2011届高三物理一轮复习优化测控试题 机械振动和机械波（38套）

1、2011届高三物理一轮复习同步优化测控试题第七单元振 动 和 波第36讲机 械 振 动1.如果下表中给出的是做简谐运动的物体的位移x、速度v与时间的对应关系，T是振动周期，则下列选项正确的是()物理量状态时间0T甲零正向最大零负向最大零乙零负向最大零正向最大零丙正向最大零负向最大零正向最大丁负向最大零正向最大零负向最大A.若甲表示位移x，则丙表示相应的速度vB.若丁表示位移x，则甲表示相应的速度vC.若丙表示位移x，则甲表示相应的速度vD.若乙表示位移x，则丙表示相应的速度v解析：当t0时，甲的位移为零，这时刻的速度为正向最大；当tT时，甲的位移为正向最大，这时速度为零.由此可见，丙的速度变化

2、正好对应甲的位移变化情况.所以A正确.同样可推出B正确，C、D不正确.答案：AB2.如图所示，一根用绝缘材料制成的劲度系数为k的轻质弹簧，左端固定，右端与质量为m、带电荷量为q的小球相连，静止在光滑、绝缘的水平面上.在施加一个场强为E、方向水平向右的匀强电场后，小球开始做简谐运动，那么()A.小球到达最右端时，弹簧的形变量为B.小球做简谐运动的振幅为C.运动过程中小球的机械能守恒D.运动过程中小球的电势能和弹簧的弹性势能的总量不变解析：加电场后，振子的平衡位置在弹簧伸长为处，由简谐运动的对称性知振子的振幅为，到达最右端时弹簧的形变量为.答案：A3.某人在医院做了一次心电图，结果如图所示.如果心

3、电图仪卷动纸带的速度为1.5 m/min，图中方格纸每小格长1 mm，则此人的心率约为()A.80 次/min B.70 次/min C.60 次/min D.50 次/min解析：心电图中相邻两峰值之间的时间间隔为心跳的周期，故T，心率f57，故C正确.答案：C4.一砝码和一轻质弹簧构成弹簧振子，如图甲所示的装置可用于研究该弹簧振子的受迫振动.匀速转动把手时，曲杆给弹簧振子以驱动力，使振子做受迫振动.把手匀速转动的周期就是驱动力的周期，改变把手匀速转动的速度就可以改变驱动力的周期.若保持把手不动，给砝码一向下的初速度，砝码便做简谐运动，振动图象如图乙所示.当把手以某一速度匀速转动，受迫振动达

4、到稳定时，砝码的振动图象如图丙所示.若用T0表示弹簧振子的固有周期，T表示驱动力的周期，Y表示受迫振动达到稳定后砝码振动的振幅，则2006年高考·全国理综卷()乙丙A.由图象可知T04 sB.由图象可知T08 sC.当T在4 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小D.当T在8 s附近时，Y显著增大；当T比4 s小得多或大得多时，Y很小解析：由图乙可知振子的固有周期T04 s.在驱动力强度一定的前提下，T与T0越相近，振子做受迫振动的振幅越大；T与T0相差越大，振子做受迫振动的振幅越小.答案：AC5.将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力，图甲中O点为单

5、摆的悬点，将传感器接在摆线与O点之间，现将小球(可视为质点)拉到A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球在竖直平面内的ABC之间来回摆动，其中B点为运动最低位置.AOBCOB，小于10°且是未知量.图乙表示由计算得到细线对摆球的拉力大小F随时间变化的图象，且图中t0时刻为摆球从A点开始运动的时刻，据力学规律和题中信息(g取10 m/s2)，则单摆的周期为s，摆长为m.甲乙解析：由图象乙可知T0.4 s由T2，解得：l0.4 m.答案：0.40.46.描述简谐运动特征的公式是x.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失，则此运动(填“是”或“不

6、是”)简谐运动.2008年高考·江苏物理卷解析：简谐运动的特征公式为xAsin t，其中A是振幅；自由落体由反弹起来的过程中，回复力始终为重力，恒定不变，与偏离平衡位置的位移不成正比的，不符合简谐运动的规律.答案：Asin t不是第37讲机械波体验成功1.图示为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，波速C.波长，振幅 D.周期，振幅答案：D2.一列沿x轴正向传播的简谐横波在t0时刻的波形如图中实线所示，经过t后波形变为图中虚线.已知波速v1 m/s，下列说法正确的是()A.t一定等于0.4 sB.t可能等于0.4 sC.从t0时刻起，Q点将比P点先

7、到达最低点D.在t0时刻，P点的速率一定大于Q点的速率解析：图中波传播的距离可能为：xn×4 m0.4 m故t(4n0.4) s，A错误、B正确；图中时刻P、Q两质点都向上振动，Q点将比P点先到达最低点，在t0时刻P点的振动速度更大，C、D均正确.答案：BCD3.一位于原点O的波源S发出一列沿x轴正向传播的简谐横波，波速为400 m/s，已知当t0时刻，波刚好传到x40 m处，当时的波形图如图所示.在x轴上横坐标x400 m处固定有一个波的接收器P(图中未画出)，则下列说法正确的是()A.波源开始振动的方向一定为y轴的负方向B.x40 m处的质点在t0.5 s时刻位于最大位移处C.接

