2019-2020年人教版物理高三二轮复习专题训练：机械振动与机械波

1、2019-2020年人教版物理高三二轮复习专题训练：机械振动与机械波机械振动与机械波专题训练1.（多选）一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是 (BD )A.质点振动频率是4 HzB.在10 s内质点经过的路程是 20 cmC.第4 s末质点的速度为零D.t=1 s和t=3 s两时亥L质点位移大小相等，方向相反解析：由振动图象可知，质点振动的周期是4 s,频率为0.25 Hz,故A 错误；振幅A=2 cm,一个周期质点经过的路程为4A,10 s为2.5个周 期，经过的路程为2.5 X4A=10A=2（hm,B正确;4 s末质点在平衡位置， 速度最大，故C错误；在t=1 s和t=3 s

2、两时刻，质点分别在正最大位 移和负最大位移，位移大小相等、方向相反，故D正确。2.（多选）某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x二Asin粉则质点（AD ）A.第1 s末与第3 s末的位移相同B.第1 s末与第3 s末的速度相同C.第3 s末至第5 s末的位移方向都相同D.第3 s末至第5 s末的速度方向都相同解析：由关系式可知=rad/s,则丁士=8 s,将t=1 s和t=3 s代入关系式中求得两时刻位移相同，A Xt;作出质点的振动图象，由图象可 以看出，第1 s末和第3 s末的速度方向不同，B错；由图象可知，第3 s 末至第4 s末质点的位移方向与第4 s末至第5 s末质点的位移

3、方向 相反，而速度的方向相同，故C错,D对。3.（多选）位于原点的波源在t=0时开始沿y轴做简谐运动，它激起横 波沿x轴传播，当t=0.15 s时,波的图象如图所示，此时波恰好传到P点,则（BD ）N j/cm 4A.该波源的频率是0.2 HzB.波长是0.4 mC.P点将向下运动D.P点将向上运动解析：根据波形图可判断入=0.3 m,即入=0.4 m,选项B对。对应的传播时间t=0.15 s= :T,周期T=0.2 s,频率f=E=5 Hz,选项A错。根据传播方向和振动方向在波形图同一侧，质点P沿y轴正方向振动，选项C 错,D正确。4.（多选）某单摆做小角度摆动，其振动图象如图所示，则以下说

4、法正确的是（BC ）12 / 13A.ti时刻摆球速度最大，摆球向心加速度最大B.t 2时刻摆球速度最大，悬线对它的拉力最大C.t 3时刻摆球速度为零，摆球所受回复力最大D.t 4时刻摆球速度为零，摆球处于平衡状态解析：在t i,t 3时刻，摆球位于最大位移处，摆球的速度为零，所受的回 复力最大，向心加速度为零，A错误,C正确；在t2,t 4时刻，摆球位于平 衡位置,速度最大，向心加速度最大，悬线对摆球的拉力最大,B正确,D 错误。5 .（多选）如图甲所示，一列机械横波沿ab直线向右传播。已知a,b两 点间的距离为1 m,a,b两点的振动情况如图乙所示，下列说法中正确 的是（AC ）A.波速可

5、能是：m/s B.波速可能大于1 m/sC.波长可能是言mD.波长可能大于4 m解析：由振动图象可知，T=4 s,由题意结合a,b两点的振动情况可得（5n）入=1 mn解得入=557 m（n=0,1,2），选项C正确,D错误；波速可能值vi+H m/s（n=0,1,2），选项A正确,B错误。6 .（多选）如图是均匀小球做单摆运动，平衡位置为O点,A,B为最大位 移处,M,N点关于。点对称。下列说法正确的是（CD ）A.小球受重力、绳子拉力和回复力B.小球所受合外力就是单摆的回复力C.小球在O点时合外力不为0,回复力为0D.小球经过M点的位移与小球在N点的位移大小相等、方向相反解析：物体只受两个

6、力：重力、绳子拉力，A错；回复力的大小为振动方 向上的合外力，对于单摆，它是重力沿运动方向的分力，因为小球做的 是圆周运动，所以法向合外力等于向心力,B错；平衡位置是指回复力 为0的位置，但合外力不一定是0,比如小球在。点，回复力为0,但由 于在做圆周运动，法向合外力是指向圆心的,C正确；位移既有大小，也 有方向，根据运动的对称性可知，选项D正确.7 .（多选）如图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图，图乙为介质中 x=2 m处的质点P以此时刻为计时起点的振动图象。下列说法正确的 是（AB ）A.这列波的传播方向是沿x轴正方向8 .这列波的传播速度是20 m/sC.经过0.15 s,质点P沿x轴

