高二物理机械振动机械波试题答案及解析

高二物理机械振动机械波试题答案及解析1.科学探测表明，月球表面无大气层，也没有水，更没有任何生命存在的痕迹．在月球上，两宇航员面对面讲话也无法听到，这是因为()．A．月球太冷，声音传播太慢B．月球上没有空气，声音无法传播C．宇航员不适应月球，声音太轻D．月球上太嘈杂，声音听不清楚【答案】B【解析】由于声波是机械波，而机械波的传播必须有介质，月球表面无大气层，没有传播声音的介质，所以讲话无法听到．2.如图所示为波沿着一条一端固定的绳子传播到B点时的波形图，由图可判断出A点开始振动的方向是 ()．A．向左B．向右C．向上D．向下【答案】C【解析】由图可知，沿波传播方向B点的前边质点在其上方，B点要重复前边质点的振动，故B 向上运动，故振源开始也是向上起振的，C项正确．3.类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是（）A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波【答案】D【解析】机械波和电磁波都是波，所以存在相同的规律，它们的频率、波长和波速三者都满足的关系，都能产生干涉和衍射等。

不同的是机械波是因为机械振动引起的，它的传播依赖于介质，而电磁波是因为变化的电场与变化的磁场交替产生的，所以它可以在真空中传播。

，机械波既有横波又有纵波，但是电磁波在传播时，它的电场强度和磁感应强度互相垂直。

而且两者均与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波。

故选D4.如图1所示，两木块A和B叠放在光滑水平面上，质量分别为m和M，A与B之间的最大静摩擦力为f，B与劲度系数为k的轻质弹簧连接构成弹簧振子。

为使A和B在振动过程中不发生相对滑动，则 [ ]【答案】BD【解析】分析：A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时，AB间静摩擦力达到最大，此时振幅最大．先以A为研究对象，根据牛顿第二定律求出加速度，再对整体研究，根据牛顿第二定律和胡克定律求出振幅．解答：解：当A和B在振动过程中恰好不发生相对滑动时，AB间静摩擦力达到最大．根据牛顿第二定律得：以A为研究对象：a=以整体为研究对象：kA=（M+m）a，联立两式得，A=故答案为：BD点评：本题运用牛顿第二定律研究简谐运动，既要能灵活选择研究对象，又要掌握简谐运动的特点．基础题．5.质点以坐标原点O为中心位置在y轴上做简谐运动，其振动图象如图甲所示，振动在介质中产生的简谐横波沿x轴正方向传播，波速为1．0 m/s。

0．3s后，此质点立即停止运动，再经过0．1s后的波形图是图乙中的（）【答案】C【解析】由振动图象可知，t=0时刻质点沿y轴正方向振动，则介质中各质点的起振方向均沿 y轴正方向，与波的最前端的质点振动方向一致，再由振动图象读出周期T=0．4s,波长λ=0．4m,经0．3s形成个波长的机械波，再经0．1s后波总共向前传播的距离为一个波长，即0．4m，故选C。

【考点】振动图象和波动图像的关系。

6.一列简谐横波沿直线传播，某时刻该列波上正好经过平衡位置的两质点相距6 m，且这两质点之间的波峰只有一个，则该简谐波可能的波长为A．4 m、6 m和8 m B．6 m、8 m和12 mC．4 m、6 m和12 m D．4 m、8 m和12 m【答案】C【解析】满足这种情况的波形可能有三种情况，一是两点间有半个波长，此时λ=6m，故λ=12m；二是两点间有一个波长，此时λ=6m；三是两点间有个波长，此时λ=6m，故λ=4m；故选项C正确。