8、收器在t1.0 s时刻才接收到此波的信号D.若t0时刻起波源S沿x轴负向以10 m/s匀速移动，则接收器接收到此波时的频率将变小解析：由题图知，传播方向上每一质点开始振动的方向都是向下的，故波源开始振动方向向下，A正确.又T s0.05 s知，t0.5 s时刻x40 m的质点回到平衡位置向下振动，B错误.至接收器接收到信号的时间t s0.9 s，C错误.由多普勒效应知，D正确.答案：AD4.如图所示，波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a；同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b(f1f2)，P为两个波源连线的中点.下列说法正确的是()A.两列波将同

9、时到达P点B.两列波在P点叠加时P点的位移最大可达A1A2C.a的波峰到达S2时，b的波峰也恰好到达S1D.两列波相遇时，绳上位移可达A1A2的点只有一个，此点在P点的左侧解析：两列波在绳上传播的速度相同，故将同时到达中点P点，A正确.两列波波峰传播至P点的时刻不同，故P点振动的最大位移小于A1A2；同理，两波峰传播至另侧波源S2，S1的时刻也不相同，B、C错误.由题意知S1上出现波峰迟于S2上出现波峰，故两波峰相遇时在P点的左侧，D正确.答案：AD5.如图甲所示，波源S从平衡位置y0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T0.01 s，产生的简谐波向左右传播，波速均为v80 m

10、/s.经过一段时间后，P、Q两点开始振动，已知SP1.2 m、SQ2.6 m.若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图乙中的振动图象中，能正确的描述P、Q两点振动情况的是()甲乙A.为Q点的振动图象B.为Q点的振动图象C.为P点的振动图象 D.为P点的振动图象解析：波源开始振动的方向为正方向，故每个质点的起振方向都是y轴的正方向，为Q点的振动图象.又由题意知Q起振时P点已振动的时间为：t0.0175 s1T，故P点的振动图象为.答案：AD6.如图所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v.a、b是x轴上所给定的两点，且abl.在t时刻a、b两点间四列波的波形分别

11、如图A、B、C、D所示.则由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是图；频率由高到低的先后顺序依次是图.解析：解法一a点出现波峰的时间为a左侧最近处波峰传到a点的时间，即t.对于A图：tA；对于B图：tB对于C图：tC；对于D图：tD可得tBtDtCtA.又因为f，可得：fA；fB；fC；fD可得fDfBfCfA.解法二由f可得：fA，TA；fB，TB；fC，TC；fD，TD由振动的特点可得a点最近一次出现波峰的时间为：tA·TA；tB·TB；tC·TC；tD·TD.答案：B、D、C、AD、B、C、A金典练习十九机械振动机械波选择题部分共10小题，每小题6分

12、.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.1.某同学看到一只鸟落在树枝上的P处，树枝在10 s内上下振动了6次.鸟飞走后，他把50 g的砝码挂在P处，发现树枝在10 s内上下振动了12次.将50 g的砝码换成500 g的砝码后，他发现树枝在15 s内上下振动了6次，你估计鸟的质量最接近2006年高考·北京理综卷()A.50 gB.200 gC.500 gD.550 g解析：由题中所述实验可以看出：在P处悬挂物体的质量越大，则树枝振动的频率越低.因此小鸟在树枝上的振动频率介于悬挂50 g和500 g物体时树枝振动频率之间，所以小鸟的质量应介于50 g

13、和500 g之间，由题给选项可知只有选项B可能是正确的，故选B.答案：B2.有三根平行的弹性绳A、B、C，它们的左端处于同一直线MN上，让它们的左端同时分别开始振动，经过一定时间后出现了如图所示的情况，其中PQ是平行于MN的一条直线.由图中信息可知()A.形成的三列波的传播速度相同B.形成的三列波的波长相同C.弹性绳A中的质点的振动频率最大D.弹性绳A中的质点的振动周期最大解析：因为振动的时间相同，而波传播的距离不同，故波速不同，选项A错误；由波形可观察到弹性绳A、B、C上的三列波的波长不同，选项B错误；因为A弹性绳上的波产生波的个数最多，故A的频率最大，周期最小，故选项C正确、D错误.答案：

14、C3.如图所示，沿x轴正方向传播的一列横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法正确的是()A.从图示时刻开始，质点b比质点a先到达平衡位置B.从图示时刻开始，经过0.01 s质点a通过的路程为 0.4 mC.若该波波源从O点沿x轴正向运动，则在x2000 m处接收到的波的频率将小于50 HzD.在传播中遇到宽约3 m的障碍物时，该波能发生明显的衍射现象解析：由微平移法知b质点正向下运动，将比a质点后回到平衡位置，A错误；由题意知T0.02 s，故经0.01 s 质点a通过的路程为2A，B正确；波源向接收处运动，则接收到的波的频率将大于50 Hz，C错误；由图象可知，波

