期为0.9s，振幅为4cmD．0.2s时的回复力与0.6s时的回复力方向相反4．下列关于单摆运动过程中的受力说法，正确的是（）A．单摆运动的回复力是重力和摆线拉力的合力B．单摆运动的回复力是重力沿圆弧切线方向的一个分力C．单摆过平衡位置时，所受的合力为零D．单摆运动的回复力是摆线拉力的一个分力5．在简谐运动中，振子每次经过同一位置时，下列各组描述振动的物理量总是相同的是A．速度、加速度、动能B．动能、冋复力、对平衡位置的位移C．加速度、速度、势能D．速度、动能、回复力6．如图所示，一单摆在做简谐运动，下列说法正确的是A．单摆的幅度越大，振动周期越大B．摆球质量越大，振动周期越大C．若将摆线变短，振动周期将变大D．若将单摆拿到月球上去，振动周期将变大7．如图是一弹簧振子做简谐运动的图像，下列说法中正确的是（）A．质点振动的振幅为2cmB．质点振动的频率为4HzC．在2s末，质点的加速度最大D．在2s末，质点的速度最大8．图甲所示为以O点为平衡位置、在A、B两点间做简谐运动的弹簧振子，图乙为这个弹簧振子的振动图象，由图可知下列说法中正确的是A．在t＝0.2s时，弹簧振子运动到O位置B．在t＝0.1s与t＝0.3s两个时刻，弹簧振子的速度相同C．从t＝0到t＝0.2s的时间内，弹簧振子的动能持续地减小D．在t＝0.2s与t＝0.6s两个时刻，弹簧振子的加速度相同9．如图所示，质量为m的物块放置在质量为M的木板上，木板与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上做简谐振动，周期为T，振动过程中m、M之间无相对运动，设弹簧的劲度系数为k、物块和木板之间滑动摩擦因数为μ，A ．若t 时刻和()t t +∆时刻物块受到的摩擦力大小相等，方向相反，则t ∆一定等于2T 的整数倍B ．若2T t ∆=，则在t 时刻和()t t +∆时刻弹簧的长度一定相同 C ．研究木板的运动，弹簧弹力充当了木板做简谐运动的回复力 D ．当整体离开平衡位置的位移为x 时，物块与木板间的摩擦力大小等于m kx m M+ 10．在平静的水面上激起一列水波，使漂浮在水面上相距6.0m 的小树叶a 和b 发生振动，当树叶a 运动到上方最大位移处时，树叶b 刚好运动到下方最大位移处，经过1.0s 后，树叶a 的位移第一次变为零。
高三物理第一轮复习：机械振动、机械波鲁教版
高三物理第一轮复习：机械振动、机械波鲁教版【本讲教育信息】 一. 教学内容：机械振动、机械波本章的知识点： （一）机械振动 1、简谐运动（1）机械振动和回复力回复力f ：使振动物体返回平衡位置的力叫做回复力。
它时刻指向平衡位置。
回复力是以效果命名的力，它是振动物体在振动方向上的合外力，可能是几个力的合力，也可能是某一个力的分力。
并不一定是物体受的合外力。
（2）弹簧振子的振动①弹簧振子：一个物体和一根弹簧构成弹簧振子。
需要条件：物体可视为质点，弹簧为轻质弹簧，忽略一切阻力和摩擦。
②简谐振动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。
受力特征：f =－kx 。
可以由回复力f =－kx 证明一种运动为简谐运动。
2、振动的描述①简谐运动的振幅、周期和频率：振幅A ：物体偏离平衡位置的最大距离。
标量，反映振动的强弱和振动的空间范围。
周期T 和频率f ：描述振动快慢的物理量。
其大小由振动系统本身的性质决定，所以也叫固有周期和固有频率。
②简谐运动的振动图像：物理意义：表示振动物体的位移随时间变化的规律。
横轴表示时间，纵轴表示质点在不同时刻偏离平衡位置的位移。
需要注意的是振动图像不是质点的运动轨迹。
简谐运动的振动图像为正（余）弦函数曲线。
振动图像的应用：①可读取A 、T 及各时刻的位移；②判断v 、x 、f 、a 、的方向及变化情况和E k 、E p 的变化情况。
③简谐运动的公式表达；t TA x π2sin= 3、单摆①单摆，在小振幅条件下单摆作简谐振动在一条不可伸长的轻质细线下端拴一质点，上端固定，这样的装置就叫单摆。
单摆振动在偏角很小（θ＜5°）的情况下，才可以看成是简谐运动。
单摆做简谐运动的回复力为重力在垂直于摆线方向上的分力。
等效摆长：单摆的摆长是悬点到球心的距离。
图1单摆模型中的摆长为圆的半径减去球的半径，图2中的摆长不断的在变化，它先以摆长l 1摆动半个周期，再以摆长l 2摆动半个周期。