【考点】波长的计算。

7.一列简谐横波沿直线传播，该直线上的a、b两点相距4.42 m．图中实、虚两条曲线分别表示平衡位置在a、b两点处质点的振动曲线．由此可知( )A．此列波的频率一定是10 HzB．此列波的波长一定是0.1 mC．此列波的传播速度一定是34 m/sD．a点一定比b点距波源近【答案】A【解析】通过图象观察可知周期，根据周期和频率之间的关系，所以A项正确；波从a传到b的时间为，波速为，（n=0,1,2...），当n=1时，波速为34m/s，n取不同值时，波速为不同值，所以C项错误；根据波长公式，n为不同值时，波长为不同值，波长不可能为0.1m，所以B项错误；由振动图象中无法判定a、b哪点距离波源近，所以D项错误。

【考点】本题考查了振动图象的特性和波的多解性8.一列简谐横波波沿X轴正方向传播，在T=0时刻波形如图所示。

已知这列波在P点依次出现两个波峰的时间间隔为0.4s，以下说法正确的是（）A．这列波的波长是5m。

B．这列波的速度是10 m /sC．质点Q需要再经过0.7s，才能第一次到达波峰处D．质点Q达到波峰时，质点P也恰好达到波峰处【答案】BCD【解析】通过观察波形图可知，波长为4m，所以A项错误；根据题意P点依次出现两个波峰的时间间隔为0.4s，可知这列波的周期T=0.4s，根据公式，所以B项正确；图中离Q点最近的第一个波峰位于x=2m位置，x=2m与Q点相距为7m，第一个波峰的振动形式传到Q点的时间，Q点第一次出现波峰的时间是0.7s，所以C项正确；P、Q点相距8m是波长的2倍振动形式完全相同，Q点到达波峰则P点也到达波峰，所以D项正确。

【考点】本题考查了波形图的意义和波长、频率、波速的关系9.下述关于机械波的说法中，正确的是（）A．产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化B．发生干涉现象时，介质中振动加强的质点，振动的振幅最大，减弱点振幅可能为零C．在一个周期内，介质的质点所走过的路程等于波长D．某一频率的声波，从空气进入水中时，波长和频率均增大【答案】B【解析】产生多普勒效应的原因是振源与观察者之间距离变化，使观察者接收到频率发生了变化，但波源频率并不改变，故选项A错误；发生干涉现象时，介质中振动加强的质点振幅最大，减弱的点振幅最小．若两列波的振幅相等，减弱点的振幅可能为零，故选项B正确；质点简谐振动时，一个周期内通过的路程是四个振幅，与波长无关，故选项C错误；波速由介质决定，频率由波源决定．当声波从空气进入水中时，频率不变，波速变大，则波长变大，故选项D错误。

10.如图所示，实线是某时刻的波形图线，虚线是0.2s后的波形图线．（1）若波向左传播，求它传播的最小速度；（2）若波向右传播，求它的最大周期；（3）若波速为35m/s，求波的传播方向．【答案】（1）15m/s；（2）0.8s；（3）向左传播．【解析】（1）假定波向左传播时，波传播的最短距离为波长，由图可知波长λ=4m，所以传播的最小距离为xmin＝=3m．最小速度为：。

（2）若这列波向右传播，则有，得周期，（n=0，1，2…）．在所有可能的周期中，当n=0时的最大，故Tmax=0.8s．（3）若波速为35m/s，在0.2s内传播的距离）△x=υ•△t=35×0.2=7（m）=1λ，所以波向左传播．【考点】机械波的传播.11.如图两个弹簧振子悬挂在同一支架上，已知甲弹簧振子的固有频率为8 Hz，乙弹簧振子的固有频率为72 Hz，当支架在受到竖直方向且频率为9 Hz的驱动力作用做受迫振动时，则两个弹簧振子的振动情况是（）A．甲的振幅较大，且振动频率为8 HzB．甲的振幅较大，且振动频率为9 HzC．乙的振幅较大，且振动频率为9 HzD．乙的振幅较大，且振动频率为72 Hz【答案】B【解析】支架在受到驱动力作用做受迫振动时，甲和乙物体都在做受迫振动，受迫振动物体的频率等于外驱力的频率，甲、乙的振动频率都为9Hz，根据物体的共振条件，当外驱力的频率等于物体的固有频率时，物体会发生共振，外驱力的频率越接近物体的固有频率，物体的振幅越大，所以B项正确；A、C、D项错误。

