高考物理新力学知识点之机械振动与机械波真题汇编及答案(4)

高考物理新力学知识点之机械振动与机械波真题汇编及答案(4)一、选择题1．一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。

如图所示，1、2、3、4……为绳上的一系列等间距的质点，绳处于水平方向。

质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，会带动2、3、4……各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传向右端。

质点1的振动周期为T 。

t = 0时质点1开始竖直向上运动，经过四分之一周期，质点5开始运动。

下列判断正确的是A ．质点1与质点20间相距一个波长B ．质点20开始振动时运动方向向下C ．2Tt =时质点5的加速度方向向上 D ．34Tt =时质点12的运动方向向上 2．如图所示，从入口S 处送入某一频率的声音。

通过左右两条管道路径SAT 和SBT ，声音传到了出口T 处，并可以从T 处监听声音。

右侧的B 管可以拉出或推入以改变B 管的长度，开始时左右两侧管道关于S 、T 对称，从S 处送入某一频率的声音后，将B 管逐渐拉出，当拉出的长度为l 时，第一次听到最弱的声音。

设声速为v ，则该声音的频率（ ）A ．B ．C ．D ．3．做简谐运动的物体，下列说法正确的是 A ．当它每次经过同一位置时，位移可能不同 B ．当它每次经过同一位置时，速度可能不同 C ．在一次全振动中通过的路程不一定为振幅的四倍 D ．在四分之一周期内通过的路程一定为一倍的振幅4．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5．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6．两个弹簧振子，甲的固有频率是100Hz，乙的固有频率是400Hz，若它们均在频率是300Hz的驱动力作用下做受迫振动，则（）A．甲的振幅较大，振动频率是100HzB．乙的振幅较大，振动频率是300HzC．甲的振幅较大，振动频率是300HzD．乙的振幅较大，振动频率是400Hz7．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 m8．如图是观察水面波衍射的实验装置，AC 和 BD 是两块挡板，AB 是一个孔，O 是波源。

图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹（图中曲线）间的距离表示一个波长，则波经过孔之后的传播情况，下列说法中正确的是（）A．此时能明显观察到波的衍射现象B．如果将孔 AB 缩小，经过孔以后的波纹间的距离会变小C．如果将孔 AB 缩小，有可能观察不到明显的衍射现象D．如果孔的大小不变，波源的频率增大，将能更明显地观察到衍射现象9．一质点做简谐运动的图象如图所示，该质点在t=3.5s时刻( )A．速度为正、加速度为正B．速度为负、加速度为负C．速度为负、加速度为正D．速度为正、加速度为负10．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。

经过t2＝0.1s，Q 点振动状态传到P点，则（）A．这列波的波速为40cm/sB．t2时刻Q点加速度沿y轴的正方向C．t2时刻P点正在平衡位置且向y轴的负方向运动D．t2时刻Q点正在波谷位置，速度沿y轴的正方向11．弹簧振子以O点为平衡位置，在水平方向上的A、B两点间做简谐运动，以下说法正确的是 ( )A．振子在A、B两点时的速度和加速度均为零B．振子在通过O点时速度的方向将发生改变C．振子的加速度方向总跟速度方向相反D．振子离开O点运动总是减速运动，靠近O点的运动总是加速运动12．如图所示，S是x轴上的上下振动的波源，振动频率为10Hz.激起的横波沿x轴向左右传播，波速为20m/s.质点a、b与S的距离分别为36.8m和17.2m，已知a和b已经振动.若某时刻波源S正通过平衡位置向上振动，则该时刻下列判断中正确的是A．b位于x轴上方，运动方向向下B．b位于x轴下方，运动方向向上C．a位于x轴上方,运动方向向上D．a位于x轴下方，运动方向向上13．一列沿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/s14．如图甲所示弹簧振子的平衡位置为O 点，在B 、C 两点之间做简谐运动。

规定水平向右为正方向，图乙是弹簧振子的简谐运动图像，由图可知，下列说法正确的是（ ）A ．t =0s 时刻振子从B 点释放 B ．弹簧振子的振幅是0.2mC ．弹簧振子从B 点经过O 点再运动到C 点为一次全振动D ．简谐运动图像中的P 点速度方向与加速度方向都沿正方向15．一列简谐横波在t =0时刻的波形图如图甲所示，P 是介质中的一个质点，图乙是质点P 的振动图像。

下列说法正确的是A ．该波的波速为4m/sB ．该波沿x 轴负方向传播C ．t =1s 时，质点P 的速度最小，加速度最大D ．在t =0到t =1s 的时间内，质点P 沿传播方向移动了2m 16．某质点做简谐运动的振幅为A,周期为T ,则质点在6T时间内的最大路程是 A ．1.5AB ．AC ．0.5AD ．0.2A17．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/sB ．20m/sC ．35m/sD ．55m/s18．一简谐横波沿水平绳向右传播，波速为v ，传播周期为T ，介质中质点的振幅为A 。