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案
高考物理《机械振动和机械波》真题练习含答案1．[2023·新课标卷]船上的人和水下的潜水员都能听见轮船的鸣笛声．声波在空气中和在水中传播时的()A．波速和波长均不同B．频率和波速均不同C．波长和周期均不同D．周期和频率均不同答案：A解析：声波的周期和频率由振源决定，故声波在空气中和在水中传播的周期和频率均相同，但声波在空气和水中传播的波速不同，根据波速与波长关系v＝λf可知，波长也不同，故A正确，B、C、D错误．故选A.2．[2024·浙江1月]如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距为l，竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2l，小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观测小球影子的运动．以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则()A．t1时刻小球向上运动B．t2时刻光源的加速度向上C．t2时刻小球与影子相位差为πD．t3时刻影子的位移为5A答案：D解析：以竖直向上为正方向，根据图2可知，t1时刻，小球位于平衡位置，随后位移为负值，且位移增大，可知，t1时刻小球向下运动，A错误；t2时刻，光源的位移为正值，光源振动图像为正弦式，表明其做简谐运动，根据F回＝－kx＝ma可知，其加速度方向与位移方向相反，位移方向向上，则加速度方向向下，B错误；根据图2可知，小球与光源的振动步调总是相反，由于影子是光源发出的光被小球遮挡后，在屏上留下的阴影，可知，影子与小球的振动步调总是相同，即t2时刻小球与影子相位差为0，C错误；根据图2可知，t3时刻，光源位于最低点，小球位于最高点，根据光沿直线传播，光源能够在屏上留下影子的位置也处于最高点，影子位于正向最大位移处，根据几何关系有ll＋2l ＝A＋AA＋x影子，解得x影子＝5A，即t3时刻影子的位移为5A，D正确．3．[2024·吉林卷]某同学自制双缝干涉实验装置：在纸板上割出一条窄缝，于窄缝中央沿缝方向固定一根拉直的头发丝形成双缝，将该纸板与墙面平行放置，如图所示．用绿色激光照双缝，能够在墙面上观察到干涉条纹．下列做法可以使相邻两条亮条纹中央间距变小的是()A．换用更粗的头发丝B．换用红色激光照射双缝C．增大纸板与墙面的距离D．减小光源与纸板的距离答案：A解析：由于干涉条纹间距Δx＝ldλ可知，换用更粗的头发丝，双缝间距d变大，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变小，故A正确；换用红色激光照双缝，波长变长，则相邻两条亮条纹中央间距Δx变大，故B错误；增大纸板与墙面的距离l，则相邻两条亮条纹中央间距Δx 变大，故C错误；减小光源与纸板的距离，不会影响相邻两条亮条纹中央间距Δx，故D错误．故选A.4．[2024·浙江1月](多选)在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质Ⅰ和Ⅱ的分界面(z轴垂直纸面向外).在介质Ⅰ中的P(0，4λ)处有一点波源，产生波长为λ、速度为v的波．波传到介质Ⅱ中，其速度为2v.图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于R 和S点，此时波源也恰好位于波峰．M为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则()A ．介质Ⅱ中波的频率为2v λB. S 点的坐标为(0，－2 λ)C ．入射波与反射波在M 点相干减弱D. 折射角α的正弦值sin α＝352 答案：BD解析：波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质Ⅱ中波的频率为f ＝v λ，A 错误；在介质Ⅱ中波长为λ′＝2v f＝2 λ，由于图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，故S 点的坐标为(0，－2 λ)，B 正确；由于S 为波峰，且波传到介质Ⅱ中，其速度为2 v .