【考点】本题考查了受迫振动和共振12.有一单摆，其摆长l＝1.02m，已知单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t＝60.8 s，可知当地的重力加速度是_____________m/s2。

【答案】9.79【解析】由题可知，T=t/30， 9.79【考点】单摆周期公式13.横波如图所示，t1时刻波形为图中实线所示，t2时刻波形为图中虚线所示，已知△t=t2﹣t 1=0.5s，且3T＜t2﹣t1＜4T，问：（1）如果波向右传播，波速多大？（2）如果波向左传播，波速多大？【答案】（1）如果波向右传播，波速为26m/s；（2）如果波向左传播，波速为30m/s．【解析】解：由图读出波长λ=4m（1）如果波向右传播，已知3T＜△t＜4T，则波向右传播的距离为△x==13m波速v==；（2）如果波向左传播，已知3T＜△t＜4T，则波向左传播的距离为x=3=15m波速v==答：（1）如果波向右传播，波速为26m/s；（2）如果波向左传播，波速为30m/s．【点评】本题考查对波动图象的理解能力．也可以先写出波速的通项，再求特殊值．横波问题要注意存在多解性．14.如图，振幅、频率均相同的两列波相遇，实线与虚线分别表示两列波的波峰和波谷。

某时刻，M点处波峰与波峰相遇，下列说法中正确的是（）A．该时刻质点O正处于平衡位置B．P、N两质点始终处在平衡位置C．质点M将沿波的传播方向向O点处移动D．从该时刻起，经过二分之一周期，质点M将到达平衡位置【答案】B【解析】由图知O点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，A错误；P、N两点是波谷和波峰叠加，由于振幅相同，位移始终为零，即处于平衡位置，B正确；振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，C错误；从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，D错误；故选B。

