(浙江專用)備戰(zhàn)2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二部分 選擇題部分 精練3 機(jī)械振動和機(jī)械波
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1、(浙江專用)備戰(zhàn)2022高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二部分 選擇題部分 精練3 機(jī)械振動和機(jī)械波 1.加試題 下列關(guān)于簡諧振動的說法正確的是( ) A.速度和加速度第一次同時恢復(fù)為原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程為一次全振動 B.位移的方向總跟加速度的方向相反,跟速度的方向相同 C.一個全振動指的是動能或勢能第一次恢復(fù)為原來的大小所經(jīng)歷的過程 D.位移減小時,加速度減小,速度增大 2.加試題 (2018·浙江4月選考·16)兩列頻率相同、振幅均為A的簡諧橫波P、Q分別沿+x和-x軸方向在同一介質(zhì)中傳播,兩列波的振動方向均沿y軸.某時刻兩波的波面如圖1所示,實線表示P波的波峰、Q波的波谷;虛線
2、表示P波的波谷、Q波的波峰.a(chǎn)、b、c為三個等距的質(zhì)點,d為b、c中間的質(zhì)點.下列判斷正確的是( ) 圖1 A.質(zhì)點a的振幅為2A B.質(zhì)點b始終靜止不動 C.圖示時刻質(zhì)點c的位移為0 D.圖示時刻質(zhì)點d的振動方向沿-y軸 3.加試題 如圖2所示,彈簧振子的小球在A、B間振動,O為平衡位置,已知A、B間距離為4 cm,小球從A第一次運(yùn)動到B的時間為2 s,則下列說法正確的是( ) 圖2 A.小球振動的周期為4 s B.小球振動的頻率為0.5 Hz C.小球在1 s內(nèi)發(fā)生的位移可以大于2 cm D.小球的加速度最大時動能可能最大 4.加試題 如圖3甲所示,在曲
3、軸A上懸掛一個彈簧振子,如果轉(zhuǎn)動把手,曲軸可以帶動彈簧振子上下振動.若保持把手不動,給砝碼一向下的初速度,砝碼便做簡諧運(yùn)動,振動圖線如圖乙所示.當(dāng)把手以某一速率勻速轉(zhuǎn)動,受迫振動達(dá)到穩(wěn)定時,砝碼的振動圖線如圖丙所示.若用T0表示彈簧振子的固有周期,T表示驅(qū)動力的周期,Y表示受迫振動達(dá)到穩(wěn)定后砝碼振動的振幅,則( ) 圖3 A.由圖線可知T0=8 s B.由圖線可知T0=4 s C.當(dāng)T在8 s附近時,Y顯著增大;當(dāng)T比8 s小得多或大得多時,Y很小 D.當(dāng)T在4 s附近時,Y顯著增大;當(dāng)T比4 s小得多或大得多時,Y很小 5.加試題 如圖4所示為一單擺的共振曲線,由圖象信
4、息,以下說法正確的是(g取10 m/s2)( ) 圖4 A.此單擺的擺長約為1.6 m B.當(dāng)驅(qū)動力的頻率為0.4 Hz時發(fā)生共振 C.當(dāng)驅(qū)動力的頻率為0.6 Hz時振幅為25 cm D.若擺長增大,共振曲線最大值的橫坐標(biāo)將增大 6.加試題 (2017·寧波市諾丁漢大學(xué)附中高三上期中)將一單擺向左拉至水平標(biāo)志線上,從靜止釋放,當(dāng)擺球運(yùn)動到最低點時,擺線碰到障礙物,擺球繼續(xù)向右擺動.用頻閃照相機(jī)拍到如圖5所示的單擺運(yùn)動過程的頻閃照片,以下說法正確的是( ) 圖5 A.?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長之比為9∶4 B.?dāng)[線碰到障礙物前后的擺長之比為3∶2 C.?dāng)[線經(jīng)過最低點