图示时刻介质Ⅱ中仅有一个波峰，与x 轴和y 轴分别交于R 和S 点，则R 也为波峰，故P 到R 比P 到O 多一个波峰，则PR ＝5λ，则OR ＝3λ，由于||MO －PM≠2n ·λ2 或(2n ＋1)λ2 (n ＝0，1，2，…)，故M 点不是减弱点，C 错误；根据n ＝λ′λ＝2 ，则n ＝sin αOR PR，解得sin α＝352 ，D 正确． 5．[2021·天津卷]一列沿x 轴正方向传播的简谐横波，传播速度v ＝10 m/s ，t ＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y 轴正方向运动，下列图形中哪个是t ＝0.6 s 时的波形( )答案：B解析：由图中可以看出该波的波长为λ＝4 m ，根据v ＝λT可知该列波的周期为T ＝0.4 s ，又因为t＝0时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴正方向运动，当t＝0.6 s时经历了1.5 T，所以此时位于坐标原点的质点从平衡位置沿y轴负方向运动，结合图像可知B正确．6．[2023·湖南卷]如图(a)，在均匀介质中有A、B、C和D四点，其中A、B、C三点位于同一直线上，AC＝BC＝4 m，DC＝3 m，DC垂直AB.t＝0时，位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图(b)所示，振动方向与平面ABD垂直，已知波长为4 m．下列说法正确的是()A．这三列波的波速均为2 m/sB．t＝2 s时，D处的质点开始振动C．t＝4.5 s时，D处的质点向y轴负方向运动D．t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是6 cm答案：C解析：由图(b)的振动图像可知，振动的周期为4 s，故三列波的波速为v＝λT＝4 m4 s＝1m/s，A错误；由图(a)可知，D处距离波源C最近的距离为3 m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为t C＝DC v＝3 m1 m/s＝3 s故t＝2 s时，D处的质点还未开始振动，B错误；由几何关系可知AD＝BD＝5 m，波源A、B产生的横波传播到D处所需的时间为t AB＝ADv＝5 m1 m/s＝5 s故t＝4.5 s时，仅波源C处的横波传播到D处，此时D处的质点振动时间为t1＝t－t C ＝1.5 s由振动图像可知此时D处的质点向y轴负方向运动，C正确；t＝6 s时，波源C处的横波传播到D处后振动时间为t2＝t－t C＝3 s由振动图像可知此时D处为波源C处传播横波的波谷；t＝6 s时，波源A、B处的横波传播到D处后振动时间为t3＝t－t AB＝1 s由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰．根据波的叠加原理可知此时D处质点的位移为y＝2A－A＝2 cm故t＝6 s时，D处的质点与平衡位置的距离是2 cm，D错误．故选C.。
高三物理高考第一轮复习课件：机械振动 机械波 章末总结
专题三 振动和波动的综合 【例4】在某介质中形成一列向 右传播的简谐波,t=0时刻的波 形如图4所示且刚好传到质点 B,再经过Δt1=0.6 s,质点P也 开始起振. (1)求该列波的周期T. (2)从t=0时刻起经时间Δt2质点P第一次达到波 峰,求t=Δt2时刻质点O对平衡位置的位移y0及 Δt2时间内质点O所经过的路程s0.
2.一列简谐横波沿直线由a向b 传播,相距10.5 m的a、b两处的质点振动图象如 图7中a、b所示,则 ( ) A.该波的振幅可能是20 cm B.该波的波长可能是8.4 m C.该波的波速可能是10.5 m/s D.该波由a传播到b可能历时7 s
热点讲座 12 .振动和波动关系的应用 热点解读 “机械振动、机械波”这一章知识点不是很 多,高考要求也比较低,但是高考每年必考,每卷 一题,并且多是以基础题和中档题为主,注重学 生能力的考查.高考在这一章出题最多的是:振 动在介质中的传播——波,横波和纵波,横波的 图象,波长、频率和波速的关系,而且考纲对这 几个考点的要求也是比较高的.这几个考点的内 容是历年高考必考,其中命题率最高的知识点就 是波的图象、频率、波长、振动与波动相结合 的问题,所以下面谈谈这个考点中的热点题型.