7、的正方向传播了 3 mD.经过0.1 s,质点Q的运动方向沿y轴正方向解析：由图乙知t=0时质点P向y轴负方向运动，再由甲图可知，该波向x轴正方向传播，A正确；由图甲知波长入=4 m,由图乙知周期T= 0.2 s,则波速v= m/s=20 m/s,B正确；质点不随波迁移，只在其平衡位置附近振动，C错；经过0.1 s=/T,质点Q的运动方向沿y轴负方向,D错。8 .（多选）如图为某简谐运动图象，若t=0时，质点正经过O点向b运动,则下列说法正确的是（CD ）A.质点在0.7 s时，质点的位移为向左，且正在远离平衡位置运动B.质点在1.5 s时的位移最大，方向向左，在1.75 s时,位移为1 cm

8、C.质点在1.2 s到1.4 s过程中，质点的位移在增加，方向向左D.质点从1.6 s到1.8 s时间内，质点的位移正在减小，方向向左 解析：在0.7 s时，质点的位移是指由平衡位置指向所在位置的有向线 段，故位移为正，即向右，且正在向平衡位置运动,A错误；质点在1.5 s 时的位移最大，方向为负，即向左，在1.75 s时，由正弦图象的特点可 知，其位移大小应为原cm,B错误；质点在1.2 s至M.4 s过程中，质点 正在远离平衡位置，所以其位移在增加，方向为负，即向左,C正确；质 点从1.6 s至U 1.8 s时间内，质点正向平衡位置运动，所以其位移正在 减小，方向为负，即向左,D正确。9

9、.（多选）一水平弹簧振子做简谐运动的振动图象如图所示，已知弹簧 的劲度系数为20 N/cm,则（AB ）j 13fmA.图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为 5 N,方向指向x轴 的负方向B.图中A点对应的时刻振子的速度方向指向x轴的正方向C.在04 s内振子做了 1.75次全振动D.在04 s内振子通过的路程为3.5 cm解析：由简谐运动的特点和弹簧弹力与伸长量的关系可知，图中A点对应的时刻振子所受的回复力大小为F=kx=20X0.25 N=5 N,方向指向x轴的负方向，并且现在正在远离。点向x轴的正方向运动,A,B正 确；由图可读出周期为2 s,4 s内振子做两次全振动，通过的路程是

10、s=2X4A=2X 4X0.5 cm=4 cm,C,D 错误。10 .（多选）一列简谐横波从左向右以v=2 m/s的速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是（BD ）A.A质点再经过一个周期将传播到D点B.B点正在向上运动C.B点再经过打回到平衡位置D.该波的周期T=0.05 s解析：机械波传播时,介质中各个质点在各自的平衡位置做往复运动， 不向远处传播，故A错误;B点向上振动，由位置可知，回到平衡位置所需时间小于gB正确,C错误;丁毛3s=0.05 s,D 正确。11 .（多选）一列简谐横波在某时刻的波形图如图所示，已知图中质点b 的起振时刻比质点a延迟了 0.5 s,b和c之间的

11、距离是5 m,以下说 法正确的是（CD ）A.此列波的波长为2.5 mB.此列波的频率为2 HzC.此列波的波速为5 m/sD.此列波的传播方向为沿x轴正方向传播 解析:b和c之间的距离就是一个波长即5 m,A项错;a,b之间距离为 半个波长，波从a传到b所用时间为半个周期，即0.5 s,所以周期为1 s,频率f=1 Hz,B项错；波速v=5 m/s,C项对；质点b的起振时刻比质点a延迟，说明波是从a向b传播即沿x轴正方向，D项对。12.图甲为一列简谐横波在某一时刻的波形图,a,b两质点的横坐标分 别为xa=2 m和xb=6 m,图乙为质点b从该时刻开始计时的振动图象。下列说法正确的是（D ）

12、A.该波沿+x方向传播，波速为1 m/sB.质点a经4 s振动的路程为4 mC.此时刻质点a的速度沿+y方向D.质点a在t=2 s时速度为零解析:t=0时,b质点向+y方向运动，根据“下坡上”可判定波沿-x方 向传播,A错误;a总是与b的振动方向相反，t=0时,a向-y方向运动,C 错误；经过4 s,a回到平衡位置，路程为1 m,B错误;t=2 s时,a处于 波谷，速度为零,D正确。13.（多选）如图所示，甲是一列横波在某一时刻的波动图象，乙是在 x=6 m处的质点从该时刻开始计时的振动图象,a,b是介质中两个质点 下列说法错误的是（ACD ）A.这列波沿x轴的正方向传播B.这列波的波速是2