15、的波长4 m，遇到3 m宽的障碍物能发生明显的衍射，D正确.答案：BD4.一质点做简谐运动的图象如图所示，则该质点()A.在0.015 s时，速度和加速度都为x轴的负方向B.在0.01 s至0.03 s内，速度与加速度先反方向后同方向，且速度是先减小后增大，加速度是先增大后减小C.在第8个0.01 s内，速度与位移方向相同，且都在不断增大D.在每1 s内，回复力的瞬时功率有100次为零解析：在0.015 s时，从图象中可以看出，速度方向沿x轴的负方向，而加速度方向沿x轴正方向，A错误；在0.01 s 至0.03 s 时间内，速度方向先沿x轴的负方向，后沿x轴正方向，速度先减小后增大，而加速度方

16、向始终沿x轴正方向，加速度大小先增大后减小，所以B正确；在第8个0.01 s 内的位移沿x轴正方向且逐渐增大，而速度却在不断减小，所以C错误；由图象可知：T0.04 s，1 s内的周期数n25，当回复力为零时，回复力的功率为零，当回复力最大时，质点速度为零，回复力的功率也为零，这样，一个周期内，功率为零的时刻有四次，因此，在每1 s内回复力的瞬时功率为零的次数有4×25100次，所以D正确.答案：BD5.图示为甲、乙两单摆做简谐运动的图象，则()A.甲、乙两单摆的摆长之比为21B.甲、乙两单摆的周期之比为21C.甲、乙两单摆的振幅之比为21D.甲、乙两单摆的机械能之比为21解析：由题

17、意知：T甲2T乙，A甲2A乙又因为T2可得：l甲l乙故B、C正确.答案：BC6.一列简谐横波沿x轴负方向传播，图甲是t1 s时的波形图，图乙是波中某振动质点位移随时间变化的振动图象(两图用同一时间起点)，则图乙可能是图甲中哪个质点的振动图象2004年高考·全国理综卷()甲乙A.x0处的质点B.x1 m处的质点C.x2 m处的质点 D.x3 m处的质点解析：由题中图象可知波的周期T4 s，4 m，故v1 m/s，且0时刻波的图象如图丙所示.即图乙为x0或x4 m处质点的振动图象.答案：A 丙7.图甲为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t0时的波形.当R点在t0时的振动状态传到S点时，PR

18、范围内(含P、R)有一些质点正在向y轴负方向运动，这些质点的x坐标的取值范围是2006年高考·重庆理综卷()A.2 cmx4 cm B.2 cmx4 cmC.2 cmx3 cm D.2 cmx3 cm甲 乙解析：当R点在t0时刻的振动状态传到S点时，波的图象如图乙中的虚线所示.由微平移法可知2 cmx3 cm的质点向y轴负方向运动.答案：C8.一列简谐横波沿x轴负方向传播，波速v4 m/s.已知坐标原点(x0)处质点的振动图象如图甲所示，在图乙的4幅图中能够正确表示t0.15 s时刻的波形图的是2007年高考·全国理综卷()乙解析：由振动图象知在0.15 s时坐标原点的位移

19、为正，速度方向为y轴负方向，由微平移法可确定此时波的图象为A.答案：A9.如图所示的单摆，摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的黏性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不变.已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球的质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是b球速度的一半.则碰撞后2007年高考·北京理综卷()A.摆动的周期为 TB.摆动的周期为 TC.摆球最高点与最低点的高度差为0.3hD.摆球最高点与最低点的高度差为0.25h解析：单摆的周期与摆球的质量无关，碰后单摆周期不变，选项A、B错误.碰撞过程中，有：5m0·m

20、0·26m1v解得：v故碰后摆球能上摆的最大高度hh.故C错误、D正确.答案：D10.如图所示，S1、S2是两个振动情况完全相同的机械波波源，振幅为A，a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且abbc.某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点，则()A.a处质点的位移始终是2AB.c处质点的位移始终是2AC.b处质点的振幅为2AD.c处质点的振幅为2A解析：as1as2、bs1bs2、cs1cs2，故a、b、c三点都为干涉加强点，振幅均为2A，选项C、D正确，选项A、B错误.答案：CD非选择题部分3小题，共40分.11.(13分)图甲为沿x轴向右传播的简谐横波在

21、t1.2 s 时的波形图象，位于坐标原点处的观察者测到在4 s内有10个完整的波经过该点.(1)求该波的波幅、频率、周期和波速.(2)画出平衡位置在x轴上P点处的质点在00.6 s内的振动图象.甲解析：(1)由题意可知A0.1 mf2.5 HzT0.4 svf5 m/s.(2)P点处的质量在00.6 s内的振动图象，如图乙所示. 乙答案：(1)0.1 m2.5 Hz0.4 s5 m/s(2)如图乙所示12.(13分)一劲度系数k400 N/m的轻弹簧直立在地面上，弹簧的上端与盒子A连接在一起，盒子内装有物体B，B的下表面恰与盒子接触，如图所示.已知A和B的质量mAmB1 kg，g10 m/s2，不计阻力，先将A向上抬高使弹簧伸长5 cm 后从静止释放，A