图7
解析 由图知振幅A=10 cm； λ=10.5,则不 论n取任何非负整数都不可能得到8.4 m,B不对; 由图可以看出T=4 s,v= , 显然波速不可能是10.5 m/s.由图象分析可知, 经历时间可能为t= T.所以可能为7 s. 答案 D
高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含答案(1)
高考物理力学知识点之机械振动与机械波知识点总复习含答案(1)一、选择题1．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（）A．若波沿x轴正方向传播，则图乙表示的是质点N的振动图象B．若波沿x轴负方向传播，则图乙表示的是质点K的振动图象C．若图乙表示的是质点L的振动图象，则波沿x轴正方向传播D．若图乙表示的是质点M的振动图象，则波沿x轴负方向传播2．如图所示，A、B两物体组成弹簧振子，在振动过程中，A、B始终保持相对静止，下列给定的四幅图中能正确反映振动过程中物体A所受摩擦力F f与振子对平衡位置位移x关系的图线为A．B．C．D．3．如图所示，弹簧振子以O点为平衡位置，在M、N两点之间做简谐运动．下列判断正确的是（）A．振子从O向N运动的过程中位移不断减小B．振子从O向N运动的过程中回复力不断减小C．振子经过O时动能最大D．振子经过O时加速度最大4．一洗衣机在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是（）①正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率大；②正常工作时，洗衣机波轮的运转频率比洗衣机的固有频率小；③正常工作时，洗衣机波轮的运转频率等于洗衣机的固有频率；④当洗衣机振动最剧烈时，波轮的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率．A．①B．③C．①④D．②④5．如图所示，一列简谐横波向右传播，P、Q两质点平衡位置相距0.15 m。
当P运动到上方最大位移处时，Q刚好运动到下方最大位移处，则这列波的波长可能是（）A．0.60 mB．0.20 mC．0.15 mD．0.10 m6．一列简谐横波沿x轴传播，某时刻的波形如图所示，质点a、b均处于平衡位置，质点a正向上运动．则下列说法正确的是A．波沿x 轴负方向传播B．该时刻质点b正向上运动C．该时刻质点a、b的速度相同D．质点a、b的振动周期相同7．下图表示一简谐横波波源的振动图象．根据图象可确定该波的（）A．波长，波速B．周期，振幅C．波长，振幅D．周期，波速8．一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中的质点b比质点a晚0. 5s起振，质点b和质点c平衡位置之间的距离为5m，则该波的波速为A．1m/s B．3m/s C．5m/s D．8m/s9．如图所示为一列沿x轴负方向传播的简谐横波在t1＝0时的波形图。
2024——2025年高考物理一轮复习机械振动与机械波专练(含解析)
2024——2025年高考物理一轮复习机械振动与机械波专练一、单选题（本大题共5小题）1．如图甲，O 点为单摆的固定悬点，将力传感器接在摆球与O 点之间。
现将摆球拉到A 点，释放摆球，摆球将在竖直面内的A 、C 之间来回摆动，其中B 点为运动中的最低位置，图乙表示细线对摆球的拉力大小F 随时间t 变化的曲线，图中为摆球从A 点开始运动的时刻，g 取。
下列说法正确的是（ ）A ．单摆的振动周期B ．摆长C ．摆球的质量D ．摆球运动过程中的最大速度2．一列简谐横波沿轴正方向传播，图1是波传播到的M 点时的波形图，图2是质点N （）从此时刻开始计时的振动图像，Q 是位于处的质点。
下列说法正确的是（ ）A ．这列波的传播速度是B ．时质点Q 首次到达波峰位置C ．P 点的振动方程为D ．该简谐横波的起振方向为y 轴正方向3．如图所示，在一根张紧的水平绳上挂几个摆，其中A 、E 摆长相等。
先让A 摆振动起来，其他各摆随后也跟着振动起来，则（ ）0t =210m /s 0.2πs0.1m0.05kg /s x 5m x =3m x =10m =x 1.25m /s8s t =()1110sin cm 22x t ππ⎛⎫=- ⎪⎝⎭A ．其它各摆振动振幅与摆动周期均与A 摆相同B ．其它各摆振动振幅大小相同，但摆动周期不同C ．其它各摆振动振幅大小不相同，E 摆振幅最大D ．其它各摆振动周期大小不同，D 摆周期最大4．如图所示，波长和振幅分别为和的简谐横波沿一条直线传播，两点的平衡位置相距。