绳上两质点M 、N 的平衡位置相距34波长，N 位于M 右方。

设向上为正，在t =0时刻M 位移为2A +，且向上运动；经时间t （t ＜T ），M 位移仍为2A+，但向下运动，则（ ）A ．在t 时刻，N 位移为负，速度向下B ．在t 时刻，N 位移为负，速度向上C ．在t 时刻，N 恰好在波谷位置D ．在t 时刻，N 恰好在波峰位置19．物理学原理在现代科技中有许多重要应用．例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航．如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧，它们类似于杨氏干涉实验中的双缝．两天线同时都发出波长为λ1和λ2的无线电波．飞机降落过程中，当接收到λ1和λ2的信号都保持最强时，表明飞机已对准跑道．下列说法正确的是( )A ．天线发出的两种无线电波必须一样强B ．导航利用了λ1与λ2两种无线电波之间的干涉C ．两种无线电波在空间的强弱分布稳定D ．两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合20．图1是一列简谐横波在t =1.25s 时的波形图，已知c 位置的质点比a 位置的晚0.5s 起振，则图2所示振动图像对应的质点可能位于（ ）A ．a<x<bB ．b <x <cC ．c<x<dD ．d<x <e21．如图（a ）所示为一列简谐横波在t =6s 时的波形图，图（b ）是这列波中P 点的振动图线，那么该波的传播速度和传播方向是（ ）A ．v =25cm/s ，向左传播B ．v =50cm/s ，向左传播C ．v =25cm/s ，向右传播D ．v =50cm/s ，向右传播22．周期为2.0s 的简谐横波沿x 轴传播，该波在某时刻的图象如图所示，此时质点P 沿y 轴负方向运动，则该波（ ）A ．沿x 轴正方向传播，波速v=20m/sB ．沿x 轴正方向传播，波速v=10m/sC ．沿x 轴负方向传播，波速v=20m/sD ．沿x 轴负方向传播，波速v=10m/s23．端午节期间，一位游客在南海新区岸边欲乘游船，由于风浪很大，游船上下浮动。

把游船的浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为30cm ，周期为6.0s 。

当游船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

当地面与甲板的高度差不超过15cm 时，游客能舒适地登船。

在一个周期内，游客能舒适登船的时间是（ ） A ．1.0sB ．1.5sC ．2.0sD ．3.0s24．如图所示，1S 和2S 为两相干波源，它们的振动方向均垂直于纸面，产生的两列简谐横波波长为0.4m 。

P 点是两列波相遇区域中的一点，已知P 点到两波源的距离分别为1 1.1m S P =，2 1.2m S P =，两列波在P 点干涉相消。

波源1S 的振动方程为1sin 2y A t π=，则2S 的振动方程可能为（ ）A ．2sin 2y A t π=B ．21sin 24y A t ππ⎛⎫=-⎪⎝⎭C ．21sin 22y A t ππ⎛⎫=-⎪⎝⎭D ．2sin(2)y A t ππ=-25．如图所示，为一列沿x 轴正方向传播的机械波在某一时刻的图像，由图可知，这列波的振幅A 、波长λ和x =l 米处质点的速度方向分别为：（ ）A ．A =0.4 m λ=1m 向上B ．A =1m λ=0.4m 向下C ．A =0.4m λ=2m 向下D ．A =2 m λ=3m 向上【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．D 解析：D 【解析】 【详解】A ．由题意可知，第1到第5个质点之间为14λ，则质点1与质点17间相距一个波长，选项A 错误；B ．因为质点1开始起振的方向向上，则质点20开始振动时运动方向也向上，选项B 错误；C ．在4T t =时刻质点5开始向上振动，在2Tt =时质点5到达最高点，其加速度方向向下，选项C 错误；D ．34Tt =时质点13刚开始起振，此时质点12已经振动了16T ，则运动方向向上，选项D 正确； 故选D.2．C解析：C 【解析】 【详解】两列声波在出口T 处发生干涉，要第一次听到最低的声音，需满足，又因为所以，A ．答案为，A 错误；B ．答案为，B 错误；C ．答案为，C 正确；D ．答案为，D 错误3．B解析：B 【解析】A 、振动质点的位移是指离开位置的位移，做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，位移一定相同，则A 错误．B 、做简谐运动的物体，每次通过同一位置时，速度可能有两种方向，而速度是矢量，所以速度不一定相同，故B 正确．C 、简谐运动一次全振动是在一个周期内，物体通过的路程一定为振幅的4倍，故C 错误．D 、简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，要看开始时的位置，故D 错误．故选B ． 【点睛】掌握简谐运动的物体的受力特点和运动特点，经过同一位置时这三个量一定相同：位移、加速度和回复力．简谐振动物体在四分之一周期内的路程不一定等于一个振幅，在半个周期内，物体通过的路程一定为振幅的2倍，所以在四分之三个周期内，物体通过的路程不一定为振幅的3倍，一个周期的路程一定为振幅的4倍．4．B解析：B 【解析】试题分析：简谐运动有对称性、往复性、周期性特点，在振动过程中振子和弹簧构成的系统机械能守恒．当振子每次经过同一位置时，相对于平衡位置的位移必定相同；则振子的回复力：F kx =-，回复力必定相同；当振子每次经过同一位置时，回复力为定值，由牛顿第二定律Fa m=得，加速度必定相同．当振子每次经过同一位置时，速度大小相同，所以动能必定相等，但速度的方向可能相反，动能相同，则势能一定相同，故B 正确； 5．C解析：C 【解析】试题分析：由图读出波长为4m λ=，则该波的周期为0.1s T vλ==，1s 40t =时为四分之一个周期，t=0时刻质点M 的速度方向向上，所以1s 40t =时M 对平衡位置的位移为正值，速度方向向下，为负值，A 、B 错；简谐振动的质点加速度方向与位移方向始终相反，故1s 40t =时M 的加速度方向向下，与速度方向相同C 对D 错． 考点：横波的图像，波速、波长和频率（周期）的关系6．B解析：B 【解析】 【详解】受迫振动的频率由驱动力的频率决定，与固有频率无关，所以甲乙的振动频率都是300Hz ，做受迫振动的物体固有频率与驱动力的频率相差较小时，振幅较大，所以乙的振幅较大。