5、時,線速度不變,半徑減小,擺線張力變大 D.?dāng)[線經(jīng)過最低點時,角速度變大,半徑減小,擺線張力不變 7.加試題 (2017·寧波市九校高二上期末)夏天的河上,有幾名熟悉水性的青年將繩子掛在橋下蕩秋千,抓住繩子來回蕩幾次后跳入河中,現(xiàn)把秋千看成單擺模型,圖6為小明在蕩秋千時的振動圖象,已知小王的體重比小明的大,重力加速度g取10 m/s2,則下列說法正確的是( ) 圖6 A.小王蕩秋千時,其周期大于6.28 s B.圖中a點對應(yīng)蕩秋千時的最高點,此時回復(fù)力為零 C.小明蕩到圖中對應(yīng)的b點時,動能最大 D.該秋千的繩子長度約為10 m(人可視為質(zhì)點) 8.加試題 一個質(zhì)點以O(shè)為
6、中心做簡諧運(yùn)動,位移隨時間變化的圖象如圖7所示.a(chǎn)、b、c、d表示質(zhì)點在不同時刻的相應(yīng)位置,且b、d關(guān)于平衡位置對稱,則下列說法中正確的是( ) 圖7 A.質(zhì)點做簡諧運(yùn)動的方程為x=Asin t B.質(zhì)點在位置b與位置d時速度大小相同,方向不同 C.質(zhì)點從位置a到c和從位置b到d所用時間相等 D.質(zhì)點從位置a到b和從b到c的平均速度相等 9.加試題 如圖8甲所示,在水平面內(nèi),有三個質(zhì)點a、b、c分別位于直角三角形的三個頂點上,已知ab=6 m,ac=8 m.在t1=0時刻a、b同時開始振動,振動圖象均如圖乙所示,所形成的機(jī)械波在水平面內(nèi)傳播,在t2=4 s時c點開始振動,則(
7、 ) 圖8 A.該機(jī)械波的傳播速度大小為2 m/s B.c點的振動頻率先是與a點相同,兩列波相遇后c點的振動頻率增大 C.該列波的波長是2 m D.兩列波相遇后,c點振動加強(qiáng) 10.加試題 在同一地點有兩個靜止的聲源,發(fā)出聲波1和聲波2.在同一空間的空氣中沿同一方向傳播,如圖9所示為某時刻這兩列波的圖象,則下列說法中正確的是( ) 圖9 A.波1速度比波2速度大 B.這兩列波的頻率相同 C.在這兩列波傳播方向上,不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象 D.相對于同一障礙物,波1比波2發(fā)生衍射現(xiàn)象更明顯 11.加試題 如圖10所示為一列在均勻介質(zhì)中傳播的簡諧橫波在某時刻的波形
8、圖,波速為2 m/s,此時P點振動方向沿y軸負(fù)方向,則( ) 圖10 A.該波傳播的方向沿x軸正方向 B.P點的振幅比Q點的小 C.經(jīng)過Δt=4 s,質(zhì)點P將向右移動8 m D.經(jīng)過Δt=4 s,質(zhì)點Q通過的路程是0.4 m 12.加試題 如圖11所示,一列向右傳播的簡諧橫波,波速大小為0.6 m/s,P質(zhì)點的橫坐標(biāo)x=1.2 m.從圖中狀態(tài)開始計時,則下列說法正確的是( ) 圖11 A.簡諧橫波的頻率為2.5 Hz B.經(jīng)過1.6 s,P點第一次達(dá)到波谷 C.P點剛開始振動的方向沿y軸負(fù)方向 D.直到P點第一次到達(dá)波峰時,x=0.06 m處的質(zhì)點經(jīng)過的路程為
9、95 cm 13.加試題 一條彈性繩子呈水平狀態(tài),M為繩子中點,兩端P、Q同時開始上下振動,一小段時間后產(chǎn)生的波形如圖12所示,對于其后繩上各點的振動情況,以下判斷正確的是( ) 圖12 A.兩列波將同時到達(dá)中點M B.兩列波波速之比為1∶2 C.中點M的振動總是加強(qiáng)的 D.M點的位移大小在某時刻可能為零 14.加試題 (2018·慈溪市期末)兩列相干水波的疊加情況如圖13所示,圖中的實線表示波峰,虛線表示波谷.設(shè)兩列波的振幅均為5 cm,且在圖示的范圍內(nèi)振幅不變,波速和波長分別為1 m/s和1 m.C點是BE連線的中點,下列說法中正確的是( ) 圖13 A.F、
10、Q兩點始終保持靜止不動 B.圖示時刻A、B兩點的豎直高度差為10 cm C.從圖示時刻起經(jīng)0.5 s后,B點通過的路程為20 cm D.圖示時刻C點正處在平衡位置且向下運(yùn)動 15.加試題 在同一實驗室中,甲、乙兩水平彈簧振子的振動圖象如圖14所示,則可知( ) 圖14 A.振子甲速度為零時,振子乙速度最大 B.兩振子的振動頻率之比f甲∶f乙=2∶1 C.若將振子乙的振幅也增為10 cm,則甲、乙振子的振動周期會相等 D.任意2 s內(nèi),甲、乙兩振子通過的路程相等 16.加試題 (2018·諸暨市牌頭中學(xué)期中)如圖15所示,甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖,乙為介質(zhì)中x