某一时刻在a 点出现波峰，从此时刻起再经过0.2秒在b 点第一次出现波峰，则（ ）A ．若波由a 向b 传播，波的传播速度为B ．若波由b 向a 传播，波的传播速度为C ．从b 点出现波峰开始计时，内质点b 经过的路程可能为D ．从b 点出现波峰开始计时，末质点b 可能处在波谷的位置5．汽车主动降噪系统是一种能够自动减少车内噪音的技术，在汽车行驶过程中，许多因素都会产生噪音，系统会通过车身的声学反馈技术，通过扬声器发出声波将车外噪音反向抵消，从而减少车内噪音。
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【模拟试题】（答题时间：45分钟）
*1．虽然有些振动有能量损耗，但只要不断补充能量，振动就能持续，心脏跳动就是这样，下列振动现象中与心跳相似的是（ ）
A ．弹簧振子的振动
B ．单击音叉的振动
C ．钟摆的振动
D ．拨一次琴弦的振动
*2．如图所示的三个图线分别是用不同的传感器测出的不同物体的振动图线。
图中记录的声带振动图线总长和弹簧振子振动的图线总长都为10cm ，图中心脏跳动的图线是某人的心电图，方格纸每个小方格的宽度是0.5cm ，心电图记录仪拖动方格纸的速度是1.8cm/s 。
从三个图线可知（ ）
A ．弹簧振子振动具有周期性，而声带振动和心脏跳动不具有周期性
B ．弹簧振子振动和心脏跳动具有周期性，而声带振动不具有周期性
C ．这三个物体振动的共同特点是都具有周期性，最简单的振动是心脏跳动
D ．从心电图可知此人的心率是67.5次/分 *3．如图所示为某质点做简谐运动的图像，则下列说法中正确的是（ ）
A ．由图可知，振动质点运动的轨迹是正弦曲线
B ．振动质点在3.5s 时的位移大于1.5s 时的位移
C ．质点振动的振幅为10cm
D ．质点在第1s 内和第4s 内速度的方向相同 **4．已知心电图记录仪的出纸速度（纸带移动速度）是2.5cm/s ，如图所示是仪器记录下的某人的心电图，图中每个小方格的边长为0.5cm ，由此可知：
A ．此人心率约为75次/分
B ．此人心率约为125次/分
C ．此人心脏每跳动一次所需时间约为0.75秒
D ．此人心脏每跳动一次所需时间约为0.60秒
*5．如图所示，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑的水平面上做简谐运动，振动过程中A 、B 之间无相对运动。
当弹簧伸长到最长时开始计时（t=0），取向右为正方向，物体A 所受的摩擦力f 随时间t 变化的图像是（ ） *6．如图所示是单摆做简谐运动的振动图像，由图像可以判定（ ）
A ．从t 1到t 2时间内摆球的动能不断增大，势能不断减小
B ．从t 2到t 3时间内振幅不断增大
C ．t 3时刻摆球处于最低点处，动能最大
D ．t 1、t 4两时刻摆球的动能、动量都相同
*7．如图所示为xOy 平面内沿x 轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图像，波速为1m/s ，此时P 点沿－y 方向运动，关于图上x=0.3m 处Q 点的说法中正确的是（ ）
A ．t=0时，速度方向沿－y 方向
B ．t=0.1s 时，速度最大
C ．t=0.1s 时，加速度方向沿－y 方向
D ．t=0.3s 时，加速度为零
**8．一列简谐横波沿直线ab 向右传播，a 、b 两点之间沿波动传播方向的距离为2m ，a 、b 两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确的是（ ）
A ．波长可能大于3m
B ．波长可能等于2m
C ．波速可能等于s /m 138
D ．波速可能等于s /m 7
2
**9．如图所示，有一条均匀的弹性绳，0、1、2、3、…、16是绳上一系列等间隔的点。
现有一列简谐横波沿此绳传播。
某时刻，绳上点9的位移向上且达到最大值、点12的位移为零且向上运动。
则再经过4
3个周期，下面所给的弹性绳上某些质点的位置和振动方向（只画出其中一段绳上某四个质点的情况）的四个图中，可能正确的是（ ）