【考点】波的干涉。

15.一根弹性绳沿x轴方向放置，左端在原点O处，用手握住绳的左端使其沿y轴方向做周期为1s的简谐运动，于是在绳上形成一简谐波．绳上质点N的平衡位置为x=5m，振动传播到质点M时的波形如图所示．求：（1）绳的左端振动后经过多长时间传播到质点N；（2）质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程；（3）如果从N开始振动计时，画出质点N振动的位移﹣时间图线．【答案】（1）绳的左端振动经2.5s时间传播到质点N；（2）质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程为80cm．（3）如果从N开始振动计时，质点N振动的位移﹣时间图线如图所示．【解析】（1）由图读出波长和周期，求出波速，根据质点N到波源O的距离，求出时间；（2）据振动的时间，分析波源的振动情况和通过的路程；（3）波传播到N恰好为2.5s，通过用描点法画出质点的振动图象即可．解：（1）由图可知，波长λ=2m，则波速：v==m/s=2m/s振动从O传播到质点N经历的时间：t==s=2.5s（2）因 n===2.5，所以质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程为：s=2.5×4A=2.5×4×8cm=80cm（3）由上可知，经2.5s波传播到N点，由波形图知各质点的起振方向向下，振幅为8cm，周期与波的周期相同即T=1s，所以质点N的振动图象如图所示：答：（1）绳的左端振动经2.5s时间传播到质点N；（2）质点N开始振动时，绳的左端已通过的路程为80cm．（3）如果从N开始振动计时，质点N振动的位移﹣时间图线如图所示．【点评】本题的关键是有题意判断T=1s和灵活应用波传播的特点求解；明确波动图象和振动图象的区别和联系．16.某地区地震波中的横波和纵波传播速率分别约为4km/s和9km/s．一种简易地震仪由竖直弹簧振子P和水平弹簧振子H组成（如图）．在一次地震中，震源地地震仪下方，观察到两振子相差5s开始振动，则（）A．P先开始振动，震源距地震仪约36kmB．P先开始振动，震源距地震仪约25kmC．H先开始振动，震源距地震仪约36kmD．H先开始振动，震源距地震仪约25km【答案】A【解析】纵波的速度快，纵波先到．根据求出震源距地震仪的距离．解：纵波的速度快，纵波先到，所以P先开始振动，根据，x=36km．故A正确，B、C、D错误．故选A．【点评】解决本题的关键运用运动学公式判断哪个波先到．属于容易题．17.两列振幅、波长和波速都相同的简谐波a和b分别沿x轴的正方向、负方向传播，波速出v=200m/s，在t=0时刻的部分波形如图所示，那么在x轴上x=450m的质点P，经最短时间t1现位移最大值，经最短时间t2出现位移最小值，则t1、t2分别是（）A．1.75s，1.25s B．0.25s，0.75s C．1.25s，0.75s D．0.25s，1.25s【答案】B【解析】根据波的传播方向，从而确定质点P的振动方向，并由波长与波速，从而确定周期，及结合t=0时刻质点P点的位置，进而确定位移最大与最小的最短时间．解：在t=0时刻的，在x轴上x=450m的质点P，随着波向x轴正方向传播，则质点P向y轴正方向传播，那么经过最短时间t1==s=0.25s；而周期T==s=2s；因此经最短时间t2出现位移最小值，则有：t2=t1+=0.25+0.5=0.75s；故B正确，ACD错误；故选：B．【点评】考查波的传播方向与质点的振动方向关系，掌握波长、波速与周期的公式，理解最短时间的含义，注意位移最大与最小的区别．18.一个水平弹簧振子的振动周期是0.025s，当振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17s时，振子的运动情况是（）A．正在向右做减速运动B．正在向右做加速运动C．正在向左做减速运动D．正在向左做加速运动【答案】B【解析】由题，以水平向右为坐标的正方向，振子向左经过平衡位置O点时开始计时，则t=0时刻振子的位移x=0．根据简谐运动振子的加速度与位移的关系a=﹣，结合0.17s时间内完成的振动次数，从而确定加速度大小与方向．解：根据题意，以水平向右为坐标的正方向，振动周期是0.025s，振子从平衡位置开始向右运动，经过0.17s时，完成了到 7T之间，因此振动正在向右加速运动到平衡位置．故选：B【点评】本题关键抓住简谐运动加速度与位移的关系，根据计时开始时刻的加速度及方向解题．19.如图甲为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图乙为该波中x="2" m处质点P的振动图象，下列说法正确的是（）A．这列波的波速为4m/sB．波沿x轴负方向传播C．t=0．5s时，质点P的动能最大D．从时刻t=0到时刻t=2．5s的时间内，质点P通过的路程为1．8cm【答案】AC【解析】由波动图象读出波长λ=4m，由振动图象读出周期T=1s，则波速．故A正确．由振动图象上t=0时刻读出P点的速度方向沿y轴正方向，则由波动图象判断出波沿x轴正方向传播．故B错误．t=0．5s=T/2，P点到达平衡位置，速度最大，动能最大．故C正确．t=2．5s=2．5T，P点振动路程为S=2．5×4A=10×0．2cm=2cm．故D错误．故选AC．【考点】振动图像和波的图线20.在水面上有两个振幅和频率相同的波源和，开始起振时两波源的振动方向相反，在两波源连线的中垂线上有三点，经过一段时间这三点都处于两列波的叠加区域内，如图所示，下列说法中正确的是（）A．点是振动加强点，点是振动减弱点B．点是振动加强点，点是振动减弱点C．点此时刻振动加强，经过一段时间后变为振动减弱点，而点可能变为振动加强点D．三点都是振动减弱点【答案】D【解析】由题，和是两个振动情况完全相反的振源，在和连线的中垂线上，则到两个波源的距离都相等，路程差都为零，三点的振动都减弱，故选项D正确。