11、=2 m處的質(zhì)點P以此時刻為計時起點的振動圖象,質(zhì)點Q的平衡位置位于x=3.5 m處,下列說法正確的是( ) 圖15 A.這列波沿x軸正方向傳播 B.在0.3 s時間內(nèi),質(zhì)點P向右移動了3 m C.t=0.1 s時,質(zhì)點P的加速度大于質(zhì)點Q的加速度 D.t=0.25 s時,x=3.5 m處的質(zhì)點Q到達(dá)波峰位置 答案精析 1.AD [根據(jù)a=-,加速度相同說明位移相同,經(jīng)過同一位置速度有兩個不同的方向,故一次全振動過程是速度和加速度第一次同時恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程,故A正確;位移的方向總跟加速度的方向相反,跟速度的方向可能相同也可能相反,故B錯誤;一次全振動時,
12、動能和勢能均會有多次恢復(fù)為原來的大小,故C錯誤;位移減小時,物體向平衡位置移動,加速度減小,速度增大,故D正確.] 2.CD [由題可得兩列波頻率、波長相等,實線表示P波的波峰、Q波的波谷;虛線表示P波的波谷、Q波的波峰,故a、c兩點為減弱點,b為加強(qiáng)點.由于振幅均為A,所以a、c兩點始終靜止不動,故A、B錯誤,C正確;此時d點處P波向下運(yùn)動,Q波向下運(yùn)動,所以質(zhì)點d沿-y軸方向振動,D正確.] 3.AC [從A到B,小球運(yùn)動的時間是半個周期,所以小球運(yùn)動的周期:T=2t=2×2 s=4 s,故A正確;小球振動的頻率:f== Hz,故B錯誤;小球在做簡諧振動的過程中,接近平衡位置處的速度大
13、,所以小球在1 s(T)內(nèi)發(fā)生的位移可以大于2 cm,故C正確;小球的加速度最大時,小球位于最大位移處,此時小球的速度是0,動能為零,故D錯誤.] 4.BD [題圖乙是彈簧振子自由振動時的周期,故由題圖乙可知,彈簧振子的固有頻率為T0=4 s,故A錯誤,B正確;當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于彈簧振子的固有頻率時,物體的振動達(dá)到最強(qiáng),故當(dāng)T在4 s附近時振幅顯著增大,當(dāng)T比4 s小得多或大得多時,Y很小,故C錯誤,D正確.] 5.ABC [由題圖可知,當(dāng)頻率為0.4 Hz時發(fā)生共振,當(dāng)頻率為0.6 Hz時,振幅為25 cm,B、C正確;由單擺的周期公式T=2π知,當(dāng)擺長增大時,周期變長,共振頻率減小,D
14、錯誤;l=g=≈1.6 m,A正確.] 6.AC [由單擺的周期公式T=2π可知,l∝T2,由于是頻閃照片,圖中相鄰兩小球的影像的時間間隔是相同的,所以周期之比是9∶6,周期平方比是9∶4,即擺長之比為9∶4,A正確,B錯誤.根據(jù)機(jī)械能守恒定律,擺線經(jīng)過最低點時,擺球線速度不變,由FT-mg=m可知,r減小,擺線張力FT變大,故C正確,D錯誤.] 7.CD [由單擺的周期公式T=2π,可知單擺的周期與質(zhì)量無關(guān),故A錯誤.題圖中a點對應(yīng)蕩秋千時的最高點,此時回復(fù)力等于重力沿圓弧的切線方向的分力,故B錯誤.小明蕩到題圖中對應(yīng)的b點,即在平衡位置時,對應(yīng)的速度最大,所以動能最大,故C正確.由單擺
15、的周期公式T=2π知,l== m≈10 m,故D正確.] 8.AC [由題給的質(zhì)點位移隨時間變化的圖象可知,振幅為A,周期T=8 s,質(zhì)點做簡諧運(yùn)動的方程為x=Asint=Asint,選項A正確;根據(jù)對稱性可知質(zhì)點在位置b與位置d時速度相同,選項B錯誤;質(zhì)點從位置a到c與從位置b到d所用時間均為2 s,選項C正確;質(zhì)點從位置a到b和從b到c的時間都為1 s,時間相等,位移不等,所以平均速度不相等,選項D錯誤.] 9.ACD [由于兩列波的波速相同,則a處振動先到達(dá)c點,所以波速為v== m/s=2 m/s,故A正確.由于兩列波在同種介質(zhì)中傳播,且周期相同,所以兩列波的頻率相同,能夠產(chǎn)生干涉