**10．一列简谐横波沿x 轴传播，周期为T ，t=0时刻的波形如图所示。
此时平衡位置位于x=3m 处的质点正在向上运动，若a 、b 两质点平衡位置的坐标分别为m 5.2x a =和m 5.5x b =，则（ ）
A ．当a 质点处在波峰时，b 质点恰在波谷
B ．当4T t =时，a 质点正在向y 轴负方向运动
C ．当4T 3t =时，b 质点正在向y 轴负方向运动
D ．在某一时刻，a 、b 两质点的位移和速度可能相同
【试题答案】
1．C
只有钟摆的振动是受迫振动，故C 正确。
2．D 观察三个图像，三个物体振动的共同特点是具有周期性，最简单的振动是弹簧振子的振动，A 、B 、C 错误；心脏跳动的图线大约每隔 3.2个小方格重复，心脏跳动的周期为s 8.16.1s 8.15.02.3T =⨯
=，此人的心率是5.67T 60=次/分，D 正确。
3．D
轨迹是质点运动的路径，如弹簧振子的轨迹是直线，单摆的轨迹是圆弧，x －t 图线是物体位移随时间变化的曲线，不代表物体运动的轨迹，A 错误。
由简谐运动的对称性，振动质点在3.5s 时的位移等于1.5s 时的位移大小，B 错误。
质点振动的振幅是质点离开平衡位置的最大距离，为5cm ，C 错误。
质点在第1s 内和第4s 内的速度方向均为正，D 正确。
4．A
由心电图可知相邻波峰之间距离cm 2cm 5.04s =⨯=，心脏每跳动一次所需时间s 8.0v s T ==，此人心率约为60T 1⨯次/分=75次/分，所以A 正确，B 、C 、D 错误。
5．D A 、B 两物体一起在光滑的水平面上做简谐运动的振动图像为正弦曲线，由题述开始计时的情况可知，其位移随时间变化的图像（振动图像）如图所示，物体A 所受的摩擦力f 提供A 做简谐运动的回复力，由kx f -=可知，物体A 所受的摩擦力f 随时间变化的图像如题中D 项所示，故D 正确。
6．A
从t 1到t 2时间内摆球在回复力作用下向平衡位置运动，回复力是动力，摆球做加速运动，速度越来越大，所以摆球动能不断增大，由机械能守恒，势能不断减小，A 正确。
简谐运动是等幅振动，从t 2到t 3时间内振幅不变，位移变大，速度变小，动能变小，B 、C 不正确，t 1、t 4两时刻摆球的位移相同，所以速度大小相同。
t 1时刻，速度方向为负，t 4时刻，速度方向为正，所以这两个时刻动能相同，动量不相同，D 错误。
7．C
由图示时刻P 点沿－y 方向运动可知，波沿－x 轴方向传播，波长为λ=0.4m ，周期s 4.0v
T =λ=。
t=0时，图上x=0.3cm 处的Q 点速度方向沿+y 方向，A 错误；t=0.1s 时，图上x=0.3cm 处的Q 点到达正的最大位移处，速度为零，加速度方向沿－y 方向，B 错误、C 正确；t=0.3s 时，图上x=0.3cm 处的Q 点振动到达负的最大位移处，加速度沿+y 方向，且最大，D 错误。
8．D
由图知，周期T=4s ，a 、b 两点之间的距离为λ⎪⎭⎫ ⎝⎛
+=43n s ，波长3
n 483n 4s 4+=+=λ，波长可能值为m 38、m 7
8、m 118、…。
所以A 、B 错误；波速s /m 3
n 42t s v +==（n=0、1、2、3、…），波速可能值为s /m 32、s /m 72、s /m 112、s /m 152等等，所以C 错误、D
正确。
9．C
依题意，波向右传播，点9到点12之间为四分之一波长，此时，点3在波谷处，再过4
3
个周期，点3运动到平衡位置且向下运动，点6运动到正向最大位移处，图示波形A 、B 错误；点12运动到波谷处，点15运动到平衡位置且向下运动，所以图示波形C 正确、D 错误。
10．C
由题图可看出波长为4m ，t=0时刻x=3m 处的质点向上振动，可得该波向左传播。
将整个波形图向左平移1.5m 时，a 质点到达波峰，此时b 质点正好在平衡位置，与t=0时刻平衡位置在7m 处的质点振动状态一样，故a 质点到达波峰时，b 质点正在平衡位置并向上振动，A 错误；将图像整体向左平移1m ，即波传播4
T 时，a 的振动状态与t=0时刻平衡位置在3.5m 处的质点振动状态一样，即处在平衡位置上方并向y 轴正方向运动，B 错误；将图像整体向左平移3m ，即波传播4
T 3时，b 的振动状态与t=0时刻平衡位置在8.5m 处和4.5m 处的质点振动状态一样，即处在平衡位置上方并向y 轴负方向运动，C 正确；a 、b 质点相隔3m ，即相差
4
T 3，速度相同的质点应该在半周期内才会出现，故D 错误。