13、m/sC.a比b先回到平衡位置D.a,b两质点的振幅都是10 cm解析：由图象知，这列波的波长为8 m,周期为4 s,则v=2 m/s,B正确；振幅为5 cm,D错误;x=6 m处的质点从开始计时后经 打到达波峰，说明开始计时时，正在由平衡位置向波峰运动，波源在右侧，则这列波 沿x轴负方向传播，A错误；根据传播方向判断，开始计时时，质点a向 波谷运动，质点b向平衡位置运动,a比b后回到平衡位置，C错误。14.（多选）如图甲所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时 刻的波形图，P是离原点xi=2 m的一个中质点4是离原点x2=4 m的一 个中质点，此时离原点x3=6 m的中质点刚刚要开始振

14、动。图乙是该简 谐波传播方向上的某一质点的振动图象（计时起点相同）。由此可知（BD ）甲乙A.这列波的周期T=3 sB.这列波的传播速度v=2 m/sC.这列波的波源起振方向为向上D.乙图可能是图甲中质点 Q的振动图象解析：由图象可知波长入=4 m,周期T=2 s,传播速度v=2 m/s,选项B正确,A错误.由波动图象可知质点起振方向向下，结合波动图象与振动图象的关系可知，t=0时刻Q质点振动方向向上，形式与振动图象完 全一致,选项C错误,D正确。15.（多选）一列横波在t=0时刻的波形如图中实线所示，在t=1 s时的 波形如图中虚线所示。由此可以判定此波的（AC ）A.波长一定是4 cmB.

15、周期一定是4 sC.振幅一定是2 cmD.传播速度一定是1 cm/s解析：从图上可读出波长是4 cm,振幅是2 cm,故选项A,C正确；由题可知nT+T=1 s（n=0,1,2,3,），周期有不确定解，选项B错误；同理传播速度v也不确定，选项D错误16.（多选）如图为一列沿x轴负方向传播的简谐横波，实线为t=0时刻的波形图，虚线为t=0.6 s时的波形图，波的周期T>0.6 s,则（ACD ）A.波的周期为0.8 sB.在t=0.9 s时,P点沿y轴正方向运动C.经过0.4 s,P点经过的路程为0.4 mD.在t=0.5 s 时,Q点到达波峰位置解析：根据题意应用平移法可知由实线得到虚线

16、需要将图象沿x轴负方向平移（n+三）入，其中n=0,1,2,3,4，故由实线传播到虚线这种状态需要（n+3T,即（n+T=0.6 s,解得 T= s,其中 n=0,1,2,3,4 ，又T>0.6 s,故周期为0.8 s,故A正确。由于波沿x轴负方向传播， 故t=0时亥ij P点沿y轴负方向运动，而周期T=0.8 s,故t=0.8 s时P 点沿y轴负方向运动，1.0 s时P点到达波谷，故0.9 s时P点沿y轴 负方向运动，故B错误。在一个周期内P点完成一个全振动，即其运动路程为4A,而0.4 s= tT,故P点的运动路程为2A=0.4 m,C正确。由题意可知波长入=8 m,则波速v=10

17、m/s,在t=0时亥U Q点的横坐标为xo=5 m,由于波沿x轴负方向运动，故在t=0.5 s的时间内波沿x轴负 方向传播的距离为x=vt=10 X 0.5 m=5 m,故在t=0.5 s时,Q点振动情 况和t=0时刻距离坐标原点10 m处的质点的振动情况相同，而t=0时 刻距离坐标原点10 m处的质点在波峰，故在t=0.5 s时,Q点到达波 峰位置,故D正确。17.手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上 的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图.绳上有另一质 点P,且O,P的平衡位置间距为L。t=0时,0位于最高点，P的位移恰 好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确

18、的是（C ）A.该简谐波是纵波B.该简谐波的最大波长为2LC.t=致1P在平衡位置上方D.t二号时,P的速度方向竖直向上解析：振动方向与传播方向垂直，故该简谐波是横波，A错误；根据“下 坡上”判断,P距离。的最近距离L=入,所以最大波长等于4L,B错误;经过:T,P位于波峰，所以打时,P在平衡位置上方，C正确；在|T时,P正在从波峰回到平衡位置，速度方向竖直向下，D错误。18.（多选）有两列频率相同、振动方向相同、振幅均为A、传播方向互相垂直的平面波相遇发生干涉。如图所示，图中实线表示波峰，虚线 表示波谷,a为波谷与波谷相遇点，b,c为波峰与波谷相遇点，d为波峰 与波峰相遇点，e,g是a,d连线上的两点，其中e为连线的中点，则 （ABC ）A.a,d处的质点振动加强，b,c处的质点振动减弱B.从图示时刻经过半个周期,e