16、現(xiàn)象,兩列波相遇后c點的振動頻率不變,故B錯誤.由題圖知T=1 s,v=2 m/s,則波長為λ=vT=2 m,c點到a、b兩點的路程差為Δs=bc-ac=2 m=λ,故兩列波相遇后,c點振動加強(qiáng),故C、D正確.] 10.CD [在同一種介質(zhì)中,各種頻率的聲波傳播的速度相同,選項A錯誤;從題圖中可以看出波1的波長大于波2的波長,由公式v=fλ可得,波1的頻率小于波2的頻率,選項B錯誤;由于兩列波的頻率不同,所以兩列波不會產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象,選項C正確;相對于同一障礙物,波長越大衍射越明顯,選項D正確.] 11.AD [此時P點振動方向沿y軸負(fù)方向,由波形平移法可知該波傳播的方向沿x軸正方向,
17、故A正確;均勻介質(zhì)中傳播的簡諧橫波各點振幅相同,故B錯誤;各質(zhì)點只在自己的平衡位置附近振動,并不隨波移動,故C錯誤;T==2 s,Δt=4 s=2T,則經(jīng)過Δt=4 s,質(zhì)點Q通過的路程s=8A=0.4 m,故D正確.] 12.ACD [由題圖讀出波長λ=0.24 m,由v=λf得:該波的頻率為f== Hz=2.5 Hz,故A正確;當(dāng)圖中波谷傳到P點,P點第一次到達(dá)波谷,所用時間t== s=1.7 s,即經(jīng)過1.7 s,P點第一次到達(dá)波谷,故B錯誤;P點剛開始振動的方向與圖示時刻x=0.24 m處質(zhì)點的振動方向相同,沿y軸負(fù)方向,故C正確;當(dāng)圖中波峰傳到P點時,P點第一次到達(dá)波峰,所用時間t
18、== s=1.9 s,即經(jīng)過1.9 s,P點第一次到達(dá)波峰.該波的周期為T==0.4 s,由于t=1.9 s=4.75T,所以直到P點第一次到達(dá)波峰時,x=0.06 m處的質(zhì)點經(jīng)過的路程為s=4.75×4A=4.75×4×5 cm=95 cm,故D正確.] 13.AD [由題意可知,波在同種介質(zhì)傳播,所以波速相同,由于距離相同,所以兩波同時到達(dá)M點,故A正確,B錯誤.由于頻率不同,因此在M點相遇時,并不總是加強(qiáng)或減弱;當(dāng)兩波剛傳到M點時,此時刻位移為零,所以M點的位移大小在某時刻可能為零,故C錯誤,D正確.] 14.AC 15.AD [由題圖可知甲、乙兩個振子的周期分別為T甲=2.0 s
19、,T乙=1.0 s,振子甲每一次位于最大位移處時,乙都經(jīng)過平衡位置,所以振子甲速度為零時,振子乙速度最大,故A正確;甲、乙兩個振子的周期分別為T甲=2.0 s,T乙=1.0 s,甲、乙兩個振子的周期之比為2∶1,又:f=,所以甲、乙振子的振動頻率之比f甲∶f乙=1∶2,故B錯誤;彈簧振子振動的周期與振幅無關(guān),故C錯誤;甲、乙兩個振子的周期分別為T甲=2.0 s,T乙=1.0 s,則在任意2 s內(nèi),甲通過的路程為4A甲=4×10 cm=40 cm,乙通過的路程為:8A乙=8×5 cm=40 cm,甲、乙兩振子通過的路程相等,故D正確.] 16.ACD [由題圖乙讀出,t=0時刻質(zhì)點的速度向上,則由波形的平移法可知,這列波沿x軸正方向傳播,由題圖知:λ=4 m,T=0.4 s,則波速v== m/s=10 m/s,故A正確;據(jù)波的傳播特點可知,質(zhì)點并不隨波遷移,而是在平衡位置附近做簡諧運(yùn)動,故B錯誤;當(dāng)t=0.1 s時,質(zhì)點P處于最大位移處,據(jù)簡諧運(yùn)動的特點可知,此時加速度最大;而質(zhì)點Q此時不在最大位移處,所以質(zhì)點P的加速度大于質(zhì)點Q的加速度,故C正確;由波形的平移法可知,經(jīng)過0.25 s,位于x=1 m的波峰恰好傳播到Q點,所以t=0.25 s時質(zhì)點Q處于波峰,故D